RU2748789C1 - Structure condition inspection device - Google Patents
Structure condition inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748789C1 RU2748789C1 RU2020132909A RU2020132909A RU2748789C1 RU 2748789 C1 RU2748789 C1 RU 2748789C1 RU 2020132909 A RU2020132909 A RU 2020132909A RU 2020132909 A RU2020132909 A RU 2020132909A RU 2748789 C1 RU2748789 C1 RU 2748789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- series
- unit
- portable
- software
- computer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля конструкций зданий и сооружений и предназначено для определения технического состояния строительных конструкций на основе значений контролируемых физических параметров и для диагностирования безопасной эксплуатации объектов.The invention relates to the field of non-destructive testing of structures of buildings and structures and is intended to determine the technical state of building structures based on the values of controlled physical parameters and to diagnose the safe operation of objects.
В результате проведенного патентного поиска были обнаружены устройства, применяемые для решения подобного рода задач, которые можно рассматривать в качестве аналогов предполагаемого устройства.As a result of the patent search, devices used to solve this kind of problems were discovered, which can be considered as analogs of the alleged device.
Известны «Способ и система контроля состояния конструкций» (патент РФ на изобретение RU 2683369 С2). Система контроля состояния конструкций представляет собой измерительный модуль, установленный на контролируемом элементе конструкции, обеспечивающий возможность измерения угловых и линейных смещений контролируемого элемента конструкции. Недостатком известной системы является отсутствие возможности измерения теплового потока, проходящего через обследуемый объект, что не позволяет в полной мере проанализировать изменение протекания физико-химических процессов.Known "Method and system for monitoring the state of structures" (RF patent for invention RU 2683369 C2). The system for monitoring the state of structures is a measuring module installed on a monitored structural element, which provides the ability to measure the angular and linear displacements of the monitored structural element. The disadvantage of the known system is the inability to measure the heat flux passing through the inspected object, which does not allow to fully analyze the change in the course of physicochemical processes.
Известны «Способ дистанционного контроля и диагностики состояния конструкций и инженерных сооружений и устройство для его осуществления» (патент РФ на изобретение RU 2471161 С1) - [1]. Известное техническое решение представляет собой устройство, содержащее блоки измерения: деформации, механического напряжения, вибрации, давления, расхода, температуры транспортируемого продукта, температуры грунта, электрического тока, электрического потенциала с электродом сравнения, преобразователи, контроллер, модем, линию связи и пункт контроля. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности измерения отклонения строительных конструкций объектов от проектного положения, что снижает эффективность обследования технического состояния зданий и сооружений.Known "Method for remote monitoring and diagnostics of the state of structures and engineering structures and a device for its implementation" (RF patent for invention RU 2471161 C1) - [1]. The known technical solution is a device containing measurement units: deformation, mechanical stress, vibration, pressure, flow rate, temperature of the transported product, soil temperature, electric current, electric potential with a reference electrode, converters, controller, modem, communication line and control point. The disadvantage of the known device is the inability to measure the deviation of building structures of objects from the design position, which reduces the efficiency of inspection of the technical condition of buildings and structures.
Известно «Устройство контроля технического состояния строительных конструкций» (патент РФ на изобретение RU 940241, заявлен 15.07.2019) - [2], которое представляет собой устройство в защитном корпусе, которое содержит пузырьковый уровень и веб-камеру, размещенные в светонепроницаемом отсеке таким образом, чтобы пузырьковый уровень полностью присутствовал в кадре, а также блок обработки и хранения фотоизображения. Устройство используется для оценки и прогнозирования технического состояния судоходных шлюзов, причальных сооружений, мостовых опор, конструкций зданий и других строительных сооружений по результатам измерения уклона их отдельных частей относительно горизонтальной плоскости. Недостатком известной системы является отсутствие возможности измерения проекции кажущегося ускорения ввиду отсутствия акселерометров.It is known "Device for monitoring the technical condition of building structures" (RF patent for invention RU 940241, declared on 07/15/2019) - [2], which is a device in a protective case, which contains a bubble level and a webcam, placed in an opaque compartment in this way so that the bubble level is fully present in the frame, as well as the block for processing and storing the photo image. The device is used to assess and predict the technical condition of shipping locks, mooring structures, bridge supports, building structures and other building structures based on the results of measuring the slope of their individual parts relative to the horizontal plane. The disadvantage of the known system is the inability to measure the projection of the apparent acceleration due to the lack of accelerometers.
