Метод и средство экспресс-контроля железобетонных конструкций по амплитудно-временным параметрам затухающих колебаний

• Автор: Савельев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 144 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
I Анализ методов неразрушающего контроля и диагностики железобетонных строительных конструкций
1Л. Современные методы неразрушающего контроля качества предварительно напряженных железобетонных конструкций

1.2. Особенности обработки частотно-временных сигналов

при контроле качества железобетонных изделий

1.3. Сравнительный анализ методов измерения частоты

1.4. Обоснование возможности расширения областей применения виброчастотного метода контроля строительных конструкций
Выводы

II Анализ взаимосвязи частотно-временных и амплитудных

параметров затухающих колебаний

2.1. Оценка зависимости частоты от декремента затухания колебаний
2.2. Разработка и анализ способов высокоточного измерения длительности периодов затухающих колебаний
2.3. Анализ взаимосвязи относительного коэффициента
затухания с частотно-временными параметрами колебаний
2.4. Оценка точности амплитудно-временного преобразования сигналов (с использованием программы ММ/гСАВ)
Выводы
III Оценка прочностных параметров конструкций по длительности
периода и декременту затухания резонансных колебаний
3.1. Особенности разделения изгибных и крутильных колебаний
3.2. Допусковый контроль качества железобетонных
конструкций по длительностям периодов резонансных колебаний
3.3. Особенности реализации виброчастотного
экспресс-контроля интегральных параметров сложных изделий

3.4. Особенности применения виброчастотного экспресс-контроля для диагностики и поиска дефектов железобетонных изделий
Выводы
IV Особенности построения микромощного цифрового виброметра
4.1. Обоснование использования датчиков ускорения в качестве датчиков перемещения для решения задач измерения информативных признаков
4.2. Особенности схемотехники аналогового блока виброметра
4.3. Функциональные преобразования блока обработки
информации
4.4. Виброчастотный контроль НСД
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1 Общий вид рабочей панели программы
MathCAD для проведения математического моделирования
Приложение 2 Акт внедрения результатов диссертации в ООО СКВ «Научприбор» (г. Орел)
Приложение 3 Справка об использовании результатов диссертационной работы в учебной работе по кафедре «Радиотехники и электроники»
Академии ФАПСИ
Приложение 4 Общий вид виброметра
Приложение 5 Принципиальная схема цифрового виброметра

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Проблемы контроля качества в строительстве можно разделить на две группы: первая включает вопросы контроля качества при проведении строительно-монтажных работ, вторая - при производстве строительных материалов, изделий и конструкций. В отдельную подгруппу можно выделить вопросы, касающиеся диагностики строительных конструкций, а также зданий и сооружений в целом при их реконструкции и ремонте. Что касается первой группы проблем, то в настоящее время их методологическое обеспечение можно признать удовлетворительным. Подавляющее большинство видов строительно-монтажных работ обеспечено различного рода альбомами схем контроля качества, разработанными различными научно-исследовательскими и проектными организациями.
Для решения проблемы контроля качества строительных конструкций при их изготовлении на предприятиях стройиндустрии используются разрушающие и неразрушающие методы контроля и диагностики. Наиболее перспективными в области неразрушающего контроля прочности являются вибрационные методы контроля, которые в настоящее время практически не используются. Основными причинами такого положения являются: отсутствие общего стандарта на применение вибрационных методов для контроля физикомеханических характеристик и оценки качества готовых строительных конструкций; отсутствие надежного методологического обеспечения, основанного на фундаментальных закономерностях строительной механики; отсутствие приемлемых научных разработок по применению вибрационных методов для контроля параметров качества конкретных строительных конструкций; отсутствие надежного и удобного в эксплуатации автоматизированного приборного комплекса и средств контроля для проведения динамических испытаний; низкая культура производства на предприятиях стройиндустрии; а также отсутствие у производственников мотивации в повышении качества строительных конструкций.
Частотомеры на основе метода сравнения чаще всего применяют в высокочастотной области. Для определения разности частот иногда используют звуковой индикатор (головной телефон), и устанавливают на синтезаторе частоту /о «Ух с погрешностью ± 20 Гц, что обусловлено несовершенством органов слуха человека, ограничивающего точность способа нулевых биений, который является аналоговой разновидностью метода сравнения частот.
Погрешность измерения частоты методом сравнения складывается из погрешности образцовой частоты (гетеродина или синтезатора), погрешности сравнения и погрешности частотомера, фиксирующего разностную частоту.
Метод сравнения используют в основном для градуировки генераторов различных измерительных приборов и настройки СВЧ-приборов. Этот метод обеспечивает относительную погрешность измерений порядка (КГ4... КГ6) %. Верхняя граница диапазона измеряемых частот определяется параметрами блока вычитания частот и для большинства случаев не превышает (0,2.. .1,0) ГГц.
Оценивая рассмотренные выше методы с точки зрения их практического использования для измерения изгибных колебаний строительных конструкций, работающих в нагруженном состоянии, можно отметить следующее.
Если учесть, что резонансные колебания в железобетонных конструкциях обычно происходят в диапазоне частот от единиц до сотен герц, то лучше всего использовать цифровой метод непосредственного измерения или счета. Этот метод позволяет с достаточно высокой точностью измерять периоды колебаний затухающего сигнала в диапазоне Гх = (1... 1 ООО) мс, и при использовании простейших кварцевых генераторов с опорной частотой /о = (1...10) МГц можно понизить погрешность дискретизации до уровня уд < 10-2 % [81... 84].
Необходимо отметить, что во входном устройстве цифрового измерителя временных интервалов или частоты обязательно нужно включать либо схему автоматической регулировки усиления, либо фильтр для подавления внешних помех, так как точность измерения периодов колебаний существенно зависит от