SK9386Y1 - Zariadenie na meranie stavu stavby - Google Patents

Abstract

Opísané je zariadenie (5) na meranie stavu stavby zahrnujúce kryt (7), v ňom uložený prvý trojosový akcelerometer (1), pričom ďalej zahrnuje druhý trojosový akcelerometer (2), batériu (8), výpočtovú jednotku (3) a komunikačnú jednotku (4).

Description

SK 9386 Υ1

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka oblasti vzdialenej kontroly stavieb, ako sú mosty, lávky, strechy, veže, rozhľadne, vysielače. Prípadne potom aj montovaných stavieb, ako sú lešenia, žeriavy alebo stĺpy elektrického vedenia. Predovšetkým je možné toto riešenie využiť pri mostových konštrukciách, pri ktoiých je vzdialený monitoring najzásadnejší.

Doterajší stav techniky

V súčasnom stave techniky podliehajú mosty alebo iné stavby pravidelným revíziám. Tieto revízie sú realizované technikom na danom mieste stavby. Problémom je vysoká nákladnosť a predovšetkým obmedzený interval merania stavby. Pri tejto kontrole väčšinou dochádza iba k obhliadke stavby. Toto je veľmi náchylné na ľudskú chybu. Zmeny stavu mosta nie sú merané kontinuálne, ale raz za čas. Typická prehliadka je prehliadka statikom, ktoiý obíde viditeľné časti stavby a vykoná revíziu pohľadom. Pri prehliadke by mali byť objavené napríklad praskliny, korózie častí stavby alebo odchýlka od náklonu. Je však zrejmé, že po prvé k tejto kontrole dochádza v dlhých časových intervaloch (napr. jeden až dva roky) a po druhé odchýlka náklonu je iba aktuálnou odchýlkou, ktorá nemusí reprezentovať stav stavby v dlhodobom horizonte.

Niektoré nedostatky stavu techniky odstraňuje riešenie známe z patentu US 9267862 BI. Uvedený patent zverejňuje riešenie na merame stavby pomocou zariadenia, ktoré zahrnuje senzory a je pripojené k počítaču. Merame je uskutočňované meracou jednotkou poskytnutou s trojosovým akcelerometrom a dvojosovým inklinometrom, kde dvojosový inklinometer meria náklon stavby a trojosový akcelerometer meria, či dochádza k zaťaženiu vonkajšími vplyvmi. Podobné riešenia sú využívané na kontinuálne merame silno zaťažovaných stavieb. Tieto riešenia však majú niekoľko problémov. Využitie inklinometrov je predovšetkým energeticky náročné a zároveň inklinometre dokážu merať iba v dvoch osiach, pričom zo stavu techniky známe inklinometre nemajú dostatočnú presnosť na merame malých odchýlok. Z týchto dôvodov je snímanie pomocou týchto systémov uskutočňované niekoľkými uvedenými meracími jednotkami, čo však značne zvyšuje finančnú nákladnosť.

Zároveň je v tomto riešení merame uskutočňované senzormi, ktoré sú spojené káblami s počítačom, ktoiý výsledky merania interpretuje. Tým dochádza k niekoľkým problémom. Po prvé je riešenie finančne náročné, pretože je potrebné zaistiť niekoľko meracích jednotiek, káblové prepojenie týchto jednotiek a počítač či výpočtovú jednotku schopnú interpretovať výsledky. Toto všetko musí byť umiestené v blízkosti stavby, je teda potrebné zaistiť aj napájame senzorov, aj počítača. Takto neúmerne nákladný systém je neaplikovateľný na menšie stavby vzdialené od bežnej zástavby, ako sú napríklad lávky, rozhľadne, vysielače alebo mosty. Po druhé je problémom samotné prepojenie kabelážou, ktorá je ovplyvnená teplotou a vonkajšími vplyvmi. V prípade poškodenia časti kabeláže môže dôjsť k výpadku meracej jednotky z dôvodu prerušenia prívodu elektrickej energie alebo z dôvodu prerušenia kábla, cez ktoiý komunikuje.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky do istej miery odstraňuje zariadenie na merame stavu stavby zahrnujúce kryt, v ňom uložený prvý trojosový akcelerometer, ktoré ďalej zahrnuje druhý trojosový akcelerometer, batériu, výpočtovú jednotku a komunikačnú jednotku. Vďaka dvom akcelerometrom môže toto zariadenie presne využiť prvý akcelerometer na kontinuálne snímanie náklonu stavby (prípadne teda z jeho záznamu vyčítať otrasy budovy) a zároveň v pravidelných intervaloch merať s veľkou presnosťou pomocou druhého akcelerometra. Zároveň je využitím batérie zaistené samostatné napájame a komunikačná jednotka umožňuje odosielať namerané dáta do vzdialeného počítača alebo servera. Výhodne je táto komunikačná jednotka prispôsobená na bezdrôtovú komunikáciu. Konkrétne je potom z akcelerometrov vyčítaný smer tiažového ziýchlenia, a to zo zistených hodnôt merania v každej osi merania akcelerometra. Z týchto dát je následne určený náklon stavby.