Известен «Способ мониторинга технического состояния объектов повышенной опасности» (патент РФ на изобретение RU 2626391, заявлен 30.08.2016) - [3]. Данное техническое решение представляет собой автоматизированную систему мониторинга технического состояния конструкций, которая включает в себя три базовых уровня: подсистему датчиков, подсистему сбора и обработки данных, а также экспертную систему оценки и прогнозирования состояния объекта, представляющую собой промышленный компьютер с инсталлированным программным инструментом. На основе материалов проектирования, проектно-изыскательных работ, в экспертной системе формируется расчетная математическая модель объекта. На основе построенной модели осуществляют формирование пространства для идентификации объекта контроля путем измерения частот и форм его собственных колебаний. Недостатком известной системы является отсутствие возможности формирования моделей физического износа объектов, что не позволяет спрогнозировать изменение значений износа строительных конструкций и обеспечить эксплуатирующую объект организацию необходимыми данными о возможном изменении технического состояния здания или сооружения.Known "Method for monitoring the technical condition of objects of increased danger" (RF patent for invention RU 2626391, declared on 30.08.2016) - [3]. This technical solution is an automated system for monitoring the technical condition of structures, which includes three basic levels: a sensor subsystem, a data collection and processing subsystem, as well as an expert system for assessing and predicting the state of an object, which is an industrial computer with an installed software tool. On the basis of design materials, design and survey work, a calculated mathematical model of the object is formed in the expert system. On the basis of the constructed model, a space is formed to identify the controlled object by measuring the frequencies and forms of its natural vibrations. The disadvantage of the known system is the inability to form models of physical wear and tear of objects, which does not allow predicting changes in wear values of building structures and providing the organization operating the facility with the necessary data on a possible change in the technical state of a building or structure.
Известно «Устройство обследования состояния конструкции» (RU 2636789 С1, G01N 29/00, 28.11.2017) - [4], которое является наиболее близким к разработанному авторами устройству, поэтому указанное изобретение было принято в качестве прототипа заявленного технического решения.Known "Device for inspection of the state of the structure" (RU 2636789 C1, G01N 29/00, 28.11.2017) - [4], which is the closest to the device developed by the authors, therefore, this invention was adopted as a prototype of the claimed technical solution.
Недостатком указанной системы является отсутствие возможности прогнозирования технического состояния зданий и сооружений, анализа статистической информации об эксплуатируемых объектах, отсутствие функциональной возможности хранения данных обследования и эксплуатации, моделирования деформаций физического воздействия, измерения отклонений строительных конструкций объектов от проектного положения, измерения динамических изменений в механических переменных.The disadvantage of this system is the lack of the ability to predict the technical state of buildings and structures, analysis of statistical information about operated objects, lack of functionality for storing survey and operation data, modeling deformations of physical impact, measuring deviations of building structures of objects from the design position, measuring dynamic changes in mechanical variables.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эффективности эксплуатации зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения посредством контроля над изменением технического состояния строительных конструкций.The problem to be solved by the claimed invention is to increase the efficiency of the operation of buildings and structures for civil and industrial purposes by controlling the change in the technical state of building structures.
Технический результат, который реализуется при использовании предложенного технического решения, заключается в повышении достоверности определения технического состояния строительных конструкций на основе расширения контролируемых физических параметров и расширения возможности устройства для диагностирования безопасной эксплуатации объектов в конструкциях, выполненной на основе моделирования износа объектов, анализа статистической информации о результатах обследования и моделирования деформаций от физического воздействия.The technical result, which is realized when using the proposed technical solution, consists in increasing the reliability of determining the technical state of building structures based on expanding the controlled physical parameters and expanding the capabilities of the device for diagnosing the safe operation of objects in structures, based on modeling the wear of objects, analyzing statistical information about the results examination and modeling of deformations from physical impact.
Сущность заявленного устройства обследования состояния конструкций состоит в том, что известное устройство содержит пьезоэлектрические датчики, усилители аналогового сигнала, устройство приема-передачи, компьютер (переносной) ПЭВМ, программное обеспечение, панель оператора со световым и звуковым сопровождением, видеокамера, аналого-цифровые преобразователи, акселерометр, внешний корпус.The essence of the claimed device for examining the state of structures is that the known device contains piezoelectric sensors, analog signal amplifiers, a receiving and transmitting device, a computer (portable) PC, software, an operator panel with light and sound accompaniment, a video camera, analog-to-digital converters, accelerometer, outer case.
При этом устройство дополнительно снабжено:In this case, the device is additionally equipped with:
инклинометрами, блоком моделирования износа объектов, блоком прогнозирования технического состояния, блоком анализа статистической информации, блоком хранения данных обследования и эксплуатации, блоком моделирования деформаций от физического воздействия, а вместо датчика температуры используется устройство контроля теплового потока.inclinometers, a unit for modeling the wear of objects, a unit for predicting a technical condition, a unit for analyzing statistical information, a unit for storing survey and operation data, a unit for modeling deformations from physical impact, and a heat flow control device is used instead of a temperature sensor.
