Акселерометры и измерительные комплексы контроля колебательных ускорений предназначены для измерения малых линейных ускорений в диапазоне частот собственных колебаний строительных конструкций. Применяется в системах контроля подвижек инженерных сооружений, геотехнических системах инструментального контроля, системах частотного мониторинга и контроля напряженно-деформационного состояния объекта мониторинга в системах СМИК.
АК-Д2 Акселерометр
Акселерометр АК-Д2 предназначен для измерения колебательных ускорений в системах мониторинга строительных конструкций (СМИК) с целью определения основных форм собственных колебаний строительных конструкций и проведения анализа напряженно-деформированного состояния.
Области применения:
Промышленное и гражданское строительство
— Системы мониторинга строительных конструкций большепролетных, высотных и особоопасных объектов
— Системы мониторинга антенно-мачтовых сооружений сотовой связи, дымовых труб, мачт освещения
— Комплексы частотной диагностики строительных конструкций с целью определение износа и остаточного прочностного ресурса конструкции по частоте и декременту затухания собственных колебаний зданий, строительной конструкций
Атомная энергетика
-Системы статического и динамического мониторинга эксплуатируемых объектов использования атомной энергии по СТО-СРО-С 60542960 00043-2015
Ветроэнергетика
-Виброчастотный мониторинг напряженно-деформированного состояния опор ветрогенераторов
Основные возможности АК-Д2
АК-Д2 разработан специально под задачи систем мониторинга строительных конструкций. При разработке был учтен многолетний опыт применения инклинометров серии ИН-Д3. В данной модификации реализован:
— высокий уровень помехозащищенности цифровой линии
— контроль собственного состояния акселерометра, передача информации о состоянии
— запись в файл значений ускорений
— расчет среднего значения и максимального значения ускорений строительных конструкций за заданный период
— точная синхронизация по времени измерений нескольких акселерометров АК-Д2 дает возможность проводить фазный анализ колебаний строительных конструкций с нескольких акселерометров
Акселерометр имеет цифровой выход RS-485 c поддержкой протокола Modbus TCP, что позволяет провести легкую интеграцию в ПТК СМИК заказчика без затрат на приобретение внешних АЦП.
Реализована возможность установки акселерометров АК-Д2 и инклинометров ИН-Д3 на одной последовательной измерительной линии: для построения совмещенной измерительной линии, используя один кабель.
Особенности исполнения:
— 2 измерительных канала передачи данных: X,Y-ускорения,
— Передача данных по 2-х проводной линии RS-485
— Поддержка протокола ModBUS,
— Решение IP31, IP65
— Различные диапазоны измерения ускорений 3,4х10-2, 1,7х10-1, 3,4х10-1м/с2
Основные технические характеристики:
| Модельный ряд | АК-Д2 720 | АК-Д2 3600 | АК-Д2 7200 |
1 | Диапазон измерения ускорений (амплитудное значение), м/с2 | 3,42х10-2 | 1,75х10-1 | 3,42х10-1 |
2 | | | | |
2 | Диапазон рабочих частот, Гц | 0-20 |
3 | Неравномерность АЧХ относительно значения на частоте 1Гц в полосе рабочих частот, не более, дБ | 3 |
4 | Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения ускорений на частоте 1Гц, не более, % от диапазона | 5 |
5 | Тип выходного сигнала | Цифровой, интерфейс RS-485 |
6 | Градуировочная характеристика по углам наклона и амплитудному значению ускорений | Линейная функция преобразования |
7 | Рабочий температурный диапазон, °С | от – 40 до + 50 |
8 | Угол между радиальными измерительными осями преобразователя, º | 90 ±1 |
9 | Пылевлагозащищённость, степень защиты IP | 31, 65 |
10 | Протокол обмена | ModBus TCP, запись в файл |
11 | Количество измерителей в одной измерительной цепи | до 10 |
12 | Общая длина кабельной линии, м | до 800 |
13 | Напряжение питания у измерителей, В | от 9 до 28 |
14 | Потребляемый ток, не более, мА | 40 |
15 | Габаритные размеры корпуса преобразователя (ϕ х высота), мм | 80х105 |
16 | Масса измерителя, кr | 0,45 |
17 | Назначенная наработка на отказ, часов, не менее | 20000 |
20 | Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Принцип работы:
Акселерометр АК-Д2 состоит из первичного преобразователя и электронного блока в состав которого входит: электронный модуль аналогового преобразования, модуль аналогово-цифрового преобразования, модуль цифровой обработки сигнала. Корпус имеет 3 опорных винта, с помощью которых производится точная установка измерителя на объекте. Первичный преобразователь измерительного комплекса представляет собой заполненную электролитом ампулу, с пятью токовыводами. Маятник, подвешенный на нерастяжимой нити, являющийся центральным электродом, и четыре боковых электрода образуют мостовую измерительную схему. При воздействии ускорения под действием силы инерции маятник отклоняется, изменяются расстояния между центральным электродом-маятником и боковыми электродами в двух взаимоперпендикулярных направлениях. Это приводит к изменению электрических сопротивлений заполненных электролитом межэлектродных полостей. Электронный модуль аналогового преобразования, отслеживая указанные изменения, вырабатывает электрические сигналы, величины которых определяют суммарный вклад составляющих углов наклона и воздействующих на маятник ускорений по двум измерительным осям.
