RU95112U1 - DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES Download PDF

Info

Publication number
RU95112U1
RU95112U1 RU2010106574/22U RU2010106574U RU95112U1 RU 95112 U1 RU95112 U1 RU 95112U1 RU 2010106574/22 U RU2010106574/22 U RU 2010106574/22U RU 2010106574 U RU2010106574 U RU 2010106574U RU 95112 U1 RU95112 U1 RU 95112U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flask
measuring
measuring tube
crack
tube
Prior art date
Application number
RU2010106574/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Иванович Канатов
Дмитрий Владимирович Миненков
Андрей Владимирович Будилов
Егор Олегович Петриленков
Original Assignee
Иван Иванович Канатов
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 Иван Иванович Канатов filed Critical Иван Иванович Канатов
Priority to RU2010106574/22U priority Critical patent/RU95112U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU95112U1 publication Critical patent/RU95112U1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

1. Устройство измерения размеров трещин в строительных сооружениях, содержащее колбу с полупрозрачной жидкостью и соединенную с ней гибкою трубкой мерную трубку, отличающееся тем, что колба выполнена из эластичного материала и помещена между двумя уголками, предназначенными для закрепления на стене по обе стороны трещины; в одном торце мерной трубки установлен источник света, а в другой - фотоприемник. !2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колба выполнена в виде сильфона. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колба выполнена в виде мембранной камеры. 1. A device for measuring the size of cracks in building structures, containing a flask with a translucent liquid and a measuring tube connected to it by a flexible tube, characterized in that the flask is made of elastic material and placed between two angles designed to be fixed on the wall on both sides of the crack; a light source is installed in one end of the measuring tube, and a photodetector in the other. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the flask is made in the form of a bellows. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the flask is made in the form of a membrane chamber.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к измерению линейных размеров и перемещений и может использоваться в качестве датчика при обследовании и мониторинге строительных конструкций.The utility model relates to measuring technique, in particular, to measuring linear dimensions and displacements and can be used as a sensor in the inspection and monitoring of building structures.

При обследовании строительных конструкций наиболее ответственным этапом является изучение трещин, выявление их размеров и динамики развития. Они могут быть вызваны самыми разными причинами и иметь различные конструктивные особенности.When examining building structures, the most critical step is the study of cracks, the identification of their size and development dynamics. They can be caused by a variety of reasons and have various design features.

Измерение линейных размеров швов и трещин в строительных конструкциях имеет ряд особенностей (Горпинченко В.М., Егоров М.И. Мониторинг эксплуатационной пригодности особо ответственных, сложных и уникальных сооружений. Промышленное и гражданское строительство, №10, 2004.). Во-первых, для ряда строительных конструкций принципиально важным является определение направления деформации, что определило применение двухкоординатных датчиков, хотя не менее часто используется интегральный показатель, характеризующий динамику раскрытия трещины. Во-вторых, установка и закрепление датчиков на стенах - это трудоемкий процесс, поэтому независимо от периодичности наблюдений датчики устанавливаются на длительный срок. Поскольку на одно здание может потребоваться одновременно несколько десятков датчиков, их стоимость становится определяющим параметром.The measurement of the linear dimensions of welds and cracks in building structures has a number of features (Gorpinchenko VM, Egorov MI Monitoring the serviceability of particularly critical, complex and unique structures. Industrial and civil construction, No. 10, 2004.). First, for a number of building structures, determining the direction of deformation is crucial, which determined the use of two-coordinate sensors, although an integral indicator characterizing the dynamics of crack opening is no less often used. Secondly, installing and fixing the sensors on the walls is a laborious process, therefore, regardless of the frequency of observations, the sensors are installed for a long time. Since several tens of sensors may be required for one building at a time, their cost becomes a determining parameter.

