RU86010U1 - PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS - Google Patents

PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS Download PDF

Info

Publication number
RU86010U1
RU86010U1 RU2009114978/22U RU2009114978U RU86010U1 RU 86010 U1 RU86010 U1 RU 86010U1 RU 2009114978/22 U RU2009114978/22 U RU 2009114978/22U RU 2009114978 U RU2009114978 U RU 2009114978U RU 86010 U1 RU86010 U1 RU 86010U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
needle
bracket
rod
determining
housing
Prior art date
Application number
RU2009114978/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Краснокутский
Михаил Владимирович Вольферц
Владимир Петрович Бушель
Original Assignee
Открытое акционерное общество Башкирское специальное конструкторское бюро "Нефтехимавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Башкирское специальное конструкторское бюро "Нефтехимавтоматика" filed Critical Открытое акционерное общество Башкирское специальное конструкторское бюро "Нефтехимавтоматика"
Priority to RU2009114978/22U priority Critical patent/RU86010U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU86010U1 publication Critical patent/RU86010U1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Пенетрометр для определения консистентных свойств битумов, содержащий корпус, размещенный в нижней части корпуса предметный стол с механизмом его перемещения, шток с грузом и иглой, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, блок определения момента касания иглы испытуемой поверхности, включающий кронштейн, установленный в корпусе, механизм перемещения кронштейна относительно иглы и закрепленные на кронштейне средства для возбуждения и регистрации колебаний иглы, а также блок управления, к которому подключены механизмы перемещения предметного стола и кронштейна, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, средства для возбуждения и регистрации колебаний иглы, отличающийся тем, что в качестве средства для регистрации колебаний иглы использован датчик Холла.A penetrometer for determining the consistent properties of bitumen, comprising a housing, an object table located in the lower part of the housing with a mechanism for its movement, a rod with a load and a needle, an electric brake, a rod and needle movement sensor, a unit for determining the moment of touching the needle of the test surface, including a bracket mounted in the housing , a mechanism for moving the bracket relative to the needle, and means fixed on the bracket for exciting and recording oscillations of the needle, as well as a control unit to which the moving mechanisms are connected Nia object stage and bracket electro-sensor displacement rod with the needle, means for excitation and oscillation of the needle, characterized in that the means for recording the oscillations of the needle used in the Hall sensor.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а точнее к приборам для определения прочностных свойств материалов, в частности нефтебитумов, и может быть использована при определении консистентных свойств материала для измерения пенетрации.The utility model relates to testing equipment, and more specifically to devices for determining the strength properties of materials, in particular oil bitumen, and can be used to determine the consistency of the material for measuring penetration.

Известен пенетрометр для определения консистентных свойств битумов, включающий корпус, на котором смонтированы рабочее и измерительное устройства. Рабочее устройство содержит пенетрационную иглу с грузиками, кинематически связанную с пусковым механизмом, а измерительное - измерительную метрологическую шкалу с делениями. На пенетрационной игле установлена оптопара, образованная оппозитно размещенными источником света и приемником, электрически замкнутыми на блок управления, между которыми на просвет помещена измерительная шкала из светопроницаемого материала. Пусковой механизм также электрически связан с блоком управления (Патент RU 25796, МПК G01N 3/42, опубл. 2002.10.20).Known penetrometer for determining the consistent properties of bitumen, comprising a housing on which are mounted working and measuring devices. The working device contains a penetration needle with weights, kinematically connected with the trigger mechanism, and a measuring one - a measuring metrological scale with divisions. An optocoupler is formed on the penetration needle, formed by the oppositely placed light source and receiver, electrically closed to the control unit, between which a measuring scale of translucent material is placed on the lumen. The trigger mechanism is also electrically connected to the control unit (Patent RU 25796, IPC G01N 3/42, publ. 2002.10.20).

Недостаток известного устройства: подвод иглы к поверхности испытуемого образца осуществляется вручную, и момент касания иглой пробы фиксируется визуально. Для более точной установки конца иглы на поверхности материала используется дополнительный источник света. Соответственно, точность измерений данным устройством невысокая.A disadvantage of the known device: the needle is supplied to the surface of the test sample manually, and the moment the needle touches the sample is recorded visually. For a more precise installation of the end of the needle on the surface of the material, an additional light source is used. Accordingly, the accuracy of measurements with this device is low.