При этом пьезоэлектрические датчики последовательно соединены с усилителями аналогового сигнала, усилители аналогового сигнала последовательно соединены с устройством приема-передачи, которое последовательно соединено с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействует с ним через первое программное обеспечение;In this case, piezoelectric sensors are connected in series with analog signal amplifiers, analog signal amplifiers are connected in series with a receiving and transmitting device, which is connected in series with a (portable) PC and interacts with it through the first software;
акселерометры последовательно соединены с усилителями аналогового сигнала, усилители аналогового сигнала последовательно соединены со вторым аналогово-цифровым преобразователем, который последовательно соединен с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействует с ним через второе программное обеспечение;accelerometers are connected in series with analog signal amplifiers, analog signal amplifiers are connected in series with a second analog-to-digital converter, which is connected in series with a (portable) PC and interacts with it through the second software;
видеокамеры последовательно соединены с первым аналогово-цифровым преобразователем, который последовательно соединен с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействует с ним через третье программное обеспечение;video cameras are connected in series with the first analog-to-digital converter, which is connected in series with a computer (portable) PC and interacts with it through the third software;
устройства контроля теплового потока последовательно соединены с третьим аналогово-цифровым преобразователем, который последовательно соединен с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействует с ним через четвертое программное обеспечение;heat flow control devices are connected in series with a third analog-to-digital converter, which is connected in series with a (portable) PC and interacts with it through the fourth software;
инклинометры последовательно соединены с четвертым аналогово-цифровым преобразователем, который последовательно соединен с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействует с ним через пятое программное обеспечение;inclinometers are connected in series with the fourth analog-to-digital converter, which is connected in series with a computer (portable) PC and interacts with it through the fifth software;
блок моделирования износа объектов, блок прогнозирования технического состояния, блок анализа статистической информации, блок хранения данных обследования и эксплуатации, блок моделирования деформаций от физического воздействия последовательно соединены с панелью оператора со световым и звуковым сопровождением, которая последовательно соединена с компьютером (переносным) ПЭВМ.the unit for modeling the wear of objects, the unit for predicting the technical condition, the unit for analyzing statistical information, the unit for storing the survey and operation data, the unit for modeling deformations from physical impact are sequentially connected to the operator panel with light and sound accompaniment, which is sequentially connected to a computer (portable) PC.
При этом каждый пьезоэлектрический датчик и акселерометр подключен к своему усилителю аналогового сигнала, а компьютер (переносной) ПЭВМ размещен внутри корпуса и содержит в себе предустановленное первое, второе, третье и четвертое программное обеспечение.In this case, each piezoelectric sensor and accelerometer is connected to its own analog signal amplifier, and the computer (portable) PC is located inside the case and contains the pre-installed first, second, third and fourth software.
Отличительными признаками заявленного устройства обследования состояния конструкций являются:Distinctive features of the declared device for examining the state of structures are:
1. дополнительное снабжение инклинометрами, блоком моделирования износа объектов, блоком прогнозирования технического состояния, блоком анализа статистической информации, блоком хранения данных обследования и эксплуатации, блоком моделирования деформаций от физического воздействия;1.additional supply with inclinometers, a unit for modeling the wear of objects, a unit for predicting a technical condition, a unit for analyzing statistical information, a unit for storing survey and operation data, a unit for modeling deformations from physical impact;
2. использование устройств контроля теплового потока вместо датчика температуры;2. the use of heat flow control devices instead of a temperature sensor;
3. последовательное соединение устройства контроля теплового потока с третьим аналогово-цифровым преобразователем;3. serial connection of the heat flow control device with the third analog-to-digital converter;
4. последовательное соединение третьего аналогово-цифрового преобразователя с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействие с ним через четвертое программное обеспечение;4. serial connection of the third analog-to-digital converter with a computer (portable) PC and interaction with it through the fourth software;
5. последовательное соединение инклинометров четвертым аналогово-цифровым преобразователем;5. serial connection of inclinometers by the fourth analog-to-digital converter;
6. последовательное соединение четвертого аналогово-цифрового преобразователя с компьютером (переносным) ПЭВМ и взаимодействие с ним через пятое программное обеспечение;6. serial connection of the fourth analog-to-digital converter with a computer (portable) PC and interaction with it through the fifth software;
7. последовательное соединение блока моделирования износа объектов, блока прогнозирования технического состояния, блока анализа статистической информации, блока хранения данных обследования и эксплуатации, блока моделирования деформаций от физического воздействия с панелью оператора со световым и звуковым сопровождением.7. serial connection of the unit for modeling the wear of objects, the unit for predicting the technical condition, the unit for analyzing statistical information, the unit for storing the survey and operation data, the unit for modeling deformations from physical impact with the operator panel with light and sound support.
По сведениям, имеющимся у авторов, совокупность отличительных признаков не известна в технической литературе, что отвечает условию патентоспособности «новизна».According to the information available to the authors, the set of distinctive features is not known in the technical literature, which meets the "novelty" condition of patentability.
Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков №1…7 позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что расширяется область применения устройства, т.к. оно может быть применено для обследования состояния конструкций на основе расширения контролируемых физических параметров и расширения возможности устройства по диагностированию технического состояния зданий и сооружений посредством моделирования износа объектов, прогнозирования технического состояния объектов, анализа статистической информации о результатах обследования и моделирования деформаций от физического воздействия, а также хранения данных обследования и эксплуатации.The combined use of the specified distinctive features No. 1 ... 7 in the claimed device allows to obtain a positive effect, which consists in the fact that the scope of application of the device is expanded, since it can be used to examine the state of structures based on expanding the controlled physical parameters and expanding the capabilities of the device to diagnose the technical state of buildings and structures by modeling the wear of objects, predicting the technical condition of objects, analyzing statistical information on the results of the survey and modeling deformations from physical impact, as well as storage of survey and operation data.
Заявленное техническое решение представлено в графических материалах, а именно:The claimed technical solution is presented in graphic materials, namely:
На фигуре 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device.
На фигуре 1 используются следующие условные обозначения и нумерация, представленная арабскими цифрами:Figure 1 uses the following conventions and numbering in Arabic numerals:
1 - Пьезоэлектрические датчики;1 - Piezoelectric sensors;
2 - Первый усилитель аналогового сигнала;2 - The first amplifier of an analog signal;
3 - Устройство приема-передачи;3 - Receiving and transmitting device;
4 - Компьютер (переносной) ПЭВМ;4 - Computer (portable) PC;
5 - Первое программное обеспечение;5 - First software;
6 - Панель оператора;6 - Operator panel;
7 - Видеокамера;7 - Video camera;
8 - Первый аналого-цифровой преобразователь;8 - The first analog-to-digital converter;
9 - Второе программное обеспечение;9 - Second software;
10 - Акселерометр;10 - Accelerometer;
11 - Второй усилитель аналогового сигнала;11 - Second amplifier for analog signal;
12 - Второй аналого-цифровой преобразователь;12 - Second analog-to-digital converter;
13 - Третье программное обеспечение;13 - Third software;
14 - Внешний корпус;14 - Outer case;
15 - Устройство контроля теплового потока;15 - Heat flow control device;
16 - Третий аналого-цифровой преобразователь;16 - The third analog-to-digital converter;
17 - Инклинометры;17 - inclinometers;
18 - Четвертый аналого-цифровой преобразователь;18 - The fourth analog-to-digital converter;
19 - Четвертое программное обеспечение;19 - Fourth software;
20 - Пятое программное обеспечение;20 - Fifth software;
21 - Блок моделирования износа объектов;21 - Block for modeling the wear of objects;
22 - Блок прогнозирования механического состояния;22 - Block for predicting the mechanical state;
23 - Блок анализа статистической информации;23 - Unit for analysis of statistical information;
24 - Блок хранения данных обследования и эксплуатации;24 - Block for storing survey and operation data;
25 - Блок моделирования деформаций физического воздействия.25 - Block for modeling deformations of physical impact.
Данное изобретение может быть реализовано в переносных блоках посредством последовательной коммутации на объектах строительства. Выполненное в виде переносных блоков устройство устанавливается на строительной конструкции: инклинометры, акселерометры, пьезоэлектрические датчики, видеокамеры; а блоки моделирования износа объектов, прогнозирования механического состояния, анализа статистической информации, хранения данных обследования и эксплуатации, моделирования деформаций физического воздействия находятся в компьютере (переносном) ПЭВМ, который в свою очередь, заключен во внешний корпус.This invention can be implemented in portable units by serial switching at construction sites. Made in the form of portable units, the device is installed on a building structure: inclinometers, accelerometers, piezoelectric sensors, video cameras; and the blocks for modeling the wear of objects, predicting the mechanical state, analyzing statistical information, storing survey and operating data, modeling deformations of physical impact are located in a computer (portable) PC, which, in turn, is enclosed in an outer case.
Инклинометры измеряют углы наклона и направление (азимут) строительных конструкций относительно гравитационного поля Земли для определения стабильности положения и, что особенно важно, количественной оценки величину, скорость и направления наклона.Inclinometers measure the tilt angles and direction (azimuth) of building structures relative to the Earth's gravitational field to determine the stability of the position and, most importantly, quantify the magnitude, speed and direction of the tilt.
Акселерометры измеряют проекцию кажущегося ускорения строительных конструкций, что позволяет контролировать их колебания. С их помощью можно регистрировать ускорения, которые передаются на эти конструкции или на их элементы. Датчики позволяют замерить то, как обследуемая строительная конструкция изменяется на этапе строительства и в ходе эксплуатации объекта.Accelerometers measure the projection of the apparent acceleration of building structures, which allows you to control their vibrations. With their help, it is possible to register the accelerations that are transmitted to these structures or to their elements. The sensors allow you to measure how the inspected building structure changes during the construction phase and during the operation of the facility.
Пьезоэлектрические датчики измеряют скорость изменения деформации (вибрацию) строительных конструкций.Piezoelectric sensors measure the rate of change in deformation (vibration) of building structures.
Видеокамеры осуществляют фото- и видеофиксацию изменений, происходящих со строительными конструкциями и сохраняют эти данные в базе данных.Video cameras carry out photo and video recording of changes in building structures and save these data in the database.
