RO127680A2 - Metodă şi dispozitiv pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acţiuni mecanice - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv şi la o metodă de monitorizare a comportării structurilor metalice la acţiuni mecanice repetate, pentru diagnosticarea nedistructivă a stării de rezistenţă mecanică a unor elemente din materiale metalice care sunt componente ale unor structuri complexe, prin prelucrarea datelor achiziţionate de la un senzor piezoceramic sensibil la emisii acustice, şi transmiterea informaţiilor la distanţă prin aer (wireless). Dispozitivul conform invenţiei este alcătuit dintr-un modul de comandă (MC) alimentat de blocul stabilizat de tensiune (BST1), şi un modul inteligent cu senzor de emisie acustică EA (MSEA), alimentat de un alt bloc stabilizat de tensiune (BST2), o unitate centrală cu microcontroler (UC1), un modul card de memorie (MMC), afişajul (LCD), două module wireless (MW1 şi MW2), un microcontroler (muC2), un senzor (SEA), un material electroacustic (MEA), un amplificator (AO) şi o interfaţă la calculator (IPC). Metoda conform invenţiei se bazează pe semnalele captate de senzorul de emisie acustică (SEA) fixat pe suprafaţa metalică, prin intermediul materialului cu proprietăţi electroacustice optime (MEA), semnale care sunt prelucrate de un modul (MSEA) şi transmise la antena 2 prin intermediul modulului wireless (MW2) care transmite, la rândul ei, semnalul la distanţă către antena 1 a modulului (MC).

Description

Data depozit ....1,0,.3 4'

Invenția se refera la un dispozitiv pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice, pentru diagnosticarea nedistructiva a stării de rezistentă mecanică a unor elemente din materiale metalice care sunt componente din structuri complexe, cum ar fi: traverse de cale ferata, poduri, construcții industriale metalice, etc., prin prelucrarea datelor achiziționate de la senzorul piezoceramic sensibil la emisii acustice si transmiterea la distanta prin aer (wireless) a informațiilor stocate.

Sistemul de monitorizare a structurilor metalice cuprinde: modulul de comanda cu microcontroller (MC) si un modul inteligent cu senzor de emisie acustica EA (MSEA) (Fig. 1).

Pentru prelevarea semnalelor de emisie acustica de la proba metalica se utilizează modul inteligent cu senzor de emisie acustica EA. Modulul inteligent cu senzorul de emisie acustica are dimensiuni reduse si este prevăzut cu microcontroler de achiziție si stocare a datelor prelevate de la structurile metalice investigate.

Dispozitivul autonom este alimentat de la baterii acumulatoare, precum si de la rețea. Modulul inteligent cu senzor de emisie acustica permite achiziția, trimiterea la distanta (wireless) a datelor si avertizarea modulului de comanda asupra depășirii nivelului de solicitare maxima a structurilor metalice.

Dispozitivul permite inițializarea datelor de intrare, afișarea depășirii pragului de siguranța a stării de rezistenta a probei metalice, memorarea in timp real a datelor primite de la modulului cu senzor inteligent, precum si interfatarea la calculator prin intermediul unitarii de comanda.

Dispozitivul este realizat cu un modul de comanda care funcționează pe baza unui software specializat pentru stabilirea parametrilor de achiziție a datelor provenite de la modulul inteligent cu senzor piezoceramic de emisie acustica

Dispozitivul pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- monitorizarea permanenta a structurilor creste gradul de siguranța;

- permite implementarea unei soluții nedistructive de supraveghere a construcțiilor intens exploatate;

- permite crestera numărului de canale monitorizate adica lărgirea ariei de monitorizare;

- se bazeaza pe electronica avansata cu microcontroller;

- este robust, ușor manevrabil si are dimensiuni reduse;

- are consum redus de energie si este autonom, fiind alimentat de la o baterii acumulatoare, insa se alimentează si de la rețea (prin soft se alege modul de alimentare)

- asigura informarea operativa prin afisaj si alarma acustica

CX-2010-01324-- iț

O -12- 2010

- este prevăzut cu interfața la calculator care asigura memorarea externa a datelor înregistrate si crearea de baze de date

- modulul de comanda si modulul inteligent cu senzor sunt prevăzute cu microcontrolere

- dispozitivul permite dezvoltarea ulterioara a programului de achiziție de date prelevate de la mai multi senzori fixați pe structurile metalice care sunt monitorizate;

- modulul de comanda permite reglarea pragului de depășire a nivelului de siguranța;

Se da un exemplu de realizare a invenției, in legătură cu Fig. 1, care prezintă schema de principiu a dispozitivului pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice.