Известен также пенетрометр (принят за прототип), содержащий корпус, в нижней части которого размещен предметный стол с механизмом его перемещения, шток с грузом и иглой, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, блок измерения, блок управления, блок определения момента касания иглы поверхности испытуемого материала (Авт.свид. №1716382, МПК G01N 3/48, опубл.29.02.92). Блок определения момента касания иглы поверхности испытуемого материала включает кронштейн, установленный в корпусе, механизм перемещения кронштейна относительно иглы и закрепленные на кронштейне акустический преобразователь и пьезодатчик, подключенные к блоку управления и предназначенные для возбуждения и регистрации колебаний иглы.A penetrometer (adopted as a prototype) is also known, containing a housing, in the lower part of which there is an object table with a mechanism for its movement, a rod with a load and a needle, an electric brake, a rod movement sensor with a needle, a measuring unit, a control unit, a unit for determining the moment of touching the surface needle the test material (Autosvid. No. 1716382, IPC G01N 3/48, publ. 29.02.92). The unit for determining the moment of touching the needle of the surface of the test material includes a bracket mounted in the housing, a mechanism for moving the bracket relative to the needle, and an acoustic transducer and a piezoelectric transducer attached to the bracket, connected to the control unit and designed to excite and record the oscillations of the needle.

Недостаток известного устройства - непосредственный контакт пьезодатчика с иглой в момент определения резонанса, что ухудшает резонансные свойства иглы и ведет к низкой точности определения момента касания иглой поверхности испытуемого продукта. Кроме того, контакт пьезодатчика с иглой увеличивает вероятность его повреждения в процессе работы, что снижает надежность устройства.A disadvantage of the known device is the direct contact of the piezosensor with the needle at the time of resonance determination, which impairs the resonance properties of the needle and leads to low accuracy in determining the moment the needle touches the surface of the test product. In addition, the contact of the piezosensor with the needle increases the likelihood of damage to it during operation, which reduces the reliability of the device.

Задачей полезной модели является повышение точности измерения пенетрации, а также повышение надежности устройства за счет устранения непосредственного контакта датчика с иглой в момент определения резонансной частоты иглы.The objective of the utility model is to increase the accuracy of penetration measurement, as well as to increase the reliability of the device by eliminating direct contact of the sensor with the needle at the time of determining the resonant frequency of the needle.

Технический результат достигается пенетрометром для определения консистентных свойств битумов, содержащим корпус, размещенный в нижней части корпуса предметный стол с механизмом его перемещения, шток с грузом и иглой, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, блок определения момента касания иглы испытуемой поверхности, включающий кронштейн, установленный в корпусе, механизм перемещения кронштейна относительно иглы и закрепленные на кронштейне средства для возбуждения и регистрации колебаний иглы, а также блок управления, к которому подключены механизмы перемещения предметного стола и кронштейна, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, средства для возбуждения и регистрации колебаний иглы, в котором, в отличие от прототипа, в качестве средства для регистрации колебаний иглы использован датчик Холла.The technical result is achieved by a penetrometer for determining the consistent properties of bitumen, comprising a housing, an object table located in the lower part of the housing with a mechanism for its movement, a rod with a load and a needle, an electric brake, a rod and needle movement sensor, a unit for determining the moment of touching the needle of the test surface, including a bracket, installed in the housing, a mechanism for moving the bracket relative to the needle and means fixed on the bracket for exciting and recording oscillations of the needle, as well as a control unit, to toromu mechanisms connected displacement of the object table and the bracket, electro-sensor displacement rod with the needle, means for excitation and oscillation of the needle, which, unlike the prior art, as means for registering the oscillations of the needle used in the Hall sensor.

