RU2120517C1

RU2120517C1 - Device for registration of linear deformation

Info

Publication number: RU2120517C1
Application number: RU97114465A
Authority: RU
Inventors: В.В. Захаров; Е.И. Селюков; В.А. Павлов
Original assignee: Государственный институт по проектированию оснований и фундаментов "Фундаментпроект"
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1998-10-20

Abstract

FIELD: measurement technology; may be used in measurement of vertical displacements of structures. SUBSTANCE: to speed-up adjustment of pickup and to increase its reliability installed on measured object is flexible link between movable and fixed supports, pickup and sensing element. Pickup is made in the form of leaf spring installed in hollow body and cantilevered. Installed onto leaf spring bottom, square to it, is forcing-out plate. Sensing element is made in the form of two optical fibers directed towards each other, fiber of optical cable. One of fibers is engageable with forcing-out plate. Made in side opposite walls of hollow body are through semicylindrical grooves whose lower edge is above the bottom of hollow body. Installed in grooves are shafts, each having partial segment cutout overlapped with segment cover having screws. Segment cutout has recess made square to shaft axis for accommodation of optical fiber. To fix shafts in hollow body, hollow body side walls have clamps with screws and with semicylindrical recesses for shafts. Cable is secured in hollow body with pressing covers, one of which is higher than the other to ensure travel of leaf spring. Flexible link is secured directly to leaf spring. EFFECT: higher efficiency. 8 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения вертикальных смещений сооружений. The invention relates to measuring equipment, namely to devices for measuring the vertical displacements of structures.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для регистрации линейных деформаций, содержащее подвижную и неподвижную опоры, установленные на измеряемом объекте, гибкую тягу между опорами, датчик, выполненный в виде установленных в корпусе консольно закрепленной пластинчатой пружины, жестко связанной со свободным концом пластинчатой пружины и установленной перпендикулярно к ней отжимной пластиной и чувствительный элемент, выполненный в виде двух волоконно-оптических кабелей, один из которых выполнен взаимодействующим с отжимной пластиной и передающий элемент, выполненный в виде штока с вилкой, причем свободный конец штока связан с пластинчатой пружиной и установлен перпендикулярно к ней, а свободный конец вилки связан с гибкой тягой (см. например, Патент РФ N2019790, кл. E 02 D 31/08, 1991). The closest in technical essence and the achieved technical result is a device for recording linear deformations, containing movable and fixed supports mounted on the measured object, flexible traction between the supports, a sensor made in the form of a cantilever fixed leaf spring installed in the housing, rigidly connected to the free end a leaf spring and a squeeze plate mounted perpendicular to it and a sensing element made in the form of two fiber optic cables, o of which is made interacting with the squeezing plate and the transmission element is made in the form of a rod with a fork, the free end of the rod connected to the leaf spring and installed perpendicular to it, and the free end of the fork connected to a flexible rod (see, for example, RF Patent N2019790, C. E 02 D 31/08, 1991).

Недостатком данного устройства является сложность и длительность процесса настройки датчика, т.е. установления соосности оптических волокон чувствительного элемента. The disadvantage of this device is the complexity and duration of the sensor setup process, i.e. establishing the alignment of the optical fibers of the sensing element.

