RU161920U1 - Устройство для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций - Google Patents

Abstract

Устройство для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций, включающее внешнюю цельную металлическую трубку с размещенными снаружи магнитными сборками, состоящими каждая из двух кольцевых магнитов с межслойным диском, и внутреннюю металлопластиковую трубку с измерительными датчиками, полость между измерительными датчиками и металлопластиковой трубкой заполнена кремнийорганическим компаундом, отличающееся тем, что на внешней металлической трубке дополнительно установлен индуктивный модуль, в котором передача информации и питание измерительного устройства осуществляется бесконтактным индуктивным способом между катушками, одна пара которых располагается внутри металлической трубки, другая - в индуктивном модуле.

Description

Полезная модель относится к области мониторинга автомобильных дорог в процессе их эксплуатации, в частности к наблюдению за накоплением остаточных и обратимых деформаций в рабочем слое грунта земляного полотна и конструктивных слоях дорожной одежды.

Известны аналоги, комплекс автоматизированного мониторинга накопления остаточных деформаций в элементах дорожной конструкций» (см. RU №68694 G01N 3/02 опубликовано 27.11.2007 г. ).

Наиболее близким аналогом является «Устройство для мониторинга накопления остаточных деформаций в элементах дорожной конструкции» (см. RU №121585 G01N 3/02 опубликовано 27.10.2012 г. ), включающее измерительное устройство в виде зонда с размещенными внутри датчиками и снаружи магнитными сборками, состоящими каждая из двух кольцевых магнитов с межслойным диском, при этом зонд содержит внешнюю цельную металлическую трубку и внутреннюю металлопластиковую трубку с измерительными датчиками, в верхней части металлопластиковой трубки расположен разъем для подключения к персональному компьютеру и передачи данных, полость между измерительными датчиками и металлопластиковой трубкой заполнено кремнийорганическим компаундом.

Недостатком данного устройства является то, что работа по получению информации затруднена из-за сложности конструкции. Кроме того необходимо присутствие оператора при считывании информации с измерительного устройства.

Задачей полезной модели является, обеспечение автономности работы измерительного устройства, обеспечение передачи информации на расстояние и улучшение герметичности.

Конструкция измерительного устройства состоит из внешней цельной металлической трубки и внутренней металлопластиковой трубки, с закрепленными в ней на специальном каркасе датчиками, например, аналоговые прецизионные датчики Холла.

Электронная система для измерения накопления остаточных деформаций в слоях дорожной конструкции работает по следующему принципу: магнитная система из двух кольцевых магнитов, заключенных в герметический корпус, имеет участок с линейно меняющейся вдоль оси системы индукцией магнитного поля. При перемещении магнитной сборки относительно датчиков индукция магнитного поля в точке их установки изменяется и, соответственно, изменяет напряжение на выходе датчика Холла, которое регистрируется, например, цифровым вольтметром.

Питание измерительного устройства осуществляется бесконтактным способом через индуктивный модуль сквозь стенки цельной металлической и внутренней металлопластиковой трубок, заполненной кремнийорганическим компаундом.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций, включающее внешнюю цельную металлическую трубку, с размещенными снаружи магнитными сборками, состоящими каждая из двух кольцевых магнитов с межслойным диском, и внутреннюю металлопластиковую трубку с измерительными датчиками, полость между измерительными датчиками и металлопластиковой трубкой заполнена кремнийорганическим компаундом, при этом на внешней металлической трубке дополнительно установлен индуктивный модуль, в котором передача информации и питание измерительного устройства осуществляется бесконтактным индуктивным способом между катушками, одна пара которых располагается внутри металлической трубки, другая в индуктивном модуле.

Технический результат достигается следующими признаками:

- индуктивный модуль, в котором передача информации и питание измерительного устройства осуществляется бесконтактным индуктивным способом между катушками;

- одна пара катушек располагается внутри металлической трубки, другая в индуктивном модуле.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема устройства для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций, фиг. 2 - схема расположения основных компонентов устройства для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций.