В предлагаемом устройстве для регистрации колебаний иглы вместо пьезодатчика используется датчик Холла, который позволяет определять резонансную частоту иглы без непосредственного контакта иглы с датчиком. Это повышает надежность устройства и точность определения пенетрации.In the proposed device for recording oscillations of the needle instead of the piezoelectric sensor, a Hall sensor is used, which allows you to determine the resonant frequency of the needle without direct contact of the needle with the sensor. This increases the reliability of the device and the accuracy of determination of penetration.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема пенетрометра, вид сбоку; на фиг.2 - вид спереди.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in Fig.1 shows a diagram of the penetrometer, side view; figure 2 is a front view.

Пенетрометр содержит корпус 1, предметный стол 2, размещенный в нижней части корпуса, шток 3 с грузом 4 и иглой 5, электротормоз 6, датчик перемещения штока с иглой 7, кронштейн 8, закрепленные на кронштейне электромагнит 9 и датчик Холла 10, блок управления 11 на микропроцессоре (не показан).The penetrometer contains a housing 1, an object table 2 located in the lower part of the housing, a rod 3 with a load of 4 and a needle 5, an electric brake 6, a rod displacement sensor with a needle 7, an arm 8, an electromagnet 9 and a Hall sensor 10 mounted on an arm, and a control unit 11 on a microprocessor (not shown).

Для перемещения кронштейна с закрепленным на нем датчиком Холла устройство содержит двигатель 12, перемещение стола 2 осуществляется двигателем 13. Датчик перемещения штока с иглой включает излучатель 14 и фотоприемник 15.To move the bracket with the Hall sensor mounted on it, the device contains a motor 12, the movement of the table 2 is carried out by the engine 13. The rod movement sensor with the needle includes a radiator 14 and a photodetector 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном положении шток 3 поднят, стол 2 опущен, а датчик Холла 10 отведен. На стол 2 устанавливается чашка с испытуемым продуктом, залитым водой (не показана).In the initial position, the rod 3 is raised, the table 2 is lowered, and the Hall sensor 10 is retracted. On table 2, a cup with a test product filled with water (not shown) is installed.

После нажатия клавиши «ПУСК» (не показ.) включается двигатель 12, который начинает подводить датчик Холла 10 к игле 5. После подвода датчика Холла 10 к игле 5 двигатель 12 останавливается.After pressing the “START” key (not shown), the engine 12 is turned on, which starts to bring the Hall sensor 10 to the needle 5. After the Hall sensor 10 is connected to the needle 5, the engine 12 is stopped.

Первоначально микропроцессор 11 должен определить момент касания иглой 5 поверхности исследуемого материала. Для этого необходимо определить резонансную частоту иглы. В предлагаемом устройстве применен микропроцессор, обрабатывающий сигнал с датчика Холла с дискретностью 166.6 кГц. Данная частота обработки сигнала позволяет более точно вычислить весовое значение амплитуды сигнала и, следовательно, точнее определить резонансную частоту иглы, что значительно повышает точность определения момента касания.Initially, the microprocessor 11 must determine the moment the needle 5 touches the surface of the test material. For this, it is necessary to determine the resonant frequency of the needle. The proposed device uses a microprocessor that processes the signal from the Hall sensor with a resolution of 166.6 kHz. This frequency of signal processing allows you to more accurately calculate the weight value of the amplitude of the signal and, therefore, to more accurately determine the resonant frequency of the needle, which significantly increases the accuracy of determining the moment of contact.

Для определения резонансной частоты иглы 5 на катушку электромагнита 9 подаются электрические импульсы. Магнитное поле, создаваемое катушкой электромагнита 9, заставляет колебаться иглу 5 на резонансной частоте. Частота импульсов постепенно изменяется в диапазоне от 100 до 500 Гц с шагом 1 Гц. Колебания иглы воспринимаются датчиком Холла 10, с выхода которого синусоидальный сигнал подается на микропроцессорное устройство 11, которое определяет резонансную частоту иглы 5.To determine the resonant frequency of the needle 5, electric pulses are fed to the coil of the electromagnet 9. The magnetic field created by the coil of the electromagnet 9 causes the needle 5 to oscillate at the resonant frequency. The pulse frequency gradually changes in the range from 100 to 500 Hz in increments of 1 Hz. Oscillations of the needle are perceived by the Hall sensor 10, from the output of which a sinusoidal signal is supplied to the microprocessor device 11, which determines the resonant frequency of the needle 5.

