SU1312135A1 - Устройство дл контрол за состо нием грунтовой плотины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к строительству , в частности к возведению грунтовых плотин. Цель изобретени  - повышение глубинности, информативности контрол  И ресурса работы контрольно-измерительной , аппаратуры. В процессе возведени  плотины в ее тело устанавливают датчики 1,2. Регистрирующа  аппаратура 6 принимает сигналы от датчиков, излучаемые в грунт 5, через обсадные трубы 3 и 4 пьезометров. Дл  обеспечени  дпитель- ной работы датчиков и 2 от рирующей аппаратуры 6 в грунт 5 излучаютс  сигналы высокого напр жени , зар жающие аккумул торы датчиков. 4 ил. ш (Л

Description

н

11

Изобретение относитс  к строительству , в частности к возведению грунтовых плотин, и может быть ис- Пользовано дл  осуществлени  контрол  за их состо нием.

Целью изобретени   вл етс  повышение глубинности и информативности контрол  за состо нием грунтовых плотин и ресурса работы устройства.

На фиг.1 приведена технологичес- ка  схема контрол ; на фиг.2 - конструктивна  схема закладного датчика контрольно-измерительной аппаратуры; на фиг.3 - блок-схема закладного датчика на фиг.4 - электрическа  схема проведени  контрол  с блок-схемой регистрирующей аппаратуры.

Устройство контрол  за состо нием грунтовой плотины содержит датчики 1 и 2 контрольно-измерительной аппара- туры и обсадные трубы 3 и 4, которые устанавливаютс  в теле грунтовой плотины по мере ее возведени .

Через грунт 5 по обсадным трубам 3 и 4, выполн ющим роль антенн, сигналы датчиков 1 и 2 достигают регистрирующей аппаратуры 6. По обсадным трубам 3 и 4 также в грунтовый массив 5 передаютс  от аппаратуры 6 то- ки 7 высокого напр жени , служащие дл  запитки источников питани  датчиков 1 и 2.

Устройство дл  контрол  за состо нием грунтовой плотины содержит датчик (фиг. 2), которьй состоит из кор- ггуса 8, внутренний отсек 9 которого выполнен герметичным. В противоположных стенках корпуса 8 выполнены герметизированные отверсти  10, через которые выведены токоотводные шины 11. На концах токоотводы 11 оголены и разделены на отдельные жилы 12.

Функционально датчик (фиг.З) состоит из токоотводов 11 сетевого фильтра 13, выпр мител  14, ограни- |Чител  15 тока, аккумул тора 16, порогового злемента 17, ключа 18, приемного фильтра 19, детектора-усилител  20, управл ющего триггера 21, счетчика 22, преобразовател  23 измер емый параметр - частота, ключа .24, накопител  25, высоковольтного источника 26, измерительного преобразовател  27.

Сетевой фильтр 13 соединен с то- коотводами 11, с приемным фильтром 19 и выпр мителем 1.4, Выпр митель 14

0

5

5 О

5 0 5

1352 .

соединен с фильтром 19 и с ограничителем 15 тока, который соединен с выпр мителем 14 и аккумул тором 16, соединенным с пороговым элементом 17, ключом 18, ограничителем 15 тока и детектором 20. Пороговый элемент 17 соединен с аккумул тором I6 и ключом 18, который соединен с выходом триггера 21, аккумул тором 16, высоковольтным источником 26, счетчиком 22, преобразователем 23 измер емый параметр - частота.

Управл ющий триггер 21 соединен выходом с ключом 18, входами - с пороговым элементом 17, детектором 20, установочным входом - со счетчиком 22, ключом. 24.

Детектор 20 соединен с триггером 21, приемным фильтром 19, ключом 18. Приемный фильтр 19 соединен с детектором 20 и токоотводами 11.

Счетчик 22 соединен с преобразователем 23 измер емый параметр - частота, управл ющим триггером 2Г и с ключами 24 и 18. Ключ 24 соединен с накопителем 25, счетчиком 22, одним из токоотводов 27, накопитель

25- с высоковольтным источником 26 и ключом 24, высоковольтньш источник

26- с накопителем 25 и вторым из токоотводов 11.

Приемопередающезаписывающа  часть (фиг.4) состоит из двух электродов 3 и 4, введенных в грунт на глубину залегани  закладного датчика 1, устройства 28 управлени , коммутатора 29, генератора 30 питающего напр жени , генератора 31 частот опроса датчика, усилител  32, измерител  33 интервалов времени, регистратора 34.

Электроды 3 и 4 размещены в грунте 5 на глубину, соответствующую залеганию измерительного преобразовател  1 , и соединены с коммутатором 29.

Коммутатор 29 соединен с устройством 28 управлени , с генераторами питающего напр жени  30 и частот опроса 31, а также с усилителем 32. Устройство 28 управлени  соединено с коммутатором 29, генератором 30 питающего напр жени , генератором 31

частот опроса, усилителем 32, измерителем 33 интервалов времени, регистратором 34.

Генератор 30 питающего напр жени  соединен с .коммутатором 29 и устройством 28 управлени .

3

Генератор 31 частот опроса сое- динен с коммутатором 29 и устройством 28 управлени . Усилитель 32 соединен с устройством 28 управлени , коммутатором 29, измерителем 38 интервалов времени. Измеритель 31 интервалов времени соединен с устройством управлени , усилителем 32 и регистратором 34. Регистратор соединен с устройством управлени  и измерителем интервалов времени.

В качестве электродов могут использоватьс  обсадные трубы пьезометрических скважин.

Контроль за состо нием грунтовой плотины осуществл етс  следующим образом.

