RU2678500C1 - Engineering structures technical condition diagnostic device - Google Patents
Engineering structures technical condition diagnostic device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678500C1 RU2678500C1 RU2017129613A RU2017129613A RU2678500C1 RU 2678500 C1 RU2678500 C1 RU 2678500C1 RU 2017129613 A RU2017129613 A RU 2017129613A RU 2017129613 A RU2017129613 A RU 2017129613A RU 2678500 C1 RU2678500 C1 RU 2678500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microphone
- sound
- stethoscope
- water
- technical condition
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностики технического состояния различных инженерных сооружений в процессе эксплуатации.The proposed device relates to measuring equipment and can be used to diagnose the technical condition of various engineering structures during operation.
Сложные инженерные конструкции различного назначения при строительстве и в процессе эксплуатации подвергаются влиянию воздействий различной природы, что негативно сказывается на прочностных качествах составных частей конструкции, вследствие чего возникает необходимость контроля общего технического состояния конструкции и ее отдельных частей для обеспечения безопасных условий эксплуатации.Complex engineering structures for various purposes during construction and during operation are affected by influences of various nature, which negatively affects the strength properties of the structural components, which necessitates monitoring the general technical condition of the structure and its individual parts to ensure safe operating conditions.
Технический уровеньTechnical level
В процессе патентного поиска выявлен ряд изобретений-аналогов.In the process of patent search, a number of inventions-analogues were revealed.
Вибрационный дефектоскоп (№53781, МПК G01N 29/04, опуб. 27.05.2006), состоящий из независимого генератора вибрационных колебаний, двух или более одинаковых датчиков вибраций и блока-анализатора, имеющего: компенсаторы, блок сравнения, пороговый элемент; или аналого-цифровые преобразователи и микроконтроллер; а также имеющего средства вывода результата дефектоскопии в форме управляющего электрического сигнала, световой индикации или звукового сигнала. Суть изобретения заключается в том, что датчики вибраций, подключаемые через общий разъем к блоку-анализатору имеют конструктивное оформление трех видов: индивидуально прикрепляемые к поверхности диагностируемого объекта датчики вибраций, имеющие вакуумные, магнитные или иные средства временного крепления; в виде группы датчиков вибраций, закрепленных на общей раме или иной общей основе; в виде "головки", перемещаемой в процессе диагностики по поверхности объекта, содержащей несколько датчиков вибраций, разделенных изолирующими перегородками и собранных таким образом, чтобы их чувствительные поверхности, воспринимающие вибрационные колебания от объекта, соприкасались с поверхностью объекта одновременно.Vibration flaw detector (No. 53781, IPC G01N 29/04, publ. 05.27.2006), consisting of an independent generator of vibrational vibrations, two or more identical vibration sensors and an analyzer unit, having: compensators, a comparison unit, a threshold element; or analog-to-digital converters and a microcontroller; as well as having means for outputting the result of the inspection in the form of a control electrical signal, light indication or sound signal. The essence of the invention lies in the fact that vibration sensors connected through a common connector to the analyzer block have three types of design: vibration sensors individually attached to the surface of the diagnosed object, having vacuum, magnetic or other means of temporary fastening; in the form of a group of vibration sensors mounted on a common frame or other common basis; in the form of a “head” that is moved during the diagnostics along the surface of an object containing several vibration sensors separated by insulating partitions and assembled in such a way that their sensitive surfaces, perceiving vibrational vibrations from the object, are in contact with the surface of the object at the same time.
Недостатком данного изобретения является использование сложность измерительной системы, что влияет на точность получаемой информации.The disadvantage of this invention is the use of the complexity of the measuring system, which affects the accuracy of the information received.