Далее происходит подача на катушку электромагнита 9 электрических импульсов с частотой, соответствующей резонансной частоте иглы 5, и уменьшение длительности возбуждающего импульса, чем обеспечивается максимальная чувствительность иглы 5 при касании поверхности испытуемого продукта.Then there is a supply of 9 electric pulses to the electromagnet coil with a frequency corresponding to the resonant frequency of the needle 5, and a decrease in the duration of the exciting pulse, which ensures maximum sensitivity of the needle 5 when touching the surface of the test product.

Затем микропроцессорное устройство подает сигнал на включение двигателя 13, который начинает подъем стола 2 с повышенной скоростью.Then the microprocessor device sends a signal to turn on the engine 13, which starts the rise of the table 2 with increased speed.

При погружении иглы в воду происходит срыв автоколебаний иглы, т.е. амплитуда сигнала с датчика Холла 10 резко уменьшается. При этом микропроцессорное устройство снижает скорость подъема стола 2 и начинает выполнять подстройку длительности возбуждающего импульса по максимальной амплитуде сигнала, поступающего с датчика Холла 10, обеспечивая этим максимальную чувствительность иглы 5.When the needle is immersed in water, the needle self-oscillates, i.e. the amplitude of the signal from the Hall sensor 10 decreases sharply. In this case, the microprocessor device reduces the lifting speed of table 2 and begins to adjust the duration of the exciting pulse according to the maximum amplitude of the signal from the Hall sensor 10, thereby ensuring maximum sensitivity of the needle 5.

При касании иглой 5 поверхности испытуемого продукта происходит повторный срыв автоколебаний иглы, что фиксируется микропроцессором как момент касания поверхности испытуемого материала. Далее микропроцессорное устройство останавливает двигатель 13 подъема стола 2 и включается двигатель 12, который начинает отводить датчик Холла 10 от иглы 5.When the needle 5 touches the surface of the test product, the self-oscillations of the needle re-break, which is recorded by the microprocessor as the moment the surface of the test material touches. Next, the microprocessor device stops the engine 13 lifting the table 2 and turns on the engine 12, which begins to divert the Hall sensor 10 from the needle 5.

После отвода датчика Холла 10 с микропроцессора 11 подается сигнал на электротормоз 6, который освобождает шток 3. Происходит погружение иглы 5 в испытуемый продукт в течение заданного времени. Перемещение штока фиксируется датчиком 7, который имеет основную и дополнительную шкалу (не показано), излучатель 14 и фотоприемник 15. При проникании под действием груза 4 вместе со штоком 3 иглы 5 в испытуемый продукт основная шкала, передвигаясь на каждые 0,1 мм, периодически перекрывает световой поток, создаваемый излучателем 14, что фиксирует фотоприемник 15. Формируется квадратурный сигнал, обрабатываемый микропроцессорным устройством и преобразуемый в единицы пенетрации (0,1 мм).After the Hall sensor 10 is withdrawn from the microprocessor 11, a signal is applied to the electric brake 6, which releases the rod 3. The needle 5 is immersed in the test product for a predetermined time. The movement of the rod is fixed by a sensor 7, which has a primary and secondary scale (not shown), emitter 14 and photodetector 15. When the load 4 penetrates together with the rod 3 of needle 5 into the test product, the main scale moves every 0.1 mm periodically blocks the luminous flux created by the emitter 14, which captures the photodetector 15. A quadrature signal is generated, processed by the microprocessor device and converted into penetration units (0.1 mm).

По истечении времени испытания снимается сигнал с электромагнита тормоза 6, шток 3 фиксируется, количество импульсов с фотоприемника запоминается в памяти пенетрометра и выводится на жидкокристаллический дисплей. Испытание считается завершенным.After the test time, the signal is removed from the brake electromagnet 6, the rod 3 is fixed, the number of pulses from the photodetector is stored in the memory of the penetrometer and displayed on the liquid crystal display. The test is considered complete.