Výhodne sa využíva, že zariadenie ďalej zahrnuje snímač teploty. Tento snímač teploty je využívaný na kompenzáciu snímaných veličín. Predovšetkým pri meraní stavieb sú teplotné ovplyvnenia značné, a je preto nutné nielen uskutočňovať korekciu nameraných hodnôt akcelerometrov, ale je tiež vhodné zistiť, či na stavbu pôsobí zmena teploty.

Výhodne výpočtová jednotka zahrnuje pamäť, pričom v pamäti je uložená maximálna hodnota reprezentujúca stav prvého akcelerometra, pričom výpočtová jednotka je prispôsobená na odosielame varovania, keď je hodnota reprezentujúca stav prvého akcelerometra väčšia než tá uložená v pamäti výpočtovej jednotky. Takéto prispôsobenie výpočtovej jednotky umožňuje zaistiť okamžité zaslanie výstrahy v prípade náhleho preťaženia stavby. Napríklad nárazu stavebného stroja do budovy alebo nadmerného veterného namáhania mosta či lešenia.

SK 9386 Υ1

Výhodne je prvý akcelerometer pripojený k 12-bitovému prevodníku a druhý akcelerometer je pripojený aspoň k 20-bitovému prevodníku. V niektoiých prípadoch môže byť prvý akcelerometer priamo poskytnutý s 12-bitovým prevodníkom a druhý akcelerometer priamo poskytnutý aspoň s 20-bitovým prevodníkom. Prvý akcelerometer, ktoiý je určený na kontinuálne meranie náklonu, dokáže s nižšou presnosťou a taktiež nižšou spotrebou energie uskutočňovať merame kontinuálne. Naopak druhý akcelerometer potom pri vyššej spotrebe a s vyššou presnosťou dokáže uskutočňovať merame náklonu vo vopred daných diskrétnych intervaloch (prípadne mimo týchto intervalov na vyžiadame výpočtovou jednotkou). Merame náklonu pomocou druhého akcelerometra je týmto vysoko presné, s presnosťou na 0,001°.

Výhodne sa využíva, že výpočtová jednotka je prispôsobená na kontinuálne merame pomocou prvého akcelerometra a zároveň prispôsobená na merame pomocou druhého akcelerometra vo vopred daných intervaloch.

Výhodne je výpočtová jednotka prispôsobená na zistenie smeru tiažového zrýchlenia z prvého akcelerometra a zároveň je prispôsobená na zistenie smeru tiažového ztýchlenia z druhého akcelerometra. Týmto je výhodne znížený objem odosielaných dát, keď nie je nutné odosielať všetky namerané surové hodnoty a tie následne vyhodnotiť centrálnym výpočtovým zariadením (vzdialeným počítačom, serverom alebo klaudom).

Výhodne je prvý akcelerometer MEMS senzor a druhý akcelerometer je MEMS senzor. MEMS senzory majú tú výhodu, že sú dostatočne presné a zároveň majú nízku hmotnosť.

Výhodne sú prvý akcelerometer, druhý akcelerometer a snímač teploty, komunikačná jednotka komunikačné a elektricky spojené s výpočtovou jednotkou. Na správnu funkciu zariadenia je výhodné, aby prvý akcelerometer a druhý akcelerometer boli mechanicky spojené s krytom. A to či už priamo, alebo nepriamo napríklad umiestnením akcelerometrov na dosku plošných spojov a jej následným spojením s krytom zariadenia. Takéto spojenie by malo byť výhodne čo najtuhšie.