Полученный электрический сигнал подвергается аналого-цифровому преобразованию и последующей цифровой обработке.
Для синхронного измерения ускорений с нескольких датчиков, например, для расчета взаимных спектров сигналов нескольких акселерометров организованы два буфера FIFO по каждой измерительной оси X и Y. Это позволяет передавать по одной линии результаты измерений нескольких датчиков без потери синхронизации. Данные из буфера FIFO передаются по цифровому интерфейсу полудуплексной линии RS-485 по помехозащищенному протоколу.
АН-Д3 Акселерометр-наклономер
Акселерометр-наклономер АН-Д3 — средство измерения угла наклона и колебательных ускорений строительных конструкций в системах мониторинга строительных конструкций СМИК. В устройстве совмещен функционал инклинометра и прецизионного акселерометра сверхмалых ускорений в диапазоне 0-40Гц.
Области применения:
Промышленное и гражданское строительство
— Системы мониторинга строительных сооружений с целью определения кренов, прогибов и деформаций несущих конструкций, балок, ригелей, оснований и фундаментов
— Системы мониторинга напряженно-деформированного состояния большепролетных конструкций и высотных сооружений, мостов, антенных опор
— Комплексы частотной диагностики строительных конструкций с целью пределение износа и остаточного прочностного ресурса конструкции по частоте и декременту затухания собственных колебаний зданий, строительной конструкций
Атомная энергетика
-Системы статического и динамического мониторинга эксплуатируемых объектов использования атомной энергии по СТО-СРО-С 60542960 00043-2015
Ветроэнергетика
-Виброчастотный мониторинг напряженно-деформированного состояния опор ветрогенераторов
Основные возможности АН-Д3
В АН-Д3 совмещены две функции инклинометра (контроль изменения углов наклона строительной конструкции) и акселерометра (измерение ускорений строительных конституций), работающем в диапазоне 0(DC)-40ГЦ.
Благодаря своему принципу работы возможно измерение колебаний в диапазоне от 0(DC), чего невозможно добиться, используя акселерометры и сейсмоприемники с пьезокерамическими, электронно-молекулярными, струнными первичными преобразователями или первичными преобразователями на решетках Брегга, у которых нижняя граница измеряемых частот находится в интервале 0,1 -0,5Гц. MEMS-акселерометры не обладают требуемой чувствительностью.
АН-Д3 разработан специально под задачи систем мониторинга строительных конструкций. При разработке был учтен многолетний опыт применения инклинометров серии ИН-Д3.
В АН-Д3 реализован:
— высокий уровень помехозащищенности цифровой линии
— контроль собственного состояния акселерометра, передача информации о состоянии
— запись в файл значений ускорений
— расчет среднего значения и максимального значения ускорений строительных конструкций за заданный период
— точная синхронизация по времени измерений нескольких акселерометров АН-Д3 дает возможность проводить анализ колебаний строительных конструкций с нескольких акселерометров
Реализована возможность установки акселерометров АН-Д3 и инклинометров ИН-Д3 на одной последовательной измерительной линии: для построения совмещенной измерительной цепи нужна одна витая пара.
Применение АН-Д3 позволяет:
— увеличить количество измерительных каналов на один датчик, без увеличения количества кабельных линий. К двум каналам статических измерений угла наклона добавляется два канала динамических измерений колебательных ускорений.
— снизить стоимость системы мониторинга строительных конструкций за счёт уменьшения количества применяемых датчиков.
— снизить стоимость развертывания системы мониторинга за счёт уменьшения количества установочных элементов, соединительных кабелей, коммутационного оборудования. Нет необходимости ставить внешние АЦП, т.к. передача данных осуществляется по цифровым каналам RS-485.
Особенности исполнения:
— 4 измерительных канала передачи данных: X,Y-углы наклона, X,Y-ускорения,
— Передача данных по 2-х проводной линии RS-485
— Поддержка протокола ModBUS,
— Решение IP31, IP65
— Контроль состояния оборудования, передача данных об ошибках в измерительном канале.