Известны устройства измерения линейных перемещений с погрешностью менее 0,1 мм, использующие индуктивные, емкостные или оптические методы (например, а.с. RU 2367902 С1, 5 G01B 7/00, 20.09.2009, а.с. RU 2131591 C1, G01H 11/02 06.10.1999 г., магнитные, индуктивные и др. датчики фирм Baumer, Honeywell, Balluff, энкодеры Kuebler, оптические датчики фирмы Fotek, Renishaw). Обладая соизмеримыми параметрами, эти группы датчиков развиваются параллельно по пути уменьшения погрешности измерений и расширения измеряемого диапазона. Но каков бы метод измерения не применялся, улучшение основных характеристик неизбежно приводит к усложнению датчика и увеличению его стоимости, что и является основным недостатком.Known devices for measuring linear displacements with an error of less than 0.1 mm, using inductive, capacitive or optical methods (for example, A.S. RU 2367902 C1, 5 G01B 7/00, 09/20/2009, A.S. RU 2131591 C1, G01H 11/02 06.10.1999, magnetic, inductive and other sensors from Baumer, Honeywell, Balluff, encoders Kuebler, optical sensors from Fotek, Renishaw). Possessing comparable parameters, these groups of sensors develop in parallel along the path of reducing the measurement error and expanding the measured range. But no matter what measurement method is used, an improvement in the basic characteristics inevitably leads to a complication of the sensor and an increase in its cost, which is the main disadvantage.

Наиболее близким аналогом - прототипом заявляемого устройства является прогибомер П1 («Пособие по обследованию строительных конструкций зданий» АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ», Москва, 1997 г.). Он содержит сосуд с подкрашенной жидкостью и мерную трубку со шкалой, соединенные резиновой трубкой. По изменению уровня жидкости в мерной трубке при ее перемещении (в вертикальном положении) по контролируемой горизонтальной поверхности (потолок, пол) измеряется величина прогиба. Для удобства перемещения к мерной трубке сверху (для замера прогиба потолка) прикрепляется колесо.The closest analogue is the prototype of the claimed device is a deflection meter P1 ("Manual on the inspection of building structures of buildings" JSC "TSNIIPROMZDANIY", Moscow, 1997). It contains a vessel with tinted liquid and a measuring tube with a scale connected by a rubber tube. By the change in the liquid level in the measuring tube during its movement (in a vertical position) along a controlled horizontal surface (ceiling, floor), the amount of deflection is measured. For ease of movement, a wheel is attached to the measuring tube from above (for measuring the deflection of the ceiling).

Недостатком такого устройства является низкая точность измерений и ограничение области его применения измерением только вертикальных отклонений.The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurements and the limitation of its scope by measuring only vertical deviations.

Технической задачей, решаемой настоящей полезной моделью, является устранение указанных недостатков - увеличение точности (чувствительности) устройства и придания ему возможности измерения линейных перемещений в любом направлении.The technical problem solved by this utility model is to eliminate these drawbacks - increasing the accuracy (sensitivity) of the device and giving it the ability to measure linear displacements in any direction.

Техническим результатом является создание простого и высокоточного измерителя линейных размеров швов и трещин в строительных конструкциях, обладающего низким потреблением энергии, высоким быстродействием и способностью к длительной работе в автономном режиме.The technical result is the creation of a simple and high-precision meter of linear dimensions of welds and cracks in building structures, which has low energy consumption, high speed and the ability to long-term work in standalone mode.

Поставленная техническая задача решается тем, что колба выполняется из эластичного материала, заполняется полупрозрачной жидкостью и помещается между двумя уголками (стойками), предназначенными для жесткого закрепления на разных сторонах трещины; в одном торце мерной трубки, соединенной с колбой резиновой трубкой, устанавливается источник света - светодиод или лазер, а в другом - фотоприемник, регистрирующий высоту столба жидкости по изменению его прозрачности.. Колба может быть также выполнена в виде сильфона или мембранной камеры.The stated technical problem is solved by the fact that the flask is made of elastic material, filled with a translucent liquid and placed between two corners (racks), designed for rigid fixing on different sides of the crack; in one end of the measuring tube connected to the bulb with a rubber tube, a light source is installed - an LED or a laser, and in the other - a photodetector that registers the height of the liquid column by changing its transparency .. The bulb can also be made in the form of a bellows or a membrane chamber.