Výhodne sa využíva, že kryt zahrnuje fixačný prvok na prichytenie k stavbe. Fixačný prvok na prichytenie k stavbe je výhodne uskutočnený ako permanentný magnet prichytený k jednej zo stien krytu alebo ako skrutkové spojenie. Skrutkovým spojením môže byť ktoiýkoľvek z nasledujúcich prvkov, driek poskytnutý so závitom alebo otvor poskytnutý so závitom. Prípadne môže byť skrutkové spojenie uskutočnené ako otvor, do ktorého je možné vložiť skrutku. Tento otvor je napríklad uskutočnený v kryte alebo je uskutočnený v tvarovom plechu, ktoiý vyčnieva zo zvyšku krytu. Skrutka týmto otvorom prechádza a následne môže byť priskrutkovaná do otvorov alebo rozperiek, alebo priamo do konštrukcie stavby (napríklad závrtná skrutka do dreva).

Výhodne sa využíva, že komunikačná jednotka je prispôsobená na bezdrôtový prenos dát do vzdialeného výpočtového zariadenia. Predovšetkým môže byť komunikačnou jednotkou LoRaWan modul, NB-IoT Modul alebo iný LPWAN modul. Alternatívne môže byť komunikačná jednotka uskutočnená ako modul umožňujúci satelitný prenos dát. Alternatívne je komunikačná jednotka uskutočnená ako GSM modul, Bluetooth™ modul alebo Zigbee™ modul. Tieto jednotky majú nízku spotrebu a sú schopné prenášať dáta do vzdialeného počítača, servera alebo klaudu, kde sú prístupné používateľom na rozhranie človek - stroj.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata technického riešenia je ďalej objasnená na príkladoch jeho uskutočnenia, ktoré sú opísané s využitím pripojených obrázkov, kde na:

obr. 1 je schematicky znázornené zariadenie na merame stavu stavby podľa tohto technického zariadenia, obr. 2 je schematicky znázornené zariadenie na merame stavu stavby podľa tohto technického zariadenia s periférnymi snímačmi, obr. 3 je znázornené schematicky prepojenie zariadenia na merame stavu stavby a vzdialených výpočtových zariadení.

Príklady uskutočnenia

Uvedené uskutočnenia znázorňujú príkladné varianty uskutočnenia technického riešenia, ktoré však nemajú z hľadiska rozsahu ochrany žiadny obmedzujúci vplyv.

Uskutočnenie technického riešenia je opísané na príkladnom uskutočnení s odkazom na obrázky.

Predmetom technického riešenia je zariadenie 5 na merame stavu stavby, a to predovšetkým na merame náklonu stavby. Náklon stavby môže slúžiť osobe skúsenej v stave techniky ako relevantná informácia o stave stavby, predovšetkým je pomocou neho možné pri kontinuálnom meraní zistiť aktuálne zaťaženie stavby, zmenu pri zvýšenej teplote, náhly výkyv, ale taktiež existenciu prasklín alebo iných vzniknutých defektov stavby.

SK 9386 Υ1

Zariadenie 5 na meranie stavu stavby je schematicky vyobrazené na obr. 1. Zariadenie 5 na merame stavu stavby zahrnuje výpočtovú jednotku 3, prvý akcelerometer 1, druhý akcelerometer 2, komunikačnú jednotku 4, snímač 6 teploty a batériu 8. Všetky tieto súčasti sú umiestnené v kryte 7.

Výpočtová jednotka 3 podľa tohto príkladného uskutočnenia zahrnuje aspoň procesor a pamäť. Pamäť slúži na ukladanie nameraných dát, uloženie softvéru nutného na merame a vyhodnotenie dát alebo ovládačov komunikačnej jednotky 4. Procesorom je výhodne viacjadrový procesor, ktoiý umožňuje vypínať jednotlivé výpočtové jadrá na zaistenie minimálnej spotreby pri prevádzke na batérie 8. Pri požiadavke na vyšší výpočtový výkon sú zapnuté potrebné jadrá procesora, pričom pri nižších požiadavkách na výpočtový výkon je v prevádzke len obmedzený počet jadier.