Известно также устройство (№85238, G01N 29/12, опубл. 27.07.2009), предназначенное для звукового контроля деревянных опор линий электропередач, линий связи и т.п., и содержащее приемник звукового сигнала, в качестве которого использован микрофон, соединенный с усилителем, сигнал с которого поступает на микроконтроллер, один из выходов которого соединен с дисплеем жидкокристаллическим дисплеем. Микроконтроллер соединен также со считывателем, который снабжен антенной для передачи радиочастотного сигала на метку RFID. При первичном контроле на дисплее отображается информация о результатах текущего измерения. При последующем контроле на дисплей дополнительно выводится информация с метки RFID, что позволяет оценить изменения, которые произошли в состоянии опоры за временной промежуток между двумя измерениями.A device is also known (No. 85238, G01N 29/12, published July 27, 2009), designed for sound control of wooden poles of power lines, communication lines, etc., and containing a sound signal receiver, which is used as a microphone connected to amplifier, the signal from which is fed to the microcontroller, one of the outputs of which is connected to the display by a liquid crystal display. The microcontroller is also connected to a reader, which is equipped with an antenna for transmitting an RF signal to an RFID tag. During the initial test, the display shows information about the results of the current measurement. During subsequent monitoring, the information from the RFID tag is additionally displayed on the display, which makes it possible to evaluate the changes that have occurred in the support state during the time interval between two measurements.
Изобретение имеет ряд недостатков, к которым можно отнести отсутствие в конструкции датчиков для измерения вибрационных характеристик опоры, а также использование усилителя звука, что может спровоцировать появление звуковых помех.The invention has several disadvantages, which include the lack of sensors in the design for measuring the vibrational characteristics of the support, as well as the use of a sound amplifier, which can provoke the appearance of sound noise.
Прототипом является устройство (№127906, G01H 1/00, опубл. 10.05.2013) для диагностики неисправностей технического оборудования, включающее стетоскоп, состоящий из звукоприемной головки с мембраной и стержнем, звукопровода и оголовья с «оливой». Его принцип действия заключается в том, что вместо одной из «олив» установлен микрофон, предназначенный для регистрации звукового сигнала, и пьезокерамический датчик детонации, зафиксированный с помощью элемента крепления на корпусе диагностируемого технического оборудования, предназначенный для регистрации вибрационного сигнала, подключенные проводами к разъему для микрофона персонального компьютера, на котором установлена программа обработки звукового сигнала.The prototype is a device (No. 127906, G01H 1/00, publ. 05/10/2013) for diagnosing malfunctions of technical equipment, including a stethoscope consisting of a sound pickup head with a membrane and a rod, sound duct and headband with olive. Its principle of operation is that instead of one of the “olives”, a microphone is installed, designed to record an audio signal, and a piezoceramic knock sensor, fixed with a fastener on the body of the diagnosed technical equipment, designed to record a vibration signal, connected by wires to the connector for microphone of a personal computer on which an audio signal processing program is installed.
К недостаткам данного изобретения можно отнести слабость получаемого сигнала.The disadvantages of this invention include the weakness of the received signal.
Задача предлагаемого устройства заключается в передаче вибрационного сигнала, сообщаемого исследуемой поверхности, через водную среду.The objective of the proposed device is to transmit a vibration signal communicated by the investigated surface through the aquatic environment.