На фиг.1 представлен внешний вид заявляемого устройства, а на фиг.2, а, б - варианты его использования как двухкоординатного датчика.Figure 1 shows the appearance of the inventive device, and figure 2, a, b - options for its use as a two-coordinate sensor.

Устройство содержит (фиг.1) два уголка 1, жестко закрепленных своими торцами на разных сторонах трещины перпендикулярно стене, помещенную между ними эластичную колбу 2 с полупрозрачной (подкрашенной) жидкостью и мерную трубку 3, соединенную с колбой гибкой трубкой 4; в торцах мерной трубки установлены излучатель света 5 и фотоприемник 6.The device comprises (Fig. 1) two angles 1, rigidly fixed with their ends on different sides of the crack perpendicular to the wall, an elastic flask 2 with a translucent (tinted) liquid placed between them and a measuring tube 3 connected to the flask with a flexible tube 4; at the ends of the measuring tube mounted light emitter 5 and a photodetector 6.

Уголки 1 предназначены для крепления колбы 2 и передачи на нее деформационных смещений трещины.Corners 1 are designed for fastening the flask 2 and transfer to it the deformational displacements of the crack.

Колба 2 может выполняться произвольной формы в зависимости от конструктивных особенностей места крепления. В качестве колбы, например, может быть использована резиновая груша, клизма или полиэтиленовый мешочек. Для высокоточных измерений могут быть использованы и конструкции камер деформационных манометров - сильфон, мембранная камера и др.The flask 2 can be performed in any shape depending on the design features of the mounting location. As a flask, for example, a rubber bulb, an enema, or a plastic bag can be used. For high-precision measurements, deformation gauge chamber designs such as a bellows, a membrane chamber, etc. can also be used.

Мерная трубка 3 выполняется из непрозрачного материала для исключения влияния внешней освещенности. Гибкая трубка 4 крепится в нижней части мерной трубки на ее боковой поверхности. Внутренний диаметр мерной трубки определяет чувствительность подобного датчика перемещений, поскольку для цилиндра высота обратнопропорциональна квадрату его диаметра d. Если контактную площадку уголка выполнить круглой с диаметром D, то коэффициент преобразования поперечного смещения трещины l (измеряемого параметра) в высоту столба жидкости h равен:Measuring tube 3 is made of opaque material to exclude the influence of external illumination. The flexible tube 4 is mounted at the bottom of the measuring tube on its side surface. The internal diameter of the measuring tube determines the sensitivity of such a displacement sensor, since for a cylinder the height is inversely proportional to the square of its diameter d. If the contact pad of the corner is round with diameter D, then the coefficient of conversion of the transverse displacement of the crack l (measured parameter) to the height of the liquid column h is equal to:

Минимальный диаметр трубки ограничен диаметром используемых излучателей света 5 и фотоприемника 6. При использовании стандартных светодиодов серии АЛ307 диаметром 3 мм. стократное увеличение l можно получить при диаметре контактной площадки всего 30 мм., а для диодов АЛ 117 он уменьшится еще в четыре раза. Высоту столба жидкости можно регулировать степенью прозрачности жидкости (степенью мутности).The minimum tube diameter is limited by the diameter of the used light emitters 5 and photodetector 6. When using standard LEDs of the AL307 series with a diameter of 3 mm. a hundredfold increase in l can be obtained with a contact pad diameter of only 30 mm, and for AL 117 diodes it will decrease by another four times. The height of the liquid column can be adjusted by the degree of transparency of the liquid (degree of turbidity).

Гибкая трубка 4 может быть выполнена из любого материала, ее длина определяется только удобством крепления мерной трубки.The flexible tube 4 can be made of any material, its length is determined only by the convenience of mounting the measuring tube.

Излучатель 5 может быть также выполнен в виде лазера - это исключит рассеивание света.The emitter 5 can also be made in the form of a laser - this eliminates the scattering of light.