Устройство для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций представляет собой помещенное в конструкцию дорожной одежды 1 измерительное устройство, состоящее из внешней цельной металлической трубки 2 и внутренней металлопластиковой трубки, с закрепленными в ней на специальном каркасе измерительными датчиками. На внешнюю металлическую трубку 2 помещены магнитные сборки 3 и межслойные диски 4, нижний торец устройства имеет заостренную форму 5, свободно погружаемый в грунт, плоский верхний торец, совмещенный с поверхностью дорожного покрытия 6 с завинченной пробкой 7 и индуктивный модуль 8 для передачи электроэнергии в металлическую трубку и передачи информации из металлической трубки к пункту передачи информации на расстояние.

Внешняя металлическая трубка 2 может быть изготовлена из титана (нержавеющая стали, латуни). Материал и параметры конструкции выбраны с учетом требуемой прочности (изгибной), минимального влияния на процессы деформирования дорожной конструкции, магнитной прозрачности и долговечности. Измерительные устройства устанавливаются с необходимым интервалом и остаются в дорожной конструкции.

Межслойные металлические диски 4 выполнены в единой конструкции с магнитной сборкой 3 и нанизаны на внешнюю металлическую трубку 2. Количество дисков 4 может быть различным и соответствует количеству слоев дорожной конструкции 1 (при необходимости межслойные диски 4 могут устанавливаться и внутри слоев). Зазор между поверхностью внешней металлической трубкой 2 устройства и внутренней поверхностью магнитной сборки 3 составляет 1 мм, он не может быть меньшим для обеспечения скольжения магнитной сборки 3 вдоль устройства, и не может быть большим для уменьшения влияния горизонтального смещения сборки 3 на величину магнитного поля в точке измерения. Внутри магнитной сборки 3 находятся кольцевые магниты из сплава SmCo или NdFeB.

Способ измерения вертикальных перемещений состоит в замере изменения уровня магнитного поля, создаваемого магнитной сборкой 3, относительно измерительных датчиков по мере перемещения диска 4.

Закладка устройства начинается с момента завершения строительства земляного полотна. Первым этапом работ является бурение скважины диаметром равным диаметру индуктивного модуля на глубину рабочего слоя грунта земляного полотна. Затем, внутри первой, бурится вторая скважина диаметром равным диаметру металлической трубки и в нее устанавливается металлическая трубка 2. На металлическую трубку 2 одеваются последовательно нижний межслойный диск 4 совместно с магнитной сборкой 3 и индуктивный модуль 8. Индуктивный модуль является важнейшим элементом, обеспечивающим бесконтактную передачу электроэнергии в герметичную металлическую трубку измерительных зондов, а также передачу бесконтактным способом информации из трубки в пункт передачи информации. Учитывая тяжелые реальные условия эксплуатации автомобильной дороги, индуктивный модуль изготавливается из прочных и коррозионно-устойчивых материалов. Устройство посылает на пункт передачи информации данные, которые при помощи сети Internet отправляются на персональный компьютер. Обработка информации происходит при помощи специального программного обеспечения.

Последующие этапы закладки совпадают с устройством слоев дорожной одежды и заключаются в поднятии устройства на высоту укладываемого слоя специальным подъемным устройством и нанизывание на внешнюю металлическую трубку 2 магнитных сборок 3 с межслойными дисками 4. Поднятие металлической трубки 2 устройства производится до поверхности дорожного покрытия 6 и затем в нее помещают металлопластиковую трубку с измерительными датчиками.

Claims (1)

1. Устройство для определения остаточных деформаций многослойных дорожных конструкций, включающее внешнюю цельную металлическую трубку с размещенными снаружи магнитными сборками, состоящими каждая из двух кольцевых магнитов с межслойным диском, и внутреннюю металлопластиковую трубку с измерительными датчиками, полость между измерительными датчиками и металлопластиковой трубкой заполнена кремнийорганическим компаундом, отличающееся тем, что на внешней металлической трубке дополнительно установлен индуктивный модуль, в котором передача информации и питание измерительного устройства осуществляется бесконтактным индуктивным способом между катушками, одна пара которых располагается внутри металлической трубки, другая - в индуктивном модуле.

   

Images