Prvý akcelerometer 1 je trojosový akcelerometer, pričom je výhodne uskutočnený ako MEMS senzor. Prvý akcelerometer 1 je určený na kontinuálne snímanie náklonu stavby, z tohto dôvodu je prvý akcelerometer 1 pripojený k 12-bitovému prevodníku. Alternatívne môže byť s rovnakým efektom prvý akcelerometer 1 poskytnutý s 12-bitovým prevodníkom. Týmto je zaistená nižšia spotreba akcelerometra za cenu nižšej presnosti.

Druhý akcelerometer 2 je trojosový akcelerometer, pričom je výhodne uskutočnený ako MEMS senzor. Druhý akcelerometer 2 je určený na snímanie náklonu stavby v diskrétnych intervaloch (napríklad každých 15 minút), z tohto dôvodu je prvý akcelerometer 1 pripojený aspoň k 20-bitovému prevodníku. Alternatívne môže byť s rovnakým efektom druhý akcelerometer 2 poskytnutý s 20-bitovým prevodníkom. Týmto je zaistená vyššia presnosť merania za cenu vyššej spotreby akcelerometra. Merame náklonu pomocou druhého akcelerometra 2 je týmto vysoko presné, s presnosťou až na 0,001°. Minimálne s presnosťou na 0,01°.

Snímač 6 teploty je uskutočnený napríklad ako odporový kovový snímač, odporový polovodičový snímač, termoelektrický snímač alebo polovodičový snímač s PN prechodom a slúži na kompenzáciu snímaných veličín z akcelerometrov. Výhodne je snímač 6 teploty uskutočnený ako dióda alebo tranzistor. Nameraná teplota slúži na kalibráciu hodnôt z akcelerometrov 1, 2, prípadne tiež môže nameraná teplota slúžiť ako jedna z meraných veličín stavu stavby.

Komunikačná jednotka 4 je uskutočnená ako LoRaWan modul, NB-IoT Modul alebo iný LPWAN modul. Alternatívne môže byť komunikačná jednotka 4 uskutočnená ako modul umožňujúci satelitný prenos dát. Alternatívne je komunikačná jednotka 4 uskutočnená ako GSM modul alebo Bluetooth™ modul, alebo Zigbee™ modul. Komunikačná jednotka 4 je upravená na komunikáciu so vzdialeným výpočtovým zariadením 9. V niektoiých uskutočneniach, predovšetkým pre kritickú infraštruktúru, je možné využiť kombináciu viaceíých komunikačných modulov, napríklad kombináciu LWAN modulu a modulu umožňujúceho satelitný prenos dát alebo GSM modulu, alebo Bluetooth™ modulu, alebo Zigbee™ modulu.

Kryt 7 je uskutočnený ako vodotesná a prachotesná schránka. Kryt 7 môže byť uskutočnený z rôznych materiálov, napríklad z plastu, kovu alebo kompozitu. Kryt 7 môže byť uskutočnený z viaceíých častí a zahrnuje ďalej medzi jednotlivými časťami tesnenie, ktoré je uskutočnené napríklad z gumy. Kryt 7 ďalej zahrnuje fixačný prvok na prichytenie k stavbe. Fixačný prvok na prichytenie k stavbe je výhodne uskutočnený ako permanentný magnet prichytený k jednej zo stien krytu 7 alebo ako skrutkové spojenie. Skrutkovým spojením môže byť ktoiýkoľvek z nasledujúcich prvkov, driek poskytnutý so závitom alebo otvor poskytnutý so závitom. Prípadne môže byť skrutkové spojenie uskutočnené ako otvor, do ktorého je možné vložiť skrutku. Tento otvor je napríklad uskutočnený v kryte 7 alebo je uskutočnený v tvarovom plechu, ktoiý vyčnieva zo zvyšku krytu 7. Skrutka týmto otvorom prechádza a následne môže byť priskrutkovaná do otvorov v stavbe poskytnutých so závitmi, do rozperiek alebo priamo do konštrukcie stavby (napríklad závrtná skrutka do dreva). V alternatívnom uskutočnení môže byť ako fixačný prvok využité lepidlo alebo obojstranná lepiaca páska.