Фотоприемник 6 может быть выполнен в виде фотодиода или фототранзистора.The photodetector 6 may be made in the form of a photodiode or a phototransistor.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Цементным раствором или монтажным клеем на обе стороны трещины или шва закрепляются перпендикулярно плоскости стены два металлических уголка (фиг.1). Между ними устанавливается колба с мерной трубкой и жидкостью. При начальной установке уровень жидкости в мерной трубке должен находиться посередине ее длины. Это обеспечивается введением прокладок между уголком и колбой, либо специальной прижимной пластиной, крепящейся на уголке регулировочным винтом. При смещении берегов трещины изменение положения закрепленных уголков приводит к деформации колбы, изменению высоты столба подкрашенной жидкости и, следовательно, к изменению его прозрачности. Прозрачность столба жидкости регистрируется фотоприемником. Чувствительность датчика определяется формой колбы и площадью уголков, поэтому тарировка датчика производится в комплекте с уголками.Cement mortar or mounting glue on both sides of a crack or seam are fixed perpendicular to the plane of the wall two metal corners (figure 1). A flask with a measuring tube and liquid is installed between them. During initial installation, the liquid level in the measuring tube should be in the middle of its length. This is ensured by the introduction of gaskets between the corner and the flask, or a special pressure plate fixed on the corner with an adjusting screw. When the sides of the crack are displaced, a change in the position of the fixed corners leads to deformation of the flask, a change in the height of the column of the colored liquid, and, consequently, a change in its transparency. The transparency of the liquid column is detected by a photodetector. The sensitivity of the sensor is determined by the shape of the bulb and the area of the corners, so the sensor is calibrated with the corners.

В качестве колбы могут использоваться и камеры манометров деформационного типа - сильфоны, мембранные камеры. Эффект многократного увеличения чувствительности за счет различия диаметров камеры и мерной трубки сохраняется и для таких камер.The chambers of deformation type manometers - bellows, membrane chambers can also be used as flasks. The effect of a multiple increase in sensitivity due to the difference in the diameters of the chamber and the measuring tube is preserved for such cameras.

Температурное расширение жидкости является главным источником погрешности измерения - типичная ситуация практически для всех датчиков. Для исключения этого влияния одновременно с измерением деформации необходимо и измерение температуры. В качестве датчика температуры может быть использовано само заявляемое устройство, но без деформирующих колбу уголков.Thermal expansion of the liquid is the main source of measurement error - a typical situation for almost all sensors. To eliminate this effect, a temperature measurement is also necessary at the same time as measuring strain. As a temperature sensor, the claimed device itself can be used, but without corners deforming the flask.

Замечательной особенностью заявляемой полезной модели является возможность измерения деформаций как в любом из выбранных направлений, так и интегральную, не зависящую от направления движения трещины. Это достигается изменением формы используемых уголков (фиг.2). Для измерения перемещений только в одном направлении, контактная поверхность одного из уголков должна быть выполнена в виде пластины с гладкой поверхностью, обеспечивающей деформацию колбы в направлении, перпендикулярном к плоскости пластины и скольжение во всех остальных (фиг.2, а, б).A remarkable feature of the claimed utility model is the ability to measure strains in any of the selected directions, as well as an integral one, independent of the direction of the crack. This is achieved by changing the shape of the corners used (figure 2). To measure displacements in only one direction, the contact surface of one of the corners should be made in the form of a plate with a smooth surface, ensuring deformation of the bulb in the direction perpendicular to the plane of the plate and sliding in all the others (Fig. 2, a, b).

Заявляемая полезная модель обладает следующими достоинствами:The inventive utility model has the following advantages:

- датчик легко модифицируется под любую конфигурацию трещины;- the sensor is easily modified for any crack configuration;

- высокая чувствительность;- high sensitivity;

- возможные изменения эластичности колбы (на морозе) не сказываются на показаниях прибора, а лишь изменяют величину усилия сжатия;- possible changes in the elasticity of the flask (in frost) do not affect the readings of the device, but only change the magnitude of the compression force;

- малое потребление энергии, особенно при работе в импульсном режиме;- low energy consumption, especially when working in pulsed mode;

- малая инерционность системы;- low inertia of the system;

- простая компенсация температурных уходов.- simple compensation of temperature departures.