O prezentare sugestiva privind metoda si dispozitivul pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice se exemplifica in figurile de mai jos:

Fig. 1 Schema bloc a dispozitivului pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice

Fig. 2 Principiul metodei de lucru

Dispozitivul pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice conform invenției este alcătuit din următoarele blocuri funcționale (Fig. 1). modulul de comanda (MC) si modulul inteligent cu senzor de emisie acustica EA (MSEA).

Blocul stabilizat de tensiune (BST1) alimentează modulul de comanda (MC), iar blocul stabilizat de tensiune (BST2) alimentează modulul inteligent cu senzor de emisie acustica (MSEA). Unitatea centrala cu microcontroler (UC1) comanda modulul (MMC), afisajul (LCD) prin intermediul tastaturii si trimite semnal la Antena 1 prin intermediul modulului wireless (MW1). Semnalul este transmis de Antena 1 si recepționat la distanta de Antena 2 a modulului (MSEA). Modulul wireless (MW2) trimite semnal la microcontrolerul (pC2), care analizeaza datele si le memorează temporar. Senzorul (SEA) fixat pe suprafața probei metalice cu materialul electroacustic (MEA) primește semnale de emisie acustica de la proba metalica supusa la acțiuni mecanice, le convertește in semnale electrice, care apoi sunt amplificate de amplificatorul (AO) si trimise la microcontrolerul (pC2), care le analizeaza si memorează pe secvențe de date. Dispozitivul este prevăzut cu interfața la calculator (fPC) si cârd de memorie (MMC) pentru transferul datelor memorate in cârdul de memorie.

Metoda metoda de lucru cu dispozitivul pentru monitorizare a comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice, prezentata in Fig. 2, se bazeaza pe semnalele achiziționate de un senzor de emisie acustica fixat pe suprafața metalica prin intermediul unui material cu proprietăți electroacustice optime (MEA), semnalul este prelucrat de modulul (MSEA) si transmis la Antena 2 prin intermediul modulului wireless (MW1). Antena 2 emite semnalul la distanta, iar semnalul este recepționat de Antena 1 a modulului (MC).

Claims (2)

1. REVENDICĂRI

   1. Arhitectura dispozitivului pentru monitorizarea comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice conform invenției, caracterizata prin preprezenta următoarele blocuri funcționale: modulul de comanda (MC) si modulul inteligent cu senzor de emisie acustica EA (MSEA); blocul stabilizat de tensiune (BST1) alimentează modulul de comanda (MC), iar blocul stabilizat de tensiune (BST2) alimentează modulul inteligent cu senzor de emisie acustica (MSEA); unitatea centrala cu microcontroler (UC1) comanda modulul (MMC), afișajul (LCD) prin intermediul tastaturii si trimite semnal la Antena 1 prin intermediul modulului wireless (MW1); semnalul la Antena 1 este recepționat de Antena 2 a modulului (MSEA); modulul wireless (MW2) trimite semnal la microcontrolerul; senzorul (SEA) fixat pe suprafața probei metalice cu materialul electroacustic (MEA) primește semnale de emisie acustica de la proba metalica supusa la acțiuni mecanice si le convertește in semnale electrice, apoi sunt amplificate de amplificatorul (AO) si trimise la microcontrolerul (nC2), care le analizeaza si memorează pe secvențe de date. Dispozitivul este prevăzut cu interfața la calculator (IPC) si cârd de memorie (MMC) pentru transferul datelor memorate in cârdul de memorie; software-ul de comanda, analiza si avertizare la depășirea pragului de siguranța, care asigura extensia achiziției de date de la mai multe module inteligente cu senzori de emisie acustica.
2. 2. Metoda de lucru cu dispozitivul pentru monitorizare a comportării structurilor metalice la acțiuni mecanice se bazeaza pe semnalele achiziționate de un senzor de emisie acustica (SEA) fixat pe suprafața metalica prin intermediul unui material cu proprietăți electroacustice optime (MEA), semnalul este prelucrat de modulul (MSEA) si transmis la Antena 2 prin intermediul modulului wireless (MW1). Antena 2 emite semnalul la distanta si semnal care este recepționat de Antena 1 de la modulul (MC).