Jednotlivé súčasti zariadenia 5 na merame stavu stavby sú spojené s krytom 7. Spojenie je buď priame, alebo nepriame (teda cez ďalšie súčiastky). Na správnu funkciu zariadenia 5 na merame stavu stavieb je výhodné, aby prvý akcelerometer 1 a druhý akcelerometer 2 boli mechanicky spojené s krytom 7. A to či už priamo, alebo nepriamo, napríklad umiestnením akcelerometrov 1, 2 na dosku plošných spojov a jej následným spojením s krytom 7 zariadenia.

Prvý akcelerometer 1, druhý akcelerometer 2 a snímač 6 teploty a komunikačná jednotka 4 sú komunikačné a elektricky spojené s výpočtovou jednotkou 3. Toto prepojenie môže byť uskutočnené ľubovoľnou topológiou (pričom na obrázku je vyobrazená topológia hviezdicová). Alternatívne môže byť topológia kruhová alebo stromová, prípadne zbemicová.

Zapojenie batérie 8 môže byť uskutočnené tak, ako je vyobrazené na obr. 1, teda, že jednotlivé senzory a komunikačná jednotka 4 sú pripojené k batérii 8 cez výpočtovú jednotku 3. Osobe skúsenej v stave techniky je zrejmé, že jednotlivé senzory alebo komunikačná jednotka 4 môžu byť pripojené k batérii 8 priamo.

Batéria 8 je uskutočnená akoukoľvek z nasledujúcich technológií: olovená, nikel-kadmiová, nikel-metal hydridová, nikel-železná, nikel-zinková, striebro-zinková, lítium-iónová, lítium polymérová, lítium-železofosfátová, sodíkovo-sírová, sodíkovo-chlorid nikelnatá alebo alkalická. Batéria 8 môže byť dobíjaná, napríklad, ak je kryt 7 poskytnutý s fotovoltickým článkom.

SK 9386 Υ1

Zariadenie 5 na meranie stavu stavby funguje tak, že výpočtová jednotka 3 je prispôsobená na kontinuálne meranie pomocou prvého akcelerometra 1 a zároveň je prispôsobená na merame pomocou druhého akcelerometra 2 v diskrétnych intervaloch. Prvý akcelerometer 1 teda meria kontinuálne, pričom výpočtová jednotka 3 je prispôsobená na spracovanie signálov zo senzorov. Medzi tieto senzory patria prvý akcelerometer 1, druhý akcelerometer 2 a snímač 6 teploty (alternatívne môžu byť pripojené ďalšie senzory).

Princíp merania náklonu spočíva v prvom akcelerometri 1, ktoiý, ak naň nepôsobí ďalšie ziýchlenie, meria veľkosť a smer vektora tiažového ziýchlenia. Štatistickými metódami je vyhodnotené, či na prvý akcelerometer 1 nepôsobí ďalšia vibrácia a zrýchlenie. Vyššie frekvencie vibrácií, než zodpovedajú vzorkovacej frekvencii, sú potlačené aktivovaním frekvenčného filtra priamo na čipe. Takto je meranie kontinuálne (respektíve v nepretržitej slučke), výhodne sú tieto merania zapisované s časovou značkou, kde je v pamäti výpočtovej jednotky 3 uložený čas a nameraná hodnota smeru vektora zrýchlenia.

Princíp merania náklonu pri druhom akcelerometri 2, ktorý, ak naň nepôsobí ďalšie zrýchlenie, meria veľkosť a smer vektora tiažového zrýchlenia. Štatistickými metódami je vyhodnotené, či na druhý akcelerometer 2 nepôsobí ďalšia vibrácia a zrýchlenie. Vyššie frekvencie vibrácií, než zodpovedajú vzorkovacej frekvencii, sú potlačené aktivovaním frekvenčného filtra priamo na čipe. Takto je merame v diskrétnych intervaloch, napríklad každých 15 minút alebo na podnet výpočtovej jednotky 3. Výhodne sú tieto merania zapisované s časovou značkou, kde je v pamäti výpočtovej jednotky 3 uložený čas a nameraná hodnota smeru vektora zrýchlenia.

Podobne je výhodne kontinuálne uskutočňované merame pomocou snímača 6 teploty . Výhodne sú tieto merania zapisované s časovou značkou, kde je v pamäti výpočtovej jednotky 3 uložený čas a nameraná hodnota teploty či hodnota reprezentujúca teplotu.