Устройство для диагностики технического состояния инженерных конструкций, включающее стетоскоп, состоящий из звукоприемной головки с мембраной и стержнем, звукопроводов и «олив», и содержащее микрофон для регистрации звукового сигнала, отличающееся тем, дополнительно установлен тензометрический датчик деформации на диагностируемой поверхности и емкость с водой с помещенным в нее микрофоном и звукоприемной головкой стетоскопа, причем показания датчика и микрофона фиксируются записывающим устройством.A device for diagnosing the technical condition of engineering structures, including a stethoscope, consisting of a sound pickup head with a membrane and a rod, sound ducts and “olive”, and containing a microphone for recording an audio signal, characterized in that an additional strain gauge strain gauge is installed on the diagnosed surface and a water tank with placed in it with a microphone and a sound receiving head of a stethoscope, and the readings of the sensor and microphone are recorded by the recording device.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом. На фиг. 1 приведена принципиальная схема датчика для фиксации вибрационных колебаний, которая дает детальное представление о составляющих его элементах. В конструкции имеются параллельно подсоединенные устройства для фиксации вибрационных импульсов, представляющие из себя звукоприемную головку стетоскопа 1 и помещенный в водонепроницаемую оболочку микрофон 2. Звукоприемная головка стетоскопа связана с «оливами» 5 при помощи общего провода 3, а микрофон связан этим же проводом с записывающим устройством 10. И микрофон и стетоскоп закреплены направляющими 4, установленными на корпусе 6. Корпус снабжен приспособлениями 7 для крепления к исследуемой поверхности, снабженными устройствами для откачки воздуха 8 и тонкой резиновой мембраной, а также трубкой 9 для прохода через нее соединяющего провода. Корпус снабжен крышкой 11 для замены воды в циллиндре.The proposed device is illustrated in the drawing. In FIG. 1 is a schematic diagram of a sensor for fixing vibrational vibrations, which gives a detailed view of its constituent elements. The design has parallel-connected devices for fixing vibration pulses, which are the sound pickup head of the stethoscope 1 and the microphone 2 placed in a waterproof shell. The sound pickup head of the stethoscope is connected to the “olives” 5 using a
Устройство работает следующим образом. После выбора для исследования элемента диагностируемой конструкции устройство присоединяется к нему при помощи приспособлений крепления с последующей откачкой воздуха для более надежной фиксации. Так как большинство исследуемых поверхностей имеют микронеровности, то при сообщении им вибраций резиновая мембрана при взаимодействии будет поглощать колебания, исходящие от поверхности, что влияет на получаемую информацию. При возникновении необходимости более точных измерений мембрана отсоединяется, и датчик прикрепляется к исследуемой поверхности напрямую. Также к исследуемой поверхности присоединяет тензометрический датчик. На следующем этапе элементу сообщают вибрационное воздействие, которое через водяной столб передаются на микрофон. При помощи него фиксируют вибрационные колебания и полученная информация передается на записывающее устройство. Одновременно обрабатываются данные, полученные от тензометрического датчика. Также оценка технического состояния диагностируемой конструкции производится при помощи информации, получаемой посредством стетоскопа. Его применение позволяет произвести ускоренную диагностику исследуемой поверхности без привлечения средств обработки информации. Усиление сигнала производится за счет того, что микрофон и звукоприемная головка стетоскопа помещены в водную среду. Таким образом, информация о техническом состоянии исследуемой конструкции поступает в записывающее устройство от двух источников, что позволяет более точно определять текущее состояние инженерной конструкции.The device operates as follows. After selecting the element of the diagnosed design for research, the device is attached to it using fastening devices with subsequent pumping of air for more reliable fixation. Since most of the surfaces under investigation have microroughnesses, when they communicate vibrations, the rubber membrane will absorb vibrations emanating from the surface during interaction, which affects the information received. When the need arises for more accurate measurements, the membrane is disconnected, and the sensor is attached to the test surface directly. A strain gauge sensor is also attached to the test surface. At the next stage, the element is informed of the vibration effect, which is transmitted through the water column to the microphone. With it, vibrational vibrations are recorded and the received information is transmitted to a recording device. At the same time, data received from the strain gauge is processed. Also, the technical condition of the diagnosed design is assessed using information obtained through a stethoscope. Its application allows for the accelerated diagnostics of the investigated surface without the use of information processing tools. The signal is amplified due to the fact that the microphone and the sound receiving head of the stethoscope are placed in the aquatic environment. Thus, information about the technical condition of the structure under study comes to the recording device from two sources, which allows more accurately determine the current state of the engineering structure.