Техническим результатом на достижение которого направлено предлагаемое устройство является ускорение процесса настройки датчика и повышение надежности эксплуатации. The technical result to which the proposed device is aimed is to accelerate the sensor setup process and increase the reliability of operation.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для регистрации линейных деформаций, содержащем подвижную и неподвижную опоры, установленные на измеряемом объекте, гибкую тягу между опорами и датчик, выполненный в виде установленной в полом корпусе консольно закрепленной пластинчатой пружины и установленной снизу на ней перпендикулярно к ней отжимной пластины и чувствительный элемент в виде двух направленных навстречу друг другу оптических волокон, одно из которых выполнено взаимодействующим с отжимной пластиной, в боковых противолежащих стенках полого корпуса выполнены сквозные полуцилиндрические пазы, нижняя кромка которых выше днища полого корпуса, в которых установлены валы, каждый из которых имеет частичный сегментный вырез, перекрываемый сегментной крышкой с винтами, причем в сегментом вырезе перпендикулярно оси вала выполнена проточка для размещения оптического волокна, а для фиксации валов в полом корпусе на боковых стенках полого корпуса размещены зажимы с винтами с полуцилиндрическими проточками для валов, при этом кабель закреплен в полом корпусе прижимными крышками, одна из которых выше другой для обеспечения хода пластинчатой пружины, а крепление гибкой тяги осуществлено непосредственно к пластинчатой пружине. To achieve the specified technical result in a device for recording linear deformations containing movable and fixed supports installed on the measured object, flexible traction between the supports and a sensor made in the form of a cantilever fixed leaf spring installed in the hollow body and installed on the bottom perpendicular to it plates and a sensitive element in the form of two optical fibers directed towards each other, one of which is made interacting with the squeezing plate, in b through the opposite walls of the hollow body are made through semi-cylindrical grooves, the lower edge of which is higher than the bottom of the hollow body, in which there are shafts, each of which has a partial segment cutout, overlapped by a segmented cover with screws, and a groove is made in the segment cutout perpendicular to the axis of the shaft to accommodate the optical fiber and for fixing the shafts in the hollow body on the side walls of the hollow body there are clamps with screws with semi-cylindrical grooves for the shafts, while the cable is fixed in In the casing, hold-down covers, one of which is higher than the other to ensure the leaf spring travel, and flexible traction is fixed directly to the leaf spring.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид сбоку на датчик; на фиг. 3 - вид сверху фиг. 2; на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б фиг. 3; на фиг. 6 - вид Г фиг. 2; на фиг. 7 - разрез В-В фиг. 3; на фиг. 8 - аксонометрическая проекция внешнего вида датчика. In FIG. 1 shows a General view of the proposed device; in FIG. 2 is a side view of the sensor; in FIG. 3 is a plan view of FIG. 2; in FIG. 4 is a section AA of FIG. 3; in FIG. 5 is a section BB of FIG. 3; in FIG. 6 is a view D of FIG. 2; in FIG. 7 is a section BB of FIG. 3; in FIG. 8 is a perspective view of the appearance of the sensor.

Предлагаемое устройство содержит подвижную 1 и неподвижную 2 опоры, установленные на здание 3 и соединенные между собой гибкой тягой 4. На опоре 1 жестко укреплен датчик, связанный с регистрирующей аппаратурой 5. The proposed device contains a movable 1 and a fixed 2 supports mounted on a building 3 and interconnected by a flexible rod 4. On the support 1 is rigidly mounted sensor associated with the recording equipment 5.