Výpočtová jednotka 3 v pravidelných intervaloch odosiela uvedené uložené dáta z merania pomocou komunikačnej jednotky 4 do vzdialeného výpočtového zariadenia 9. Vzdialeným výpočtovým zariadením 9 je napríklad klaud 12, počítač, mobilný telefón alebo server. Prepojenie zariadenia 5 na merame stavu stavieb, klaudu 12 a vzdialených výpočtových zariadení 9 je schematicky vyobrazené na obr. 3. Tu je zariadenie 5 na merame stavu stavby prepojené priamo s každým zo vzdialených výpočtových zariadení 9. A alternatívne sú všetky prvky prepojené cez klaud 12. Spätná komunikácia (teda do zariadenia 5 na meranie stavu stavby) sa používa na parametrizáciu a aktualizáciu zariadenia 5 na merame stavu stavieb.

Výhodne potom výpočtová jednotka 3 zahrnuje v pamäti uloženú maximálnu hodnotu reprezentujúcu stav prvého akcelerometra 1 (napríklad stav reprezentujúci zmenu vektora tiažového zrýchlenia, či už maximálnu výchylku, alebo rýchlostný gradient zmeny), pričom výpočtová jednotka 3 je prispôsobená na odosielame varovania, keď je hodnota reprezentujúca stav prvého akcelerometra 1 väčšia než tá uložená v pamäti výpočtovej jednotky 3. Takéto prispôsobenie výpočtovej jednotky 3 umožňuje zaistiť okamžité zaslanie výstrahy v prípade náhleho preťaženia stavby. Napríklad nárazu stavebného stroja do budovy alebo nadmerného veterného namáhania mosta či lešenia. Varovanie je výhodne odoslané na vzdialené výpočtové zariadenie 9.

Klaud 12 alebo iné zo vzdialených výpočtových zariadení 9 je výhodne prispôsobené na spracovanie a vizualizáciu nameraných dát. Výhodne je potom možné využiť, že hodnoty náklonu v stupňoch sú z prijatých hodnôt vektora tiažového zrýchlenia vypočítané pomocou trigonometrických funkcií.

Výhodne je odovzdávame nameraných dát odoslané zo zariadenia 5 na merame stavu stavby do klaudu 12. Na klaude 12 je umiestnené prostredie, ktoré je napríklad založené na technológiách Microsoft® Azure™: SQL, IOT HUB, Blob. Prostredie zaisťuje prenos a ďalšie spracovanie dát zo zariadenia 5 na meranie stavu stavby aj posielame upozornení zákazníkom systému. Zariadenie 5 na merame stavu stavby má priradenú informáciu identifikujúcu toto zariadenie, pričom v databáze klaudu 12 sú k tejto informácii identifikujúcej konkrétne zariadenie 5 na merame stavu stavieb priradené napríklad jednotlivé meracie body, stavby alebo používatelia.

Každý používateľ môže mať viacero prístupových mien. Klaud 12 ďalej môže zahrnovať softvér, ktoiý umožňuje vytvárame reportov a štatistík za požadovaný čas, koreláciu hodnôt naprieč snímacími zariadeniami a časovými úsekmi, napríklad Microsoft® Power BI™.

Hodnoty stredného zrýchlenia v jednotlivých osiach prvého akcelerometra 1 a druhého akcelerometra 2 sú kompenzované na teplotné vplyvy pomocou polynómu tretieho rádu. Konštanty na kompenzáciu teplotného vplyvu sa zisťujú kalibráciou zariadenia 5 na merame stavu stavby pomocou merania súboru hodnôt v teplotnej komore pre každý z akcelerometrov 1, 2 samostatne, a to vo viacerých polohách, prípadne sú takto kalibrované ďalšie senzory.

Na kompenzované hodnoty tiažového zrýchlenia je aplikovaná pomocou maticového súčinu kalibrácia na nepresnosti kolmosti a priebehu merania akcelerometrov. Kalibrácia a výpočet korekčných matíc sa uskutočňuje napolohovaním zariadenia 5 na meranie stavu stavby do šiestich základných kolmých polôh s použitím presného brúseného hranola.