После чего полученные данные передаются по проводному соединению на персональный компьютер в центр контроля и оценки технического состояния, где обрабатываются методом спектрального анализа, на основании чего делается вывод о наличии или отсутствии дефекта. Затем обработанная информация отправляется на хранение в общую электронную базу по исследуемому объекту.After that, the obtained data are transmitted via a wired connection to a personal computer in the center for monitoring and evaluating the technical condition, where they are processed by spectral analysis, based on which it is concluded that there is a defect or not. Then, the processed information is sent for storage to a common electronic database for the studied object.
Техническое состояние инженерных сооружений оценивается с определенной периодичностью, что позволяет отслеживать появление дефектов конструкции относительно эталонных значений, за которые принимаются измерения, проведенные при введении конструкции в эксплуатацию.The technical condition of engineering structures is evaluated with a certain periodicity, which allows you to track the appearance of structural defects relative to the reference values, for which measurements taken when the structure was put into operation are taken.
Большинство диагностических подходов в вопросах оценки текущего состояния инженерных сооружений основано на использовании тензометрических и вибрационных датчиков, что не всегда эффективно из-за сопутствующего работе сложной аппаратуры магнитного поля. Это, в свою очередь, стимулирует интерес к поиску и разработке методов, независящих от интенсивности магнитного поля, в частности, основанных на использовании в качестве среды проведения измерений воду, а измеряемой величиной - вибрационные колебания.Most diagnostic approaches in assessing the current state of engineering structures are based on the use of strain gauge and vibration sensors, which is not always effective due to the concomitant work of complex magnetic field equipment. This, in turn, stimulates interest in the search and development of methods that are independent of the magnetic field intensity, in particular, based on the use of water as the measurement medium, and vibrational vibrations as the measured value.
Предлагается устройство, принцип действия которого основан на использовании вибрационного датчика нетрадиционной конструкции, что позволяет определять степень остаточной прочности составных частей конструкции и наличие пустот в ее локальных местах для сбора данных и анализа информации о найденных дефектах, вызванных нагрузками и условиями интенсивной эксплуатации, так как водная среда передает колебания широкого спектра.A device is proposed whose principle of operation is based on the use of a vibration sensor of an unconventional design, which allows determining the degree of residual strength of the components of the structure and the presence of voids in its local places for collecting data and analyzing information about defects found due to loads and conditions of intensive use, since water the medium conveys a wide spectrum of vibrations.
Работа устройства заключается в сообщении вибрационных воздействий исследуемой части инженерной конструкции с последующей фиксацией получаемой информации при помощи устройства в виде цилиндра специальной формы, наполненного водой и снабженного устройствами для фиксации вибрационных колебаний и приспособлениями для крепления к исследуемой поверхности.The operation of the device consists in communicating the vibrational effects of the studied part of the engineering structure with the subsequent fixation of the received information using a device in the form of a cylinder of a special shape filled with water and equipped with devices for fixing vibrational vibrations and devices for attaching to the studied surface.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129613A RU2678500C1 (en) | 2017-01-27 | 2017-01-27 | Engineering structures technical condition diagnostic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129613A RU2678500C1 (en) | 2017-01-27 | 2017-01-27 | Engineering structures technical condition diagnostic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2678500C1 true RU2678500C1 (en) | 2019-01-29 |
Family
ID=65273470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017129613A RU2678500C1 (en) | 2017-01-27 | 2017-01-27 | Engineering structures technical condition diagnostic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2678500C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2021774A (en) * | 1934-06-08 | 1935-11-19 | Edward R Gilmore | Vibration detector |
