SU1513084A1

SU1513084A1 - Устройство дл определени сопротивлени грунта при статическом зондировании

Info

Publication number: SU1513084A1
Application number: SU884384525A
Authority: SU
Inventors: Владимир Борисович Маневич; Владимир Александрович Антонян; Дмитрий Алексеевич Гречинский; Виктор Георгиевич Рыгалин; Виктор Александрович Клочко; Евгений Викторович Андреев; Владислав Васильевич Власенко; Лено Самвелович Амарян
Original assignee: Проектно-Конструкторское И Экспериментально-Наладочное Бюро "Машлегпищепромпроект"; Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1988-01-15
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1989-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области исследовани грунтов в строительстве и позвол ет повысить точность определени . Устройство содержит секционную штангу 2, зонд 3, выполненный в виде конусного наконечника 4 и неподвижной муфты 5, на торцах которой закреплены два датчика 6 и 7 деформации с измерительными обмотками 8,9,10 и 11 и обмотками 12 и 13 возбуждени . Измерительна схема включает четыре детектора 14,15,16 и 17, генератор 18 сигнала, два дифференциальных усилител 19 и 20 посто нного тока, вычитатель 21 сигнала, два усилител 22 и 23 с переменными коэффициентами усилени , два компаратора 24 и 25, источник 26 опорного напр жени , два логических элемента И 27 и 28, два логических элемента НЕ 29 и 30, схему 31 совпадени и регистратор 32. 1 ил.

Description

л

31513

Изобретение относитс к области исследовани грунтов в строительстве

Цель изобретени - повышение точности определени .

На чертеже приведена структурна схема устройства.

Устройство дл определени сопротивлени грунта при статическом зондировании содержит нагружающее при- способление 1 (домкрат), секционную штангу 2, зовд 3, выполненный в виде конусного наконечника 4 и неподвижной муфты 5, на торцах которой закреплены два датчика 6 и 7 деформации с изме- рительными обмотками 8-11 и обмотками 12 и 13 возбуждени . Кроме того, устройство содержит четьфе детектора 14-17, генератор 18 сигнала, два дифференциальных усилител 19 и 20 посто нного тока, вычитатель 21 сигналов , два усилител 22 и 23 с переменными коэффициентами усилени , два компаратора 24 и 25, источник 26 опорного напр жени , два логических элемента И 27 и 28, два логических элемента НЕ 29 и 30, схему 31 совпадени и регистратор 32.

Датчики деформации выполнены в виде магнитострикционного цилиндра с попарно расположенными в плоскост х, параллельных его основанию, четырьм отверсти ми, в которых размещены две измерительные обмотки, а в отверсти х расположенных по диагонали, - обмот- ка возбуждени .

Устройство работает следуюпщм образом .

При статическом нагружении, при- кладываемом домкратом 1 к зонду 3, происходит его внедрение в грунт. Дл измерени сопротивлени грунта по боковой поверхности зонда измер ют силу , действующую на конусньш наконеч- ник 4, и общую силу, воздействующую на зонд 3. Дл измерени этих сил в колонну штанг 2 вмонтирована муфта 5 на которой размещены два датчика 6 и 7, один из которых (7) преобразует си лу, действующую на наконечник со стороны грунта, в электрический сигнал, другой датчик 6 преобразует силу, действующую на зонд 3.

При подаче в обмотки 12 и 13 воз- буждени переменного напр жени от генератора 18 сигнала в измерительных обмотках 8-11 возникают переменные ЭДС. Если на зонд 3 не действует на

5

o 5 0

5

0 .

0

гружающа сила от домкрата 1, то эти ЭДС, возникающие во взаимно перпендикул рных измерительных обмотках 8-11, одинаковые, т.е. ,.

При нагружении сердечника в его материале по вл ютс механические напр жени , магнитна анизотропность нарушаетс , т.е. магнитное сопротивление сердечника по продольной и поперечным ос м становитс не равным. Следовательно, равенство ЭДС также на- рущаетс . По вл етс электрический сигнал, равный разности ЭДС пар обмоток и пропорциональньй измер емому усилию:

Е (Е, + Е) - (Е, «-. Е)

Это напр жение сигналов поступает на активные амплитудные детекторы 14- 17. С каждого детектора вьшр мленные напр жени сигналов каждой пары измерительных обмоток подаютс на дифференциальные усилители 19 и 20, с выхода которых снимаетс разностный сигнал измерительных обмоток. Напр жени сигналов с дифференциальных усилителей вычитаютс в вычитателе 21 сигналов дл того, чтобы получить сигнал , пропорциональный сопротивлению грунта по боковой поверхности зонда.