Блок моделирования износа объектов моделирует износ объектов строительных конструкций.The block for modeling the wear of objects simulates the wear of objects of building structures.
Блок прогнозирования механического состояния выдает прогноз о механическом состоянии строительных конструкций в краткосрочной и долгосрочной перспективе.The mechanical condition prediction unit provides a forecast of the mechanical condition of building structures in the short and long term.
Блок анализа статистической информации собирает, обобщает, анализирует и выдает общую оценку о состоянии строительных конструкций.The statistical information analysis unit collects, summarizes, analyzes and gives an overall assessment of the state of building structures.
Блок хранения данных обследования и эксплуатации хранит данные об обследовании и эксплуатации строительных конструкций и их состояния.The storage unit for inspection and operation data stores data on the inspection and operation of building structures and their condition.
Блок моделирования деформаций физического воздействия моделирует деформации физического воздействия.The block for modeling deformations of physical impact simulates deformations of physical impact.
Устройство для обследования состояния конструкций содержит элементы, которые охарактеризованы на функциональном уровне. Далее при описании работы, предполагаемого устройства представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения такими средствами конкретной предписываемой ему в составе данного устройства функции.The device for examining the state of structures contains elements that are characterized at the functional level. Further, when describing the operation of the proposed device, information is presented confirming the possibility of performing by such means a specific function prescribed for it as part of this device.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Оператор подсоединяет пьезоэлектрические датчики, акселерометры, инклинометры, видеокамеры и устройства контроля теплового потока к обследуемой строительной конструкции.The operator connects piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, video cameras and heat flow control devices to the inspected building structure.
Пьезоэлектрические датчики реагируют на вибрацию или давление в обследуемой строительной конструкции за счет растяжения или сжатия пьезокристаллов и превращают механическое вибровоздействие в электрический сигнал. Далее этот сигнал усиливается в первом усилителе аналогового сигнала, а затем через устройство приема-передачи идет в компьютер (переносной) ПЭВМ, где обрабатывается первым программным обеспечением, а затем выводится на панель оператора. Информация от пьезоэлектрических датчиков дублируется также в блоки моделирования износа объектов, прогнозирования механического состояния, анализа статической информации, хранения данных обследования и эксплуатации, моделирования деформаций физического воздействия.Piezoelectric sensors respond to vibration or pressure in the building structure being inspected by stretching or compressing piezo crystals and convert mechanical vibration into an electrical signal. Further, this signal is amplified in the first analog signal amplifier, and then through the receiving-transmitting device goes to the computer (portable) PC, where it is processed by the first software, and then displayed on the operator panel. Information from piezoelectric sensors is also duplicated in blocks for modeling the wear of objects, predicting the mechanical state, analyzing static information, storing survey and operating data, modeling deformations of physical impact.
Акселерометры реагируют на статическое или динамическое ускорение, возникающее в обследуемой строительной конструкции под действием силы, действующей на сенсорный элемент датчика. Далее этот сигнал усиливается в первом усилителе аналогового сигнала, а затем через второй аналого-цифровой преобразователь идет в компьютер (переносной) ПЭВМ, где обрабатывается третьим программным обеспечением, а затем выводится на панель оператора. Информация от акселерометров дублируется также в блоки моделирования износа объектов, прогнозирования механического состояния, анализа статической информации, хранения данных обследования и эксплуатации, моделирования деформаций физического воздействия.Accelerometers respond to static or dynamic acceleration that occurs in the inspected building structure under the action of a force acting on the sensor element of the sensor. Further, this signal is amplified in the first analog signal amplifier, and then through the second analog-to-digital converter goes to the computer (portable) PC, where it is processed by the third software, and then displayed on the operator panel. Information from accelerometers is also duplicated in blocks for modeling the wear of objects, predicting the mechanical state, analyzing static information, storing survey and operating data, modeling deformations of physical impact.
Инклинометры (электронные) используют гироскоп для измерения направления тяги тяжести, который остается в одном положении, независимо от угла наклона прибора. Угол между гироскопом и обследуемой строительной конструкцией определяется с помощью электронных датчиков, а затем его значение через четвертый аналого-цифровой преобразователь идет в компьютер (переносной) ПЭВМ, где обрабатывается пятым программным обеспечением, а затем выводится на панель оператора. Информация от инклинометров дублируется также в блоки моделирования износа объектов, прогнозирования механического состояния, анализа статической информации, хранения данных обследования и эксплуатации, моделирования деформаций физического воздействия.Inclinometers (electronic) use a gyroscope to measure the direction of gravity, which remains in the same position, regardless of the tilt angle of the instrument. The angle between the gyroscope and the inspected building structure is determined using electronic sensors, and then its value through the fourth analog-to-digital converter goes to the computer (portable) PC, where it is processed by the fifth software, and then displayed on the operator panel. Information from inclinometers is also duplicated in blocks for modeling the wear of objects, predicting the mechanical state, analyzing static information, storing survey and operating data, modeling deformations of physical impact.