US4246776A (en) * | 1979-09-25 | 1981-01-27 | Cornell Thompson | Leak scope for detecting leaks in plumbing equipment |
US5923259A (en) * | 1996-11-22 | 1999-07-13 | Lederer; Gabor | Leak detection alarm with "stethoscope" spring contacts |
JP2000186957A (en) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Takaharu Kuroyanagi | Abnormal vibration inspecting device for equipment |
RU2302610C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-10 | Военный инженерно-технический университет | Mode of definition of strain-deformed state of constructions without relieving loadings |
CN101762322A (en) * | 2010-01-20 | 2010-06-30 | 中国科学院半导体研究所 | Hydrophone phase conformance testing device |
RU127906U1 (en) * | 2012-11-06 | 2013-05-10 | Негосударственное образовательное учреждение "Международный институт технических инноваций" | DEVICE FOR DIAGNOSTIC MALFUNCTIONS OF TECHNICAL EQUIPMENT |
-
2017
- 2017-01-27 RU RU2017129613A patent/RU2678500C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2021774A (en) * | 1934-06-08 | 1935-11-19 | Edward R Gilmore | Vibration detector |
US4246776A (en) * | 1979-09-25 | 1981-01-27 | Cornell Thompson | Leak scope for detecting leaks in plumbing equipment |
US5923259A (en) * | 1996-11-22 | 1999-07-13 | Lederer; Gabor | Leak detection alarm with "stethoscope" spring contacts |
JP2000186957A (en) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Takaharu Kuroyanagi | Abnormal vibration inspecting device for equipment |
RU2302610C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-10 | Военный инженерно-технический университет | Mode of definition of strain-deformed state of constructions without relieving loadings |
CN101762322A (en) * | 2010-01-20 | 2010-06-30 | 中国科学院半导体研究所 | Hydrophone phase conformance testing device |
RU127906U1 (en) * | 2012-11-06 | 2013-05-10 | Негосударственное образовательное учреждение "Международный институт технических инноваций" | DEVICE FOR DIAGNOSTIC MALFUNCTIONS OF TECHNICAL EQUIPMENT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
de Almeida et al. | Piezoelectric transducers assessed by the pencil lead break for impedance-based structural health monitoring | |
EP1793225B1 (en) | Internal tree nondestructive inspection method and apparatus using acoustic tomography | |
US20060101896A1 (en) | Apparatus and methods for testing acoustic probes and systems | |
CN102928514B (en) | Frequency characteristic-based nondestructive detection method of stress waves of wood | |
CN103529128A (en) | On-line fatigue crack detecting system and on-line fatigue crack detecting method | |
CN203572806U (en) | On-line fatigue crack detection system | |
US7278289B2 (en) | Apparatus and methods for testing acoustic systems | |
KR20100121818A (en) | System for monitoring wall thinned pipe, and method thereof | |
RU2678500C1 (en) | Engineering structures technical condition diagnostic device | |
US20050092059A1 (en) | Apparatus and methods for interfacing acoustic testing apparatus with acoustic probes and systems | |
US9835593B2 (en) | Apparatus and method for determining cracked eggs by driving vibration | |
CN112557515B (en) | Acoustic emission sensor test system | |
Chakraborty et al. | Addressing the detection capability for scalable energy consumption using primary data acquisition system of embedded ultrasonic sensors in SHM | |
JP2008185345A (en) | Vibration measuring method and device | |
CN109298076B (en) | Lamb wave-based active valve internal leakage damage detection system and method | |
GB2550541A (en) | Monitoring device | |
CN104568763A (en) | Fruit sugar degree detector based on optical sound technique | |
US20230204521A1 (en) | Method and device for multi-dimensional, tomographic material and/or condition testing and sensor thereof | |
CN105092706A (en) | Belt-type seismic wave imaging system and method for tree trunk interior abnormity | |
JP2002348949A (en) | Dynamic seismic resistance assessment system for building | |
KR100456841B1 (en) | Method for processing detection signal in duration test of vehicle | |
RU2565379C2 (en) | Device for geoacoustic logging in gas wells | |
RU2657043C1 (en) | Method for identification and confirmation of defects of asynchronous electric motors | |
RU2746076C1 (en) | Method for diagnostics of technical condition of rotary equipment | |
SU890110A1 (en) | Rolling-contact bearing diagnostic method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200128 |