Таким образом, предложенная конструкция пенетрометра повышает надежность устройства и точность определения пенетрации.Thus, the proposed design of the penetrometer improves the reliability of the device and the accuracy of determination of penetration.

Claims (1)

Пенетрометр для определения консистентных свойств битумов, содержащий корпус, размещенный в нижней части корпуса предметный стол с механизмом его перемещения, шток с грузом и иглой, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, блок определения момента касания иглы испытуемой поверхности, включающий кронштейн, установленный в корпусе, механизм перемещения кронштейна относительно иглы и закрепленные на кронштейне средства для возбуждения и регистрации колебаний иглы, а также блок управления, к которому подключены механизмы перемещения предметного стола и кронштейна, электротормоз, датчик перемещения штока с иглой, средства для возбуждения и регистрации колебаний иглы, отличающийся тем, что в качестве средства для регистрации колебаний иглы использован датчик Холла.
Figure 00000001
A penetrometer for determining the consistent properties of bitumen, comprising a housing, an object table located in the lower part of the housing with a mechanism for its movement, a rod with a load and a needle, an electric brake, a rod and needle movement sensor, a unit for determining the moment of touching the needle of the test surface, including a bracket mounted in the housing , a mechanism for moving the bracket relative to the needle, and means fixed on the bracket for exciting and recording oscillations of the needle, as well as a control unit to which the moving mechanisms are connected Nia object stage and bracket electro-sensor displacement rod with the needle, means for excitation and oscillation of the needle, characterized in that the means for recording the oscillations of the needle used in the Hall sensor.
Figure 00000001
RU2009114978/22U 2009-04-20 2009-04-20 PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS RU86010U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009114978/22U RU86010U1 (en) 2009-04-20 2009-04-20 PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009114978/22U RU86010U1 (en) 2009-04-20 2009-04-20 PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU86010U1 true RU86010U1 (en) 2009-08-20

Family

ID=41151689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009114978/22U RU86010U1 (en) 2009-04-20 2009-04-20 PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU86010U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111198148A (en) * 2020-01-08 2020-05-26 内蒙古大学 High-precision asphalt penetration tester

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111198148A (en) * 2020-01-08 2020-05-26 内蒙古大学 High-precision asphalt penetration tester

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103575367B (en) Guide tracked reflection-type liquid level meter detecting device
JP2005345466A5 (en)
JP2729960B2 (en) Hardness measuring device for measuring hardness while applying load
CN202583021U (en) Ball indentation hardness tester
RU86010U1 (en) PENETROMETER FOR DETERMINING THE CONSISTENT PROPERTIES OF BITUMENS
CN205449228U (en) Liquid level on -line monitoring device
CN105866256A (en) Automatic ultrasonic transducer calibrating apparatus
CN201935794U (en) Deflection detector
JP2016206094A (en) Hardness measurement device
CN209247127U (en) A kind of liquid level measuring system
CN208223447U (en) A kind of thickness of feed layer detection device
TWM382483U (en) Measurement device for the stored amount of an enclosed container
RU2007114927A (en) DEVICE FOR DETERMINING DEFORMATION PROPERTIES OF SKIN AND SIMILAR FLEXIBLE MATERIALS
KR20150009546A (en) Method for measuring the fill level of a fluid
CN210570549U (en) Foundation pit position measuring device
US3365937A (en) Resonant sensing device
CN109556680A (en) A kind of level measuring method and system
CN205049132U (en) Embedded loading and center deformation measuring mechanism
CN208596098U (en) Cementitious material aquation based on ultrasonic continuous monitoring condenses measurement device
JPS5824778Y2 (en) Automatic hardening layer depth measuring device
CN217638531U (en) Density and porosity measuring device for Marshall test piece
RU167852U1 (en) DEVICE FOR MEASURING MECHANICAL PROPERTIES OF MATERIALS
CN210603117U (en) Examine utensil of examining that nut cavity is dark rivets
RU160682U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF MATERIALS
RU88805U1 (en) ULTRASONIC HARDWARE METER