Датчик напряжения с арматурным стержнем BF-CT

Датчики напряжений серии BF-CT созданы для измерения напряжения, при этом оба конца датчика привариваются к арматурному стержню. Доступно несколько моделей на выбор в соответствии с диаметрами арматурных стержней. Каждая модель оснащена функцией измерения температуры для одновременного измерения напряжения и температуры. Свойства: для длительных стабильных измерений датчик имеет специальную конструкцию, наполненную инертным газом, тензорезистор с температурной самокомпенсацией, используемый в тензодатчике, позволяет производить измерения температуры и напряжения арматурного стержня.

Трех координатные датчики AS-TA/AS-TB.

Каждая модель серии AS-TA и AS-TB состоит из 3-х миниатюрных акселлерометров, помещенных в компактный корпус. Предназначены для одновременных измерений по 3-м направлениям: X, Y и Z.

Векторный пьезоэлектрический акселерометр тип ВТК 7

Для определения режимов вибрации различных машин и механизмов.

Основная задача любого вибродатчика – умение определять параметры вибрации - скорость, ускорение и смещение в точке измерения. Но эти величины являются векторными , следовательно, для достоверного определения параметров вибрации, вибродатчик должен уметь определять именно вектор виброускорения, тем самым, описывая пространственный характер распространения колебаний. Выражением пространственного процесса вибрации является вектор виброускорения, для определения которого необходимо одновременно измерять его проекции на три перпендикулярные оси. Однако, абсолютное большинство используемых в мировой практике вибродатчиков представляет собой однокомпонентные пьезоэлектрические виброакселерометры, измеряющие проекцию вектора виброускорения на собственную ось датчика. Определение вибрации по одной проекции вектора виброускорения однокомпонентного датчика приводит к ошибочным представлениям о параметрах вибрации и к существенному занижению показателя истинного уровня вибрации в 3 – 5 раз. Для решения этой проблемы требуется применение не однокомпонентного, а трёхкомпонентного датчика, и тогда, по трём проекциям вектора виброускорения можно получить его величину и направление в заданной системе координат. Векторный вибродатчик состоит из одного чувствительный элемента в виде прямоугольного параллелепипеда, изготовленного из пьезокристалла определенной симметрии и ориентации, при этом полярная ось пьезоэлемента перпендикулярна плоскости его крепления. При таком способе крепления представленный датчик определяет вектор виброускорения с погрешностью до 5%.

Волоконно-оптический датчик деформаций (СВОДД).

Волоконно-оптические датчики могут использоваться в ситуациях, в которых электронные устройства либо вообще нельзя использовать, либо такое использование сопровождается значительными трудностями и расходами.

Специалистами НПК «Мониторинг-Центр» ведутся интенсивные работы по созданию систем строительного мониторинга на базе волоконно-оптических измерительных систем. Сегодня НПК «Мониторинг-Центр» предлагает датчики деформаций и температуры, которые могут быть использованы в широком классе задач по обеспечению контроля уровня безопасности здания.

Технические характеристики комплекса измерения деформаций на базе СВОДД

Наименование параметра	Величина
Диапазон измеряемой относительной деформации	0…2·10-2
Погрешность измерения	1,5%
Порог чувствительности	10 με
Удалённость объекта контроля	<3000 м
Потребляемая мощность	Не более 2 Вт
Температура эксплуатации	-30…+60°C
Устойчивость к коррозии	да
Влажность при эксплуатации	0…100%
Срок службы	Не менее 10 лет
Размеры корпуса датчика	60 мм × 60 мм × 20 мм
Диапазон измерительной базы	0,3 … 0,5 м

Базовым датчиком, используемым в системе мониторинга, является волоконно-оптический датчик деформаций. Датчик имеет несколько вариантов исполнения, позволяющих заливать его в железобетонную конструкцию или крепить на поверхности строительных элементов. Установка датчиков в точках потенциального источника деструкции (большие нагрузки, моменты) регламентируется на стадии проекта. Контроль может вестись как в течение монтажа, так и во время эксплуатации сооружения. Электронный блок обработки сигналов получает постоянную информацию о состоянии конструкции во внутренних и внешних точках контроля. Сопоставление этой информации с проектными данными в постоянном режиме позволяет делать выводы о «здоровье» конструкции.