Druhé príkladné uskutočnenie je vyobrazené na obr. 2. Toto príkladné uskutočnenie je v podstate rovnaké a funguje na rovnakom princípe ako predchádzajúce príkladné uskutočnenie, ale ďalej zahrnuje periférne senzory, ktoré nie sú nutne umiestnené v kryte 7 zariadenia 5 na merame stavu stavby.

SK 9386 Υ1

Na obrázku je vyobrazený tenzometer 10, ktoiý môže ďalej výhodne merať napätie na konkrétnom mieste stavby. A ďalej tiež zahrnuje dilatometer 11, ktoiý meria lineárnu rozťažnosť. Uvedené senzory ďalej zvyšujú komplexnosť merania, pričom s nameranými dátami sa pracuje na rovnakom princípe ako pri dátach z akcelerometrov 1,2 a snímača 6 teploty. Zariadenie 5 na merame stavu stavby ďalej môže zahrnovať aj senzor 5 vlhkosti (nezobrazený), ktoiý môže byť umiestnený vnútri krytu 7 alebo zvonku krytu 7.

Priemyselná využiteľnosť

Opísané zariadenie na meranie stavu stavby je možné využiť pri všetkých typoch stavieb. Prípadne je možné ho ďalej využiť pri žeriavoch, lešeniach a ďalších montovaných stavbách.

SK 9386 Υ1

Zoznam vzťahových značiek

- Prvý akcelerometer

- Druhý akcelerometer

3 - Výpočtová jednotka

- Komunikačná j ednotka

- Zariadenie na meranie stavu stavby

- Snímač teploty

-Kryt

8 - Batéria

- Vzdialené výpočtové zariadenie

- Tenzometer

- Dilatometer

- Klaud

Claims (12)

1. SK 9386 Υ1

   NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zariadenie (5) na meranie stavu stavby zahrnujúce kryt (7), v ňom uložený prvý trojosový akcelerometer (1), vyznačujúce sa tým, že ďalej zahrnuje druhý trojosový akcelerometer (2), batériu (8), výpočtovú jednotku (3) a komunikačnú jednotku (4).
2. 2. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že ďalej zahrnuje snímač (6) teploty.
3. 3. Zariadenie (5) na meranie stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že výpočtová jednotka (3) ďalej zahrnuje pamäťový modul na uloženie maximálnej hodnoty reprezentujúcej stav prvého akcelerometra (1), pričom výpočtová jednotka (3) je prispôsobená na odosielame varovania, keď je hodnota reprezentujúca stav prvého akcelerometra (1) väčšia než tá uložená v pamäti výpočtovej jednotky (3).
4. 4. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že prvý akcelerometer (1) je pripojený k 12-bitovému prevodníku a druhý akcelerometer (2) je pripojený aspoň k 20-bitovému prevodníku.
5. 5. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že výpočtová jednotka (3) je prispôsobená na kontinuálne merame pomocou prvého akcelerometra (1) a zároveň je prispôsobená na merame pomocou druhého akcelerometra (2) v diskrétnych intervaloch.
6. 6. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že výpočtová jednotka (3) je prispôsobená na zistenie smeru tiažového zrýchlenia z prvého akcelerometra (1) a zároveň je prispôsobená na zistenie smem tiažového zrýchlenia z druhého akcelerometra (2).
7. 7. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že prvý akcelerometer (1) je MEMS senzor a druhý akcelerometer (2) je MEMS senzor.
8. 8. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že prvý akcelerometer (1), druhý akcelerometer (2), snímač (6) teploty a komunikačná jednotka (4) sú komunikačné a elektricky spojené s výpočtovou jednotkou (3).
9. 9. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že prvý akcelerometer (1) a druhý akcelerometer (2) sú mechanicky spojené s krytom (7).
10. 10. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, v y značujúce sa tým, že kryt (7) zahrnuje fixačný prvok na prichytenie k stavbe.
11. 11. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že fixačný prvok na prichytenie k stavbe je uskutočnený ako permanentný magnet, prichytený k jednej zo stien krytu (7), alebo ako skrutkové spojenie.
12. 12. Zariadenie (5) na merame stavu stavby podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, v y značujúce sa tým, že komunikačná jednotka (4) je prispôsobená na bezdrôtový prenos dát do vzdialeného výpočtového zariadenia (9).

    3 výkresy