Видеокамеры фиксируют отклонения обследуемой строительной конструкции с целью видео- и фотофиксации и передают эти данные на первый аналого-цифровой преобразователь, с которого они идут в компьютер (переносной) ПЭВМ, где обрабатывается вторым программным обеспечением, а затем выводятся на панель оператора, сигнализируя оператору об изменении состояния обследуемой строительной конструкции.Video cameras record deviations of the inspected building structure for the purpose of video and photographic recording and transmit these data to the first analog-to-digital converter, from which they go to the computer (portable) PC, where it is processed by the second software, and then displayed on the operator panel, signaling the operator about changes in the state of the inspected building structure.
Устройство контроля теплового потока измеряет и регистрирует: плотность тепловых потоков, проходящих через одно- или многослойную обследуемую строительную конструкцию, через ее теплоизоляцию и облицовку; температуру поверхности обследуемой строительной конструкции и окружающего воздуха и передает эти данные на третий аналого-цифровой преобразователь, с которого они идут в компьютер (переносной) ПЭВМ, где обрабатываются четвертым программным обеспечением, а затем выводятся на панель оператора. Информация от устройств измерения теплового потока дублируется также в блоки моделирования износа объектов, прогнозирования механического состояния, анализа статической информации, хранения данных обследования и эксплуатации, моделирования деформаций физического воздействия.The heat flow control device measures and registers: the density of heat flows passing through a single or multi-layer inspected building structure, through its thermal insulation and cladding; the temperature of the surface of the inspected building structure and the surrounding air and transfers these data to the third analog-to-digital converter, from which they go to the computer (portable) PC, where they are processed by the fourth software, and then displayed on the operator panel. Information from devices for measuring heat flow is also duplicated in blocks for modeling the wear of objects, predicting the mechanical state, analyzing static information, storing survey and operating data, modeling deformations of physical impact.
Оператор, получив на панели сведения от пьезоэлектрических датчиков, анализирует изменения давления и вибрации в обследуемой строительной конструкции, их влияние на техническое состояние, всей конструкции, прежде всего, возникновение деформаций, и работу в целом, если речь идет, например, о промышленном предприятии.The operator, having received information from the piezoelectric sensors on the panel, analyzes the changes in pressure and vibration in the inspected building structure, their effect on the technical condition, the entire structure, first of all, the occurrence of deformations, and work in general, if it is, for example, an industrial enterprise.
На основании данных, поступающих оператору с акселерометров, он выносит оценку состояния несущих конструкций и может наблюдать за техническим состоянием обследуемой строительной конструкции в процессе ее эксплуатации, регистрировать ускорения, которые «передаются» на конструкцию или ее элементы. Датчики акселерометра фиксируют колебания, вызванные как природными, так и техногенными факторами.Based on the data received by the operator from the accelerometers, he makes an assessment of the state of the supporting structures and can observe the technical condition of the inspected building structure during its operation, register the accelerations that are "transmitted" to the structure or its elements. Accelerometer sensors record vibrations caused by both natural and man-made factors.
Данные с инклинометров оператор использует для вынесения оценки о величине и азимуте угла обследуемой строительной конструкцией относительно гравитационного поля Земли, которая необходима для определения обследуемой конструкции в пространстве и предотвращения аварийных ситуаций.The operator uses data from inclinometers to make an estimate of the magnitude and azimuth of the angle of the inspected building structure relative to the Earth's gravitational field, which is necessary to determine the inspected structure in space and prevent emergencies.
Данные, поступающие оператору с видеокамер, дают наглядное представление о тех изменениях обследуемой строительной конструкции, которые можно увидеть визуально.The data received by the operator from video cameras give a visual representation of those changes in the inspected building structure that can be seen visually.
На основании полученных данных с устройств контроля теплового потока оператор определяет сопротивление теплопередаче и термическое сопротивление исследуемой строительной конструкции, проводит оценочные измерения ее теплопроводности.Based on the data obtained from the heat flow control devices, the operator determines the resistance to heat transfer and thermal resistance of the building structure under study, and conducts estimated measurements of its thermal conductivity.
Поступившие с пьезоэлектрических датчиков, акселерометров, инклинометров, видеокамер и устройств контроля теплового потока данные поступают также в блок моделирования износа объектов. Физический износ моделируется с учетом воздействия внешних и внутренних факторов. Анализ и использование полученных данных при проведении обследования позволяет выявить более реальные значения физического износа, а также определить соответствующие зависимости и тенденции изменения.The data received from piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, video cameras and heat flow control devices are also sent to the object wear modeling unit. Physical deterioration is modeled taking into account the impact of external and internal factors. Analysis and use of the data obtained during the survey allows us to identify more real values of physical wear and tear, as well as to determine the corresponding dependencies and trends.
