Акселерометр АК-Д2 предназначен для измерения колебательных ускорений в системах мониторинга строительных конструкций (СМИК) с целью определения основных гармоник 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
— расчет спектра измеренных колебаний
— 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 цепи нужна одна витая пара.
Практические исследования собственных колебаний строительных конструкций показывают, что главные гармоники основных форм (фронтальных, боковых и крутильных) колебаний большепролетных и высотных зданий, антенно-мачтовых сооружений, ветрогенератов лежат в диапазоне 0.1-3Гц, т.е. как раз в той полосе частот, где АЧХ сейсмоприемников неравномерна и измерения амплитуды колебаний имеют существенную погрешность, а точности измерений MEMS — акселерометров недостаточно для задач виброчастотного мониторинга.
Особенности исполнения:
— 2 измерительных канала передачи данных: X,Y-ускорения,
— 2 канала передачи расчетных данных: X,Y- спектры колебаний за заданный интервал измерений
— 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
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.