Измеритель сигналов волоконно-оптических датчиков (ИСВОД)

Технические характеристики.

ИЗЛУЧАТЕЛЬ
Длина волны излучения	820 нм (-30 +70), 1300 нм (-30 +70)
Тип оптического разъема	ST
ПРИЕМНИК
Диапазон измерения входной опт. мощности по каждому каналу,	0..-30 дБ
Погрешность расчета относительной мощности при уровнях сигналов на входах каналов 0 Дб	не более 0,1 %
Диапазон отображаемых значений относительной мощности	+9...-36 дБ
Тип оптического разъема	ST
Питание адаптер	~220В/=9В
Габариты,	120x70x35 мм

Используемый в системе мониторинга электронный блок передачи и обработки сигналов (ИСВОД) имеет унифицированную структуру. Передача сигналов может осуществляться как по волоконно-оптическим каналам связи, так и по имеющимся электрическим сетям (что не требует дополнительных работ по оборудованию каналов связи), а также и в беспроводном формате.

Применение волоконно-оптических датчиков ЗАО «Мониторинг-Центр» в строительных конструкциях и сооружениях.

Применение	Датчик температуры	Цилиндрический датчик деформаций
Фундаментные плиты		+
Надземные конструкции, колонны, ригели, плиты	+	+
Вентилируемые фасады	+	+
Режимные скважины, грунты оснований	+
Высокотемпературное производство	+	+
Особые климатические условия	+	+
Шахты	+	+

Вывод:

Датчики, на основе которых построены системы мониторинга обладают рядом достоинств и недостатков.

Тензодатчики. Достоинства: малые габариты и вес; малоинерционость, что позволяет применять тензодатчики как при статических, так и при динамических измерениях; обладают линейной характеристикой; позволяют дистанционно и во многих точках проводить измерения; способ установки их на исследуемую деталь не требует сложных приспособлений и не искажает поле деформаций исследуемой детали.

Основные недостатки тензодатчиков это температурная чувствительность, что в условиях крайнего севера сводит на нет все достоинства тензорезисторов, и малый выходной сигнал, который трудно измерять с высокой точностью.

Струнные датчики. Достоинства: стабильная частота выходного сигнала, нечувствительность к большой длине кабеля, меньшая по сравнению с тензодатчиками чувствительность к окружающей среде.

Основной недостаток однострунных датчиков - резко нелинейная статическая характеристика. У дифференциальных струнных датчиков нелинейность статической характеристики значительно меньше. Точность преобразования струнных датчиков увеличивается, если основной составляющей жёсткости механической системы является жёсткость струны.

Датчики перемещения трансформаторного типа имеют изъян в передаточной характеристике – остаточное нулевое напряжение, возникающее вследствие неточности намоточных данных вторичных обмоток и из-за паразитных индуктивностей.

Наиболее подходящим типом датчиков для применения в условиях крайнего севера и агрессивной среды являются волоконно-оптические датчики. Обладая рядом преимуществ:

- невосприимчивость к электромагнитным помехам;

- устойчивость к воздействиям внешней среды;

- твердотельная структура позволяет выдерживать предельные уровни вибрационных и ударных нагрузок;

- высокая чувствительность и широкополосность позволяют измерять и передавать информацию на значительное расстояние;

- отсутствие взаимной интерференции;

- взрывобезопасность (гарантируется абсолютной неспособностью волокна быть предпосылкой искры);

- высокая коррозионная стойкость, в особенности к химическим растворителям, маслам, воде;

- практически не имеют недостатков.

Наиболее подходящими датчиками для системы мониторинга напряженно-деформированного состояния строительных конструкций являются волоконно-оптические датчики, несмотря на их цену (от 45 до 65 тыс. руб.) они наилучшим образом подходят для работы в агрессивных условиях, а также в условиях крайнего севера (работают при температуре до -60°С). Немаловажным является и тот факт, что максимальное удаление датчика от станции составляет 1000 метров без ухудшения передаваемого сигнала, что является недостижимым результатом для датчиков другого типа.

Примеры проектирования и эксплуатации систем мониторинга конструкций и оснований зданий и сооружений.