Поступившие с пьезоэлектрических датчиков, акселерометров, инклинометров, видеокамер и устройств контроля теплового потока данные поступают также в блок прогнозирования механического состояния. Прогнозирование физического состояния обследуемой строительной конструкции во времени и установление целесообразных мероприятий по ее обслуживанию возможно путем перехода от анализа реального объекта к анализу его математической модели. При идеализации реального объекта весьма важно учесть с достаточной для практических целей точностью все существенные свойства и связи, отвлекаясь от второстепенных, несущественных свойств и связей.The data received from piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, video cameras and heat flow control devices are also sent to the mechanical state prediction unit. Predicting the physical state of the building structure under study in time and establishing appropriate measures for its maintenance is possible by moving from the analysis of a real object to the analysis of its mathematical model. When idealizing a real object, it is very important to take into account, with sufficient accuracy for practical purposes, all essential properties and connections, abstracting from secondary, inessential properties and connections.
Поступившие с пьезоэлектрических датчиков, акселерометров, инклинометров, видеокамер и устройств контроля теплового потока данные поступают также в блок анализа статистической информации, где она анализируется и, сформировавшись в виде графиков и отчета, выводится на панель оператора.The data received from piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, video cameras and heat flow control devices are also sent to the statistical information analysis unit, where it is analyzed and, formed in the form of graphs and reports, is displayed on the operator panel.
Поступившие с пьезоэлектрических датчиков, акселерометров, инклинометров, видеокамер и устройств контроля теплового потока данные поступают также в блок хранения данных обследования и эксплуатации, где вся полученная информация об обследуемой строительной конструкции накапливается и сохраняется. При необходимости оператор может воспользоваться ей в любое время по запросу.The data received from piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, video cameras and heat flow control devices are also sent to the survey and operation data storage unit, where all the information received about the inspected building structure is accumulated and stored. If necessary, the operator can use it at any time upon request.
Поступившие с пьезоэлектрических датчиков, акселерометров, инклинометров, видеокамер и устройств контроля теплового потока данные поступают также в блок моделирования деформаций физического воздействия, где задача определения деформации физического воздействия обследуемой строительной конструкции решается численно, методом конечных разностей в постановке плоской деформации: описывается модель механического отклика обследуемой строительной конструкции.The data received from piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, video cameras and heat flow control devices are also sent to the unit for modeling deformations of physical impact, where the problem of determining the deformation of the physical effect of the inspected building structure is solved numerically, by the method of finite differences in the formulation of plane deformation: a model of the mechanical response of the subject is described. building structure.
В результате на панель оператора выводится готовый отчет о состоянии обследуемой строительной конструкции и графики.As a result, a ready-made report on the state of the inspected building structure and graphics are displayed on the operator panel.
По окончании обследования, оператор, используя сведения из базы данных о ранее возникавших изменениях технического состояния строительных конструкций, в зависимости от показателей регистрирующих приборов (пьезоэлектрических датчиков, акселерометров, инклинометров, устройств контроля тепловых потоков), определяет достоверность полученного отчета и в случае положительного исхода сохраняет графики и отчет. Оператор отсоединяет последовательно все переносные модули и ПЭВМ. После того, как оператор проверяет отчет, он заносит его в базу данных и предоставляет заказчику (подрядчику).At the end of the survey, the operator, using information from the database on previously occurring changes in the technical state of building structures, depending on the indicators of recording devices (piezoelectric sensors, accelerometers, inclinometers, heat flow control devices), determines the reliability of the report received and, in case of a positive outcome, saves graphs and report. The operator sequentially disconnects all portable modules and a PC. After the operator checks the report, he enters it into the database and provides it to the customer (contractor).
Таким образом, благодаря усовершенствованию известной системы достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении достоверности определения состояния строительных конструкций на основе расширения контролируемых физических параметров и расширения возможности системы для диагностирования безопасной эксплуатации объектов.Thus, due to the improvement of the known system, the required technical result is achieved, which consists in increasing the reliability of determining the state of building structures on the basis of expanding the controlled physical parameters and expanding the system's ability to diagnose the safe operation of objects.
Использованные источникиUsed sources
1. Патент на полезную модель РФ: RU 91198 U1 от 27.01.2010, МПК G06F 17/00, «Автоматизированная информационно-аналитическая система мониторинга проектов».1. Patent for a useful model of the Russian Federation: RU 91198 U1 dated 27.01.2010,
2. Патент на изобретение РФ: RU 2569574 С1 от 27.11.2015, МПК Н04В 17/00, «Информационно-аналитическое устройство управления эффективностью инновационного развития предприятия».2. Patent for the invention of the Russian Federation: RU 2569574 C1 dated November 27, 2015,
3. Патент на изобретение РФ: RU 2626349 от С226.07.2017, МПК G06F 13/00, «Программный комплекс интегрированных информационных систем управления производственным предприятием».3. Patent for invention of the Russian Federation: RU 2626349 from С226.07.2017, IPC G06F 13/00, "Software complex of integrated information systems for managing a manufacturing enterprise."
