RU2116645C1

RU2116645C1 - Multipurpose device determining compression strength and hardness of construction materials

Info

Publication number: RU2116645C1
Application number: RU95103005A
Authority: RU
Inventors: Петр Равильевич Мироевский; Иван Павлович Шварев
Original assignee: Петр Равильевич Мироевский; Иван Павлович Шварев
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1998-07-27
Also published as: RU95103005A

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: device includes cylindrical case with handle, spring and rest to bring catch of armed block head out of engagement. Barrel with L-shaped arming lever, block head, arming pin, ball indenter, working spring and catch fixing block head in armed position are mounted in case coaxially. Handle is fitted with electron unit set in action by mobile element of movement transducer connected by tie-rod via pin to mobile direction control unit of test strike including supporting bars put on spring- loaded bushing. Invention provides for possibility of determination of strength characteristics of construction materials and structures with various relief of surface, for increased accuracy of test, for simplification of design and prolonged service life of device. EFFECT: improved efficiency of device. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам, в частности к приборам для определения прочностных характеристик строительных материалов неразрушающим методом, и предназначено для применения в строительстве, производстве строительных материалов, научно-исследовательских и экспертных работах. The invention relates to instrumentation, in particular to devices for determining the strength characteristics of building materials by a non-destructive method, and is intended for use in construction, the production of building materials, research and expert work.

Известен прибор для определения прочностных характеристик бетона, включающий цилиндрический корпус с пружиной и упором, коаксиально установленный в нем упорный цилиндр с бойком и рабочей пружиной, стопор [1]. A known device for determining the strength characteristics of concrete, including a cylindrical body with a spring and a stop, a thrust cylinder coaxially mounted in it with a striker and a working spring, a stopper [1].

Наиболее близким к описываемому изобретению является прибор для определения прочностных характеристик строительных материалов, содержащий трубчатый корпус, в котором расположены пружина, упор, коаксиально установленный в нем ствол с Г-образным рычагом взвода, бойком и рабочей пружиной, защелку [2]. Closest to the described invention is a device for determining the strength characteristics of building materials, comprising a tubular body in which a spring, an abutment, a coaxially mounted barrel with a L-shaped platoon lever, a striker and a working spring, a latch are located in it [2].

Недостатками этого прибора является невозможность его применения для криволинейных вогнутых и выпуклых испытываемых поверхностей, отсутствие возможности фиксации и индикации результатов испытаний, не предусматривает возможность коррекции энергии пружины бойка при ее снижении в процессе эксплуатации, конструкция защелки взвода бойка не обладает достаточным ресурсом работоспособности, не применим для определения марочности кирпича, ввиду его низких свойств вязкости и повышенной хрупкости. The disadvantages of this device are the impossibility of its use for curved concave and convex test surfaces, the lack of the possibility of fixing and displaying test results, does not provide for the possibility of correcting the energy of the striker spring when it decreases during operation, the design of the striker cock latch does not have a sufficient service life, is not applicable for determination of brick marking, due to its low viscosity properties and increased fragility.

Целью настоящего изобретения является создание универсального прибора-склерометра, обеспечивающего возможность определения прочностных характеристик строительных материалов и конструкций с различным рельефом поверхности, возможность получения визуальной информации и фиксации показателей измерений, повышение точности испытаний, упрощение конструкции и повышение ресурса работоспособности прибора. The aim of the present invention is the creation of a universal sclerometer device that provides the ability to determine the strength characteristics of building materials and structures with different surface topography, the ability to obtain visual information and fixation of measurement indicators, improve test accuracy, simplify the design and increase the service life of the device.

