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 0-20Гц
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 АК-Д2
В АН-Д3 совмещены две функции инклинометра (контроль изменения углов наклона строительной конструкции) и акселерометра (измерение ускорений строительных конституций), работающем в диапазоне 0(DC)-20ГЦ.
Благодаря своему принципу работы возможно измерение колебаний в диапазоне от 0(DC) до 3Гц, чего невозможно добиться, используя акселерометры и сейсмоприемники с пьезокерамическими, электронно-молекулярными первичными преобразователями, 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
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.