4. Патент на полезную модель РФ: RU 128361 U1 от 20.05.2013, МПК G05B 15/00, G06F 17/40, «Система управления автоматизированным комплексом инженерно-технического обеспечения».4. Patent for a useful model of the Russian Federation: RU 128361 U1 dated 20.05.2013,
5. Патент на изобретение РФ: RU 2695987 С1 от 29.07.2019, G06Q 10/06, «Автоматизированная система управления предприятием» - прототип.5. Patent for invention of the Russian Federation: RU 2695987 C1 dated 07/29/2019,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132909A RU2748789C1 (en) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | Structure condition inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132909A RU2748789C1 (en) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | Structure condition inspection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2748789C1 true RU2748789C1 (en) | 2021-05-31 |
Family
ID=76301471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132909A RU2748789C1 (en) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | Structure condition inspection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2748789C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RO122162B1 (en) * | 2005-04-04 | 2009-01-30 | Lilian Cătălin Vişoiu | Method and system for monitoring pipes for transportation of liquid and gaseous substances |
RU2391655C2 (en) * | 2008-02-27 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Method of diagnosing metal bridge structures and device for implementing said method |
RU125709U1 (en) * | 2012-07-13 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | SYSTEM OF COMPREHENSIVE SAFETY OF OPERATION OF DESIGNS OF BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS |
JP2014134462A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Tohoku Univ | Visualization method of structure defect, visualization device for structure defect, and visualization device for air bubbles or lesion region |
RU153908U1 (en) * | 2014-12-29 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | MEASURING COMPLEX FOR TESTS OF CONSTRUCTION STRUCTURES, BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS |
RU2636789C1 (en) * | 2016-10-19 | 2017-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "КнАГТУ") | Device for examination of construction state |
-
2020
- 2020-10-06 RU RU2020132909A patent/RU2748789C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RO122162B1 (en) * | 2005-04-04 | 2009-01-30 | Lilian Cătălin Vişoiu | Method and system for monitoring pipes for transportation of liquid and gaseous substances |
RU2391655C2 (en) * | 2008-02-27 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Method of diagnosing metal bridge structures and device for implementing said method |
RU125709U1 (en) * | 2012-07-13 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | SYSTEM OF COMPREHENSIVE SAFETY OF OPERATION OF DESIGNS OF BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS |
JP2014134462A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Tohoku Univ | Visualization method of structure defect, visualization device for structure defect, and visualization device for air bubbles or lesion region |
RU153908U1 (en) * | 2014-12-29 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | MEASURING COMPLEX FOR TESTS OF CONSTRUCTION STRUCTURES, BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS |
RU2636789C1 (en) * | 2016-10-19 | 2017-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "КнАГТУ") | Device for examination of construction state |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Humar et al. | Performance of vibration-based techniques for the identification of structural damage | |
CN101221104B (en) | Structure health monitoring method based on distributed strain dynamic test | |
Karapetrou et al. | “Time-building specific” seismic vulnerability assessment of a hospital RC building using field monitoring data | |
Xu et al. | Damage detection in a girder bridge by artificial neural network technique | |
JP2008134182A (en) | System and method for diagnosing damage to structure | |
KR20130101202A (en) | Method for visualization safety diagnosis information based augmented reality of bridge structure and system thereof | |
KR20080021300A (en) | Structure diagnostic system by lidar and diagnostic method | |
AlHamaydeh et al. | Structural health monitoring techniques and technologies for large-scale structures: Challenges, limitations, and recommendations | |
Katam et al. | A review on structural health monitoring: past to present | |
Kordestani et al. | Normalized energy index-based signal analysis through acceleration trendlines for structural damage detection | |
RU2699918C1 (en) | Diagnostic method of technical state of buildings and structures | |
RU2748789C1 (en) | Structure condition inspection device | |
Lakshmi et al. | Output-only damage localization technique using time series model | |
JP2024045515A (en) | Structure diagnosis system, structure diagnosis method, and structure diagnosis program | |
KR20110005180A (en) | System for structural health monitoring of each construction member, and method for the same | |
Modares et al. | Reliable condition assessment of structures using hybrid structural measurements and structural uncertainty analyses | |
WO2020195536A1 (en) | Structural anomaly assessment method and anomaly assessment system | |
JP7378332B2 (en) | Information board anomaly detection system | |
JP6742014B1 (en) | Abnormality discrimination method for structure and abnormality discrimination system | |
JP2016017847A (en) | Structure verification system, structure verification device, and structure verification program | |
Ahmed | Damage detection in reinforced concrete square slabs using modal analysis and artifical neural network | |
KR100844893B1 (en) | Structural health monitoring apparatus | |
RU2477454C1 (en) | Method of monitoring linear and angular deviation from vertical direction for remote monitoring of antenna mast structures | |
JP7357272B2 (en) | Information board anomaly detection system | |
Nithin | REAL-TIME STRUCTURAL HEALTH MONITORING: AN INNOVATIVE APPROACH TO ENSURING THE DURABILITY AND SAFETY OF STRUCTURES. |