Достигается это тем, что рукоятка прибора снабжена электронным блоком визуального преобразования информации прочностных характеристик строительных материалов, который приводится в действие подвижным элементом датчика перемещения, соединенного тягой через штифт и боек с шаровым индентором. Ствол снабжен подвижным ориентатором направленности контрольного удара, содержащим опорные стержни, подпружиненные на шлицевой втулке. Корпус с тыльной внутренней стороны снабжен упором вывода защелки взведенного бойка и зацепления, который выполнен воронкообразным. Защелка бойка выполнена подвижной на завинченной в торец бойка оси и содержит пружинную втулку, пружину и головку. This is achieved by the fact that the handle of the device is equipped with an electronic unit for the visual conversion of information on the strength characteristics of building materials, which is driven by a movable element of the displacement sensor connected by a rod through a pin and a hammer with a ball indenter. The barrel is equipped with a movable orienter of the direction of control shock, containing support rods, spring-loaded on the spline sleeve. The housing on the rear inner side is provided with an emphasis on the output of the latch of the cocked striker and gearing, which is funnel-shaped. The striker latch is movable on an axis screwed into the end of the striker and contains a spring sleeve, a spring and a head.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, продольный разрез и вид сверху; на фиг. 2 - подпружиненный подвижный ориентатор, вид сбоку и сверху; на фиг. 3 - узел защелки бойка, продольный разрез. In FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section and a top view; in FIG. 2 - spring-loaded movable orientator, side view and top view; in FIG. 3 - node latch striker, a longitudinal section.

В соответствии с фиг. 1 прибор включает боек 1 со сменным шариковом индентором 2 и защелкой 3 взвода, рабочую пружину 4, ствол 5, штифт взвода 6, тягу привода электронного блока 7, корпус 8 с рукояткой и воронкообразным упором 9 вывода бойка из зацепления, пружину 10 возврата ствола в корпусе, Г-образный рычаг взвода 11, подпружиненный подвижный ориентатор 12 направленности контрольного удара, электронный блок 13 с приставкой фиксации и индикации визуальной информации данных измерений. In accordance with FIG. 1 device includes a striker 1 with a removable ball indenter 2 and a platoon latch 3, a working spring 4, a barrel 5, a platoon pin 6, a drive rod for the electronic unit 7, a housing 8 with a handle and a funnel-shaped stop 9 for disengaging the striker, spring 10 for returning the barrel to the housing, the L-shaped lever of the platoon 11, a spring-loaded movable orientator 12 of the direction of the control strike, an electronic unit 13 with an attachment for fixing and displaying visual information of the measurement data.

Согласно фиг. 2 подпружиненный подвижный ориентатор содержит опорные стержни 15, шлицевую втулку 16 и пружину 17. According to FIG. 2, a spring-loaded movable orientator comprises support rods 15, a spline sleeve 16, and a spring 17.

Опорные, параллельные между собой стержни располагаются перпендикулярно стволу прибора и соосно рукоятке. Длина стержней и расстояние между ними соответствует уровню статической устойчивости приборов при испытаниях. Величина шлицевого перемещения ориентатора по стволу прибора обеспечивает возможность радиального расположения прибора к криволинейным поверхностям как выпуклым, так и вогнутым без какой-либо переналадки прибора. Среднее положение ориентатора на участке его шлицевого перемещения соответствует испытаниям плоскостных поверхностей, смещенное от середины в сторону рукоятки - вогнутых, а от рукоятки - выпуклых поверхностей. Соприкасание прибора с испытываемыми поверхностями в момент "выстрела" осуществляется тремя точками - стержнями ориентатора и передней торцевой частью ствола. При этом выпукло-криволинейную поверхность прибора как бы охватывает, описывая ее тремя точками, а в вогнутую поверхность - вписывается. Supporting, parallel to each other rods are perpendicular to the barrel of the device and coaxially to the handle. The length of the rods and the distance between them corresponds to the level of static stability of the devices during testing. The magnitude of the spline movement of the orientator along the barrel of the device makes it possible to radially position the device to curved surfaces, both convex and concave, without any readjustment of the device. The average position of the orientator in the area of its spline movement corresponds to tests of planar surfaces, shifted from the middle towards the handle — concave, and from the handle — convex surfaces. The device is in contact with the test surfaces at the time of the “shot” by three points - the orientator rods and the front end part of the barrel. In this case, the convex-curved surface of the device as if covers, describing it with three points, and fits into a concave surface.