Датчик состоит из полого корпуса 6, в боковых противолежащих стенках которого выполнены сквозные полуцилиндрические пазы, нижняя кромка которых размещена выше днища полого корпуса 6. Для укладки в корпусе 6 волоконно-оптического кабеля 7 предусмотрены пазы 8. Волоконно-оптический кабель 7 в пазах 8 закреплен прижимными крышками 9 и 10 с помощью винтов. Оптические волокна выходят из волоконно-оптических кабелей соосно, навстречу друг другу. К прижимной крышке 9 винтами консольно прикреплена пластинчатая пружина 11. К консольной части пружины 11 сверху прикреплена гетенаксовая пластина 12 винтом с гайкой. На консольной части пластинчатой пружины 11 снизу перпендикулярно к ней размещена отжимная пластина 13, связанная с пластинчатой пружиной 11 винтами с гайками, взаимодействующая с оптическим волокном. Свободный конец пластинчатой пружины 11 и гетенаксовой пластины 12 привязан к тяге 4. Крышка 9 имеет большую толщину по сравнению с крышкой 10 для обеспечения хода пластинчатой пружины 11. В сквозных полуцилиндрических пазах полого корпуса установлены валы 14. Каждый вал 14 на одном из торцов имеет шлиц для поворота вала 14 с помощью отвертки. Для фиксации валов 14 в полом корпусе 6 на боковых стенках его полого корпуса размещены зажимы 15, выполненные с полуцилиндрическими проточками для валов 14. Зажимы 15 прикреплены к полому корпусу 6 винтами. Валы 14 по горизонтали имеют частичные сегментные вырезы, перекрываемые сегментными крышками 16, зафиксированные с помощью винтов для возможности установки оптического волокна. В центре каждого сегментного выреза поперечно оси вала 14 выполнена проточка для размещения оптического волокна. The sensor consists of a hollow body 6, in the side opposite walls of which there are through semi-cylindrical grooves, the lower edge of which is located above the bottom of the hollow body 6. For laying in the body 6 of the fiber optic cable 7, grooves are provided 8. The fiber-optic cable 7 is fixed in the grooves 8 clamping covers 9 and 10 with screws. Optical fibers exit the fiber optic cables coaxially towards each other. A leaf spring 11 is cantilevered to the clamping cover 9 with screws. To the cantilever part of the spring 11, a hethenax plate 12 is attached from above with a screw and nut. On the cantilever part of the leaf spring 11, an squeeze plate 13, connected to the leaf spring 11 with screws and nuts, interacting with the optical fiber, is arranged at the bottom perpendicular to it. The free end of the leaf spring 11 and the getenaksovogo plate 12 is attached to the rod 4. The cover 9 has a greater thickness compared to the cover 10 to ensure the movement of the leaf spring 11. Shafts are installed in the through semi-cylindrical grooves of the hollow body 14. Each shaft 14 has a slot on one end to rotate the shaft 14 with a screwdriver. To fix the shafts 14 in the hollow body 6 on the side walls of its hollow body there are clamps 15 made with semi-cylindrical grooves for the shafts 14. The clamps 15 are attached to the hollow body with 6 screws. The shafts 14 horizontally have partial segmented cutouts overlapped by segmented covers 16, fixed with screws to allow the installation of optical fiber. A groove is made in the center of each segment cutout transverse to the axis of the shaft 14 to accommodate the optical fiber.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Предварительно настраивают датчик, для чего ослабляют винты зажимов (отвинчивают частично их), поворачивают валы 14 с оптическим волокном на некоторый угол и перемещают валы 14 поперечно по отношению к корпусу 6. Далее их фиксируют с помощью винтов зажимов 15. Это необходимо для того, чтобы потери мощности света на стыке оптических волокон были минимальными, т.е. концы оптического волокна были соосны. Далее датчик крепят к подвижной опоре 1 и соединяют тягой 4 с неподвижной опорой 2. При этом необходимо, чтобы отжимная пластина 13 отклонила одно из оптических волокон на величину, при которой потери мощности света увеличились в среднем на 3 децибела по сравнению с минимальными. Установленное таким образом значение потерь принимается соответствующим нулевому положению. Смещение опоры 1 на некоторую величину вниз вызовет поворот тяги на некоторый угол. При этом отжимная пластина 13 поднимается, а потери мощности света уменьшаются, что и зарегистрирует аппаратура 5. При смещении опоры 1 вверх относительно опоры 2, процесс повторяется, но в сторону увеличения потерь мощности света. The proposed device operates as follows. The sensor is pre-tuned, for which the clamp screws are loosened (partially unscrewed), the shafts 14 with the optical fiber are turned by a certain angle and the shafts 14 are moved transversely with respect to the housing 6. Then they are fixed with the clamp screws 15. This is necessary so that the loss of light power at the junction of the optical fibers was minimal, i.e. the ends of the optical fiber were aligned. Next, the sensor is attached to the movable support 1 and connected by a thrust 4 to the fixed support 2. It is necessary that the squeeze plate 13 deflect one of the optical fibers by an amount at which the light power loss increases by an average of 3 decibels compared to the minimum. The loss value set in this way is assumed to correspond to the zero position. The shift of the support 1 by a certain amount down will cause the thrust to rotate by a certain angle. In this case, the squeezing plate 13 rises, and the light power loss decreases, which is recorded by the equipment 5. When the support 1 is shifted upward relative to the support 2, the process is repeated, but in the direction of increasing light power losses.

Предлагаемое устройство ожидается использовать на жилых зданиях г. Тольятти, обследуемых институтом "Фундаментпроект". The proposed device is expected to be used on residential buildings in Togliatti, examined by the Foundationproject Institute.

Claims

A device for detecting linear deformations, comprising movable and fixed supports mounted on the measured object, flexible traction between the supports and a sensor made in the form of a cantilever fixed leaf spring installed in the hollow body and mounted perpendicular to the squeeze plate from below, and a sensing element in the form of two directed towards each other optical fibers, fiber optic cable, one of which is made interacting with the squeezing plate, characterized in that in the side the opposite walls of the hollow housing are made through semi-cylindrical grooves, the lower edge of which is located above the bottom of the housing, in which there are shafts, each of which horizontally has a partial segment cutout, overlapped by a segmented cover with screws, and a groove is made in the segment cutout perpendicular to the axis of the shaft for placement optical fiber, and for fixing the shafts in the housing from the side walls of the hollow housing there are clamps with screws with half-cylinder grooves for the shafts, while The o-optical cable is fixed in the hollow body by clamping covers, one of which is higher than the other to ensure the travel of the leaf spring, and a flexible rod is attached directly to the leaf spring.