Сигнал равной разности сигналов от датчиков б и 7 с вычитател 21 сигналов поступает на усилители 22 и 23 с регулируемыми коэффициентами усилени , например коэффициент усилени усилител 22 устанавливают равным 1000, усилител 23 устанавливают равным 10.

I

После усилени сигнал, пропорциональньй силе сопротивлени грунта по боковой поверхности зонда, поступает на одни входы компараторов 24 и 25, на другие входы которых поступает опорное напр жение от источника 26. Если сигнал на выходе вычитател 21 сигналов меньше 1 мВ, то компараторы 24 и 25 закрыты, на выходе элемента И 27 уровень сигнала нулевой, а на выходе элементов НЕ 29 и 30 уровни сигналов единичные, поэтому элемент И 28 открыт, управл ющий сигнал поступает на один из входов схемы 31 совпадени , котора при этом подключает выход усилител 22 к регистратору 32. Если сигнал на выходе вычитател 21 сигналов становитс равным 1 мВ (при

увеличении сопротивлени грунта), то компаратор 24 открьшаетс , а компаратор 25 закрыт, уровень сигнала на выходе элемента И 27 единичный, а на выходе элемента И 28 - нулевой, поэтому управл ющий сигнал поступает на управл ющий вход схемы 31 совпадени , котора подключает выход усилител 23 через сигнальный вход к регистратору 32. Происходит переход записи сигнала регистратора на второй диапазон без его зашкаливани .

Если сигнал с выхода вычитател 21 сигналов равен Или больше 100 мВ, то срабатывает компаратор 25, при это эТом уровни сигналов на выходах элементов И 27 и 28 нулевые, а на выходе компаратора 25 единичный, и управл ющий сигнал поступает на вход схемы 31 совпадени , котора подключает непосредственно выход вычитател 21 сигналов через сигнальный вход схемы 31 совпадени к регистратору 32 дл записи сигнала, пропорционального самому большому сопротивлению грунта. , Таким образом, измер ютс как малые, так и большие величины бокового сопротивлени дл грунтов с сильно различающимис физико-механическими свойствами.

Claims

Предлагаемое устройство позвол ет повысить надежность и достоверность информации, а также значительно повысить точность измерени бокового сопротивлени грунтов. Формула изобретени

Устройство дл определени сопротивлени грунта при статическом зондировании , содержащее секционную штангу, св занный с ней зонд, выполненный в виде муфты трени с конусным наконечником, нагружающее приспособ

датчики деформации закреплены на торцах муфты и выполнены в виде магнито- стрикционного цилиндра с попарно расположенными в плоскост х, параллельных его основанию, четырьм отверсти ми , в которых размещены две измерив тельные обмотки, а в отверсти х, рас- пол оженньк по диагонали, - обмотка возбуждени , причем обмотки возбуждени датчиков деформации подключены к генератору сигналов, выводы первых измерительных обмоток датчиков деформации подключены к соответствующим входам первого и второго детекторов, выводы вторых измерительных обмоток этих датчиков подключены к соответствующим входам третьего и четвертого детекторов, выходы первого и третьего детекторов подключены к соответствующим входам первого дифференциального усилител , выходы второго и четвертого детекторов подключены к соответствующим входам второго дифференциального усилител , выходы дифференциальных усилителей соединены с соответствующими входами вычитател сигналов , выход которого подключен к первым входам усилителей с различными коэффициентами усилени и к первому входу схемы совпадени , выход первого усилител с различным коэффициентом усилени подключен к входу первого компаратора и к второму входу схемы совпадени , выход второго усилител с различным коэффициентом усилени подключен к первому входу второго компаратора и к третьему входу схемы совпадени , вторые входы компараторов соединены с источником опорного напр.- жени , выход первого компаратора подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ и с четвер

ление, два датчика деформации и реги- ДЗ входом схемы совпадени , выход

стратор, отличающе.ес тем, что, с целью повышени Точности определени , оно снабжено четырьм детекторами , генератором сигналов, двум дифференциальными усилител ми, вычи- тателем сигналов, двум усилител ми с различными коэффициентами усилени , двум компараторами, источником опорного напр жени , двум логическими элементами И, двум логическими эле- ментами НЕ и схемой совпадени , а

второго компаратора соединен с входом второго элемента НЕ и с п тым входом схемы совпадени , выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, а выход второго элемента И подключен к шестому входу схемы совпадени , выход которой соединен с регистратором.