В грунтовый массив 5, например при отсыпке плотины, устанавливаютс  измерительные преобразователи. При этом токоотводы 11 развод тс , а их оголенна  часть 12 раздел етс  на части (веером). В тело плотины заглубл ют электроды 3,4,например обсадные трубы пьезометрических сква- жин. Производ т зар дку аккумул тора 16 путем пропускани  электрического тока через цепь, состо щую из электродов 3 и 4 и грунта 5 в зоне расположени  датчиков. При этом уст-. ройство 28 управлени  подключает генератор 30 питающего напр жени  через коммутатор 29 к электродам 3,4. Через грунт 5 начинает проходить ток 7, часть которого ответвл етс  через токоотводы 1 в датчик. Изолированна  часть токоотводов защищает устройство от шунтировани  токоотводов на корпус 5 через близлежащий ,грунт. Ответвленный в датчик ток то- коотводами 1I зар жает аккумул тор

16. При этом переменный ток промышленной частоты проходит через сетевой фильтр 13, выпр митель 14, ограничитель 15 тока, необходимый дл  защиты аккумул тора 16 от чрезмерных токов зар дки. После зар дки аккумул тора 16 пороговый элемент 17, на вход которого поступает сигнал о значении напр жени  на аккумул торе 16 определит степень зар дки аккумул тора 16 и, если она будет удовлетворительной , подает разрешающий сигнал на вход управл ющего триггера 21. Триггер 21 готов дл  приема второго управл ющего сигнала от детектора 2U

Из управл ющего устройства 28 поступает сигнал на коммутатор 29, ко1354

торый отсоедин ет электроды 3 и 4 от генератора 30 питающего напр жени  и подсоедин ет их к генератору 31 частот опроса. Устройство подготовлено к работе в режиме измерени .

На датчик подаетс  сигнал опроса. При этом часть тока 7, протекающего через грунт 5, ответвл етс  через токоотводы 11 и поступает на приемный фильтр 19 и детектор 20, где фильтруетс , усиливаетс  и детектируетс . Сигнал с детектора 20 поступает на второй управл ющий вход триггера 21, который включаетс  в состо ние высокого уровн й включает ключ 18. Ключ 18 подает питание на самые энергоемкие части закладного датчика - преобразователь 23 измер емый параметр - частота, счетчик 22, высоковольтный преобразователь 26, при этом счетчик автоматически на определенное врем  устанавливаетс  в О и начинает счет частоты, поступающей от преобразовател  23 измер емый параметр - частота.

Сигнал с датчика о параметре грунта поступает на преобразователь 23 измер емый параметр -частота, где преобразуетс  в частоту. Счетчик 22, заполн  сь импульсами от преобразовател  23, преобразует частоту в интервал времени, соответствуюгщ й измер емому параметру грунта. Как только счетчик 22 переполнитс , сигнал о переполнении сбросит управл ющий триггер 21 в О и выдает сигнал на включение ключа 24.

За врем , прошедшее после включени  ключа 18, высоковольтный источник 26 зар жает накопитель 25, состо щий из конденсатора большей емкости , до высокого напр жени  (около 600 В).

Ключ 24 включитс  и накопитель 25 разр дитс  в грунт через токоотводы 11, тем самым, вызвав импульс напр жени  на электродах 3,4. Этот импульс усиливаетс  усилителем 32. Измеритель 33 интервалов времени фиксирует разницу во времени между подачей тока от генератора 31 частот опроса в грунт 5, котора  регистрируетс  регистратором 4.

При закладке в груит нескольких датчиков 1,2 св зь с ними осупгествл - етс  на разных частотах. Очередной цикл опроса осуществл етс  следующим образом. Устройство 28 управле51

ни  имеет генератор 31 частот опроса и осуществл ет опрос датчика 1 или другого датчика 2 на другой частоте тока, пропускаемого через грунт 5, измер ет следующий интервал времени и регистрирует регистратором 34 и т.д.

По показани м регистратора 34 определ ютс  свойства грунта 5 в зоне расположени  датчика 1. Например при закладке в грунт датчика давлени  по показани м регистратора 34 определ ют давление грунта.

Использу  в качестве датчиков 1 , 2 различные измерительньге преобразователи (плотности, влажности, порогового давлени  и т.д.), можно оценить все необходимые свойства грунта . По характеристикам этих свойств оцениваетс  состо ние грунтовой пло тины.

-

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение глубинности бесконтактного контрол  за счет использовани  канала грунтовых токов дл  передачи информации, информативности контрол  за счет обес2135 6

печени  измерени  различных характеристик грунтового массива комплексом датчиков, а также требуемого ресурса работы датчиков за счет обеспечени  5 дистанционной подр зр дки источников их электропитани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   f.

   Устройство ;щ  контрол  за состо нием грунтовой плотины, содержащее контрольно-измерительный датчик с блоком питани , обсадную трубу скважин и регистрирующую аппаратуру, отличающеес  тем, что, с целью повышени  информативности, глубинности и ресурса работы контрольно-измерительной аппаратуры, датчик снабжен приемно-передающей антенной, блоком преобразовани  при- нимаемьк электротоков в напр жение питани  датчика, регистрирующа  аппаратура снабжена приемно-передающей антенной, источником высокого напр жени , скоммутированным с антенной, в качестве которой использованы обсадные трубы пьезометрических скважин .

   Фиг.. 2

   X J

   T

   n

   rziH

   /

   Фиг.З

   Составитель Б.Кузьмич Редактор Н.Гунько Техред Л.Олёйник

   Заказ 1939/26 Тираж 607 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  иаб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   Корректор Г.Решетник ;