— Различные диапазоны измерения углов ±720, ±3600 ±7200, 21600, 36000 угл. сек
-Возможность подключения инклинометров и акселерометров на один кабель «витая пара»
Основные технические характеристики:
| Модельный ряд | АН-Д3 720 | АН-Д3 3600 | АН-Д3 7200 | АН-Д3 21600 | АН-Д3 36000 |
Параметры измерения ускорений |
1 | Диапазон измерения ускорений (амплитудное значение), м/с2 | 3,4х10-2 | 1,7х10-1 | 3,4х10-1 | 1 | 1,7 |
2 | Коэффициент преобразования на базовой частоте 1Гц, | 1 (цифровой выход) |
3 | Отклонение значения коэффициента преобразования от номинального, не более, % | 5 |
4 | Нелинейность амплитудной характеристики, не более, % | 5 |
5 | Диапазон рабочих частот, Гц | 0[DC]-20 |
6 | Неравномерность АЧХ относительно значения на частоте 1Гц в полосе рабочих частот, не более, дБ | 3 |
7 | Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения ускорений на частоте 1Гц, не более, % от диапазона | 10 |
Параметры измерения угла наклона |
8 | Диапазон измерений углов наклона, угловые секунды | 720 | 3600 | 7200 | 21600 | 36000 |
9 | Пределы допускаемой основной приведённой к полному диапазону измерений погрешности измерений угла наклона, % | ±0,5 |
10 | Пределы допускаемой дополнительной приведённой к полному диапазону измерений погрешности, вызванная изменением температуры на 1ºС, % | ±0,005 |
11 | Температурный дрейф нуля, вызванный изменением температуры на 1ºС, % от полного диапазона измерений | ±0,005 |
Общие характеристики |
12 | Тип выходного сигнала | интерфейс RS-485 |
13 | Градуировочная характеристика по углам наклона и амплитудному значению ускорений | Линейная функция преобразования |
14 | Рабочий температурный диапазон | от – 40 до + 50°С |
15 | Угол между радиальными измерительными осями преобразователя, º | 90 ±1 |
16 | Пылевлагозащищённость, степень защиты IP | 31, 65 |
17 | Протокол обмена | ModBus TCP, запись в файл |
18 | Количество измерителей в одной измерительной цепи | до 10 |
19 | Общая длина кабельной линии, м | до 800 |
20 | Напряжение питания, В | от 9 до 28 |
21 | Потребляемый ток, не более, мА | 40 |
22 | Габаритные размеры корпуса преобразователя (ϕ х высота), мм | 80х105 |
23 | Масса измерителя, кr | 0,45 |
24 | Назначенная наработка на отказ, часов, не менее | 10000 |
25 | Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Принцип работы:
Акселерометр-наклономер АН-Д3 состоит из первичного преобразователя и электронного блока в состав которого входит: электронный модуль аналогового преобразования, модуль аналогово-цифрового преобразования, модуль цифровой обработки сигнала. Корпус имеет 3 опорных винта, с помощью которых производится точная установка измерителя на объекте. Первичный преобразователь акселерометра-наклономера представляет собой заполненную электролитом ампулу с пятью токовыводами. Маятник, подвешенный на нерастяжимой нити, являющийся центральным электродом, и четыре боковых электрода образуют мостовую измерительную схему. При наклоне или ускорении преобразователя изменяются расстояния между центральным электродом-маятником и боковыми электродами в двух взаимоперпендикулярных направлениях (при воздействии ускорений изменение положения маятника вызвано силой инерции). Это приводит к изменению электрических сопротивлений заполненных электролитом межэлектродных полостей. Электронный модуль аналогового преобразования, отслеживая указанные изменения, вырабатывает электрические сигналы, величины которых определяют суммарный вклад составляющих углов наклона и воздействующих на маятник ускорений по двум измерительным осям.
Полученный электрический сигнал подвергается аналого-цифровому преобразованию и последующей цифровой обработке:
— Для выделения составляющей ускорения в полученном сигнале применяется: передискретизация сигнала на более высокую частоту, подавление сигнала в области высоких частот, цифровая корректирующая фильтрация для выравнивания АЧХ в области полезных частот.
— Для выделение составляющей угла наклона применяется усреднение цифрового сигнала на большом интервале измерений.
Для синхронного измерения ускорений с нескольких датчиков, например, для расчета взаимных спектров сигналов нескольких акселерометров организованы два буфера FIFO по каждой измерительной оси X и Y. Это позволяет передавать по одной линии результаты измерений нескольких датчиков без потери синхронизации. Данные из буфера FIFO передаются по цифровому интерфейсу полудуплексной линии RS-485 по помехозащищенному протоколу.