Простота изготовления и дешевизна прибора позволяет рассчитывать на значительно более широкое применение, чем существующих аналогов.The simplicity of manufacture and low cost of the device allows you to count on a much wider application than existing analogues.

Claims (3)

1. Устройство измерения размеров трещин в строительных сооружениях, содержащее колбу с полупрозрачной жидкостью и соединенную с ней гибкою трубкой мерную трубку, отличающееся тем, что колба выполнена из эластичного материала и помещена между двумя уголками, предназначенными для закрепления на стене по обе стороны трещины; в одном торце мерной трубки установлен источник света, а в другой - фотоприемник.1. A device for measuring the size of cracks in building structures, containing a flask with a translucent liquid and a measuring tube connected to it by a flexible tube, characterized in that the flask is made of elastic material and placed between two angles designed to be fixed on the wall on both sides of the crack; a light source is installed in one end of the measuring tube, and a photodetector in the other. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колба выполнена в виде сильфона.2. The device according to claim 1, characterized in that the flask is made in the form of a bellows. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колба выполнена в виде мембранной камеры.
Figure 00000001
3. The device according to claim 1, characterized in that the flask is made in the form of a membrane chamber.
Figure 00000001
RU2010106574/22U 2010-02-24 2010-02-24 DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES RU95112U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010106574/22U RU95112U1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010106574/22U RU95112U1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU95112U1 true RU95112U1 (en) 2010-06-10

Family

ID=42682033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010106574/22U RU95112U1 (en) 2010-02-24 2010-02-24 DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU95112U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210679U1 (en) * 2021-12-27 2022-04-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Device for monitoring, storing and transmitting information on the state of a crack in the structure of buildings and artificial structures

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210679U1 (en) * 2021-12-27 2022-04-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Device for monitoring, storing and transmitting information on the state of a crack in the structure of buildings and artificial structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103217252B (en) Movable container type high-precision micro-pressure detection device
CN207908539U (en) A kind of comb capacitance type 3 axis MEMS acceleration transducer
US20140096603A1 (en) Accurate fluid level measurement device
CN218646262U (en) Steel beam deformation detection device
CN211042065U (en) Barrel straightness detection ruler
RU95112U1 (en) DEVICE FOR MEASURING CRACK DIMENSIONS IN CONSTRUCTION STRUCTURES
CN201141836Y (en) Liquid refractive index measurement box
CN204165530U (en) Syringe type measuring instrument of microdisplacement
CN103322920B (en) A kind of measuring method of expansion of laser light displacement sensor measurement range
CN206974401U (en) A kind of more size detecting devices of windscreen wiper power driving module
KR101078171B1 (en) Pressure measuring apparatus
CN203376085U (en) High precision double-end fixing resonant tuning fork type pressure sensor
CN208458716U (en) Automatically adjust the levelling rod of horizontal position
CN2921781Y (en) Photoelectric two-dimensional tilt sensor
CN208537067U (en) A kind of high rigidity two dimension force measuring sensors
CN103954196A (en) Measuring bar and measuring method for measuring interior net storey height
CN202002591U (en) Height difference detection device
CN111322953A (en) Sensing device for monitoring and positioning displacement of piston rod
CN211855218U (en) Sensing device for monitoring and positioning displacement of piston rod
CN210829977U (en) Device for automatically detecting tiny internal leakage of hydraulic cylinder
CN203704919U (en) Differential liquid capacitor tilt sensor
CN103759712B (en) A kind of digital level sensor
CN209280103U (en) Simple micro and ultra-micro sample weight detection device
CN105526896A (en) Deformation joint three-direction relative displacement measurement device and method thereof
RU95834U1 (en) PNEUMATIC FRICTION SENSOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110225