В соответствии с фиг. 3 узел защелки бойка содержит ось защелки 18, пружинную втулку 19, пружину защелки 20, горелку защелки 21. Глубина завинчивания оси защелки в торец бойка обеспечивает корректировку энергии пружины бойка. Подвижная защелка в связи с ее вращаемостью совместно с пружинной втулкой, пружиной и головкой защелки вокруг оси защелки обладает влзможностью контакта зацепа во взведенном состоянии бойка по всей окружности торцевого ствола прибора, а не в одной точке, как у прототипа, за счет чего возрастает ресурс работоспособности. In accordance with FIG. 3, the striker latch assembly comprises a latch axis 18, a spring sleeve 19, a latch spring 20, a latch burner 21. The depth of screwing the latch axis into the end of the striker provides an adjustment of the energy of the striker spring. The movable latch due to its rotatability together with the spring sleeve, spring and latch head around the axis of the latch has the ability to contact the hook in the cocked state of the hammer across the entire circumference of the end barrel of the device, and not at one point, as in the prototype, thereby increasing the service life .

Электронный блок представляет собой устройство, состоящее из блоков, формирующих аналоговый сигнал, пропорциональный смещению зонда в углубление от склерометрического удара, аналого-цифрового преобразователя, совмещенного в БИС вместе с блоком цифровой индикации, блока преобразователя напряжения, необходимого для питания индикаторов, АЦП и датчика. Для фиксации показаний БИС после проведения измерения доработан каскад, содержащий два одновибратора, стробирующих тактовый генератор БИС после проведения замеров. An electronic unit is a device consisting of units that form an analog signal proportional to the probe moving deeper from a sclerometric shock, an analog-to-digital converter combined in the LSI together with a digital display unit, a voltage converter unit, which is needed to power the indicators, ADC and sensor. To fix the LSI readings after the measurement, the cascade containing two single-vibrators that gate the LSI clock after measurements has been finalized has been improved.

Пользуются прибором следующим образом. Держа прибор одной рукой за рукоятку, другой взводят боек 1 поднятием рычага взвода 11 до фиксации бойка защелкой 3 в крайнем заднем положении и возвращают рычаг взвода 11 в исходное положение. Use the device as follows. Holding the device with one hand on the handle, with the other cock the striker 1 by raising the platoon lever 11 until the striker is locked with the latch 3 in the extreme rear position and return the platoon lever 11 to its original position.

Взведенный прибор приставляют ориентатором 12 к испытываемой поверхности 22 и прижимают небольшим усилием. При этом подпружиненный ориентатор переместится по стволу 5 на расстояние, при котором торец ствола соприкасается с испытываемой поверхностью. The cocked device is placed with the orientator 12 to the test surface 22 and pressed with a small force. In this case, the spring-loaded orientator will move along the barrel 5 to a distance at which the end face of the barrel is in contact with the test surface.

На криволинейную поверхность прибор устанавливается опорными стержнями 15 параллельно оси кривизны. Таким образом, прибор ориентирует направленность удара только радиально к кривизне поверхности, вне зависимости от ее вогнутости или выпуклости. The device is mounted on a curved surface by supporting rods 15 parallel to the axis of curvature. Thus, the device orientates the directivity of the impact only radially to the curvature of the surface, regardless of its concavity or convexity.

При соприкосновении прибора с испытываемой поверхностью тремя точками (стержнями ориентатора и торцом ствола) прибор продолжают прижимать с нарастающим усилием, при этом корпус 8 надвигается на ствол 5 со стороны рукоятки и упором 9 выводит защелку бойка 3 из зацепления, производя удар индентором 2 по поверхности изделия 22. В результате пластической деформации испытываемого материала индикатор вдавливается в него. Глубина внедрения через тягу 7 фиксируется электронным блоком, преобразуясь в визуальную цифровую информацию. When the device comes into contact with the test surface by three points (orientator rods and the barrel end), the device continues to be pressed with increasing force, while the housing 8 is pushed onto the barrel 5 from the handle side and with an emphasis 9 disengages the striker 3 latch, impacting the indenter 2 on the product surface 22. As a result of plastic deformation of the test material, the indicator is pressed into it. The penetration depth through the draft 7 is fixed by the electronic unit, being converted into visual digital information.

Действие электронного блока основано на измерении ЭДС, наводимой на контрольную индуктивность от магнитного поля создаваемого эталонным генератором с частотой 1,2 МГц. Выпрямляемое напряжение поступает на конвертирующий операционный усилитель, где происходит необходимое усиление и коррекция нуля (предусмотрена возможность логарифмировать сигнал). Сформированный таким образом сигнал поступает на БИС, содержащую АЦП (работающий по принципу двойного интегрирования), блок автоматической коррекции нуля, формирователь опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов с промежуточной памятью и дешифратором сигнала для работы с семисегментным индикатором. Индикация осуществляется 3...7-сегментным светодиодным индикатором. The action of the electronic unit is based on the measurement of the EMF induced on the control inductance from the magnetic field created by the reference generator with a frequency of 1.2 MHz. The rectified voltage is supplied to the converting operational amplifier, where the necessary amplification and zero correction takes place (it is possible to log the signal). The signal thus formed is fed to an LSI containing an ADC (working on the principle of double integration), an automatic zero correction unit, a voltage shaper, a clock pulse generator, a pulse counter with an intermediate memory and a signal decoder for working with a seven-segment indicator. Indication is carried out by 3 ... 7-segment LED indicator.

Цифровые величины показаний прибора, высвечиваемые на индикаторе, соответствуют прочностным характеристикам испытываемых материалов, которые определены кубиково-прессовым методом по действующим ГОСТам (ГОСТ 10180-74, ГОСТ 22690-88). The digital values of the instrument readings displayed on the indicator correspond to the strength characteristics of the tested materials, which are determined by the cube-press method according to the current GOSTs (GOST 10180-74, GOST 22690-88).

Постоянство энергии пружины бойка, массы бойка, амплитуды размаха бойка до испытываемой поверхности, а также постоянство усилия прижима прибора обеспечивают в высокой степени стабильность энергии контрольного удара и его воспроизводимость. The constancy of the energy of the spring of the striker, the mass of the striker, the amplitude of the amplitude of the striker to the test surface, as well as the constancy of the pressing force of the device, provide a high degree of stability of the energy of the control shock and its reproducibility.

Электронное измерение показателей испытаний и мгновенная визуальная их информация снижают погрешность испытаний и их трудоемкость, исключая фактор субъективности. The electronic measurement of test indicators and their instantaneous visual information reduce the test error and their complexity, excluding the subjectivity factor.

При необходимости прибор может быть использован при ручном инструментальном измерении результатов испытаний. If necessary, the device can be used for manual instrumental measurement of test results.

Таким образом достигаются цели, поставленные изобретением. Thus, the objectives set by the invention are achieved.

Claims

1. A universal device for determining the compressive strength and hardness of building materials, including a cylindrical body with a handle, a spring and an emphasis on the output of the cocked striker latch out of engagement, a barrel coaxially installed in the housing with a L-shaped platoon lever, strikers, platoon pin, ball indenter introducing into the test product, a working spring and a latch for fixing the striker in the cocked state, characterized in that the handle of the device is equipped with an electronic unit for visual display of the measured characteristics of the test construction materials, driven by a movable element of the displacement sensor, connected by a rod through a pin and a firing pin with a ball indenter, and the barrel is equipped with a movable guiding directional orientator, containing support rods placed on a spring-loaded spline sleeve.

2. The device according to claim 1, characterized in that the emphasis of the withdrawal of the latch of the cocked striker from the mesh is funnel-shaped.

3. The device according to claim 1, characterized in that the striker latch is made rotating around an axis screwed into the end of the striker and contains a spring-loaded sleeve, a spring and a head.