RU2830780C1 - Device for measuring concrete strength - Google Patents
Device for measuring concrete strength Download PDFInfo
- Publication number
- RU2830780C1 RU2830780C1 RU2024105731A RU2024105731A RU2830780C1 RU 2830780 C1 RU2830780 C1 RU 2830780C1 RU 2024105731 A RU2024105731 A RU 2024105731A RU 2024105731 A RU2024105731 A RU 2024105731A RU 2830780 C1 RU2830780 C1 RU 2830780C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- striker
- sample
- concrete
- solenoid
- inputs
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение предназначено для определения прочности бетона методом неразрушающего контроля.The invention is intended for determining the strength of concrete using non-destructive testing.
Известно устройство для измерения прочности бетона методом ударного импульса, содержащее ударное устройство и регистратор скорости распространения акустической волны (ГОСТ 22690. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля).A device is known for measuring the strength of concrete using the impact pulse method, containing an impact device and an acoustic wave propagation velocity recorder (GOST 22690. Concrete. Determination of strength using mechanical methods of non-destructive testing).
Наиболее близким из известных к заявленному является устройство для измерения прочности бетона, содержащее ударник и пьезоэлектрический датчик, электроды которого подключены к входам фильтра высоких частот, выход которого соединен с входами измерителя частоты и измерителя коэффициента затухания, снабженное пригрузом изменяемой массы, обмоткой соленоида, источником переменного электрического тока, при этом ударник размещен в обмотке соленоида, соединенной с источником переменного электрического тока, и пьезоэлектрическим датчиком-гироскопом, регистрирующим отклонение ударника от нормали к поверхности образца бетона, и сервоприводом, корректирующим положение ударника по отношению к образцу бетона (Патент РФ RU 2805106 С1).The closest known device to the claimed one is a device for measuring the strength of concrete, containing a striker and a piezoelectric sensor, the electrodes of which are connected to the inputs of a high-pass filter, the output of which is connected to the inputs of a frequency meter and an attenuation coefficient meter, equipped with a variable mass load, a solenoid winding, a source of alternating electric current, wherein the striker is placed in the solenoid winding connected to the source of alternating electric current, and a piezoelectric gyroscope sensor recording the deviation of the striker from the normal to the surface of the concrete sample, and a servo drive correcting the position of the striker in relation to the concrete sample (Patent of the Russian Federation RU 2805106 C1).
Общим недостатком известных устройств является низкая точность, обусловленная отсутствием системы контроля подъема ударника над поверхностью образца бетона при проведении измерений.A common drawback of known devices is low accuracy, due to the lack of a system for controlling the rise of the striker above the surface of the concrete sample during measurements.
Техническая задача изобретения заключается в повышении точности измерения прочности бетона.The technical objective of the invention is to improve the accuracy of measuring concrete strength.
Данная техническая задача достигается тем, что устройство для измерения прочности бетона, содержащее ударник и пьезоэлектрический датчик, электроды которого подключены к входам фильтра высоких частот, выход которого соединен с входами измерителя частоты и измерителя коэффициента затухания, снабженное пригрузом изменяемой массы, обмоткой соленоида, источником переменного электрического тока, при этом ударник размещен в обмотке соленоида, соединенной с источником переменного электрического тока, пьезоэлектрическим датчиком-гироскопом, регистрирующим отклонение ударника от нормали к поверхности образца бетона, и сервоприводом, корректирующим положение ударника по отношению к образцу бетона, дополняется резьбой на ударнике, по которой перемещается гайка, регулирующая подъем ударника над поверхностью образца бетона.This technical task is achieved in that the device for measuring the strength of concrete, containing a striker and a piezoelectric sensor, the electrodes of which are connected to the inputs of a high-pass filter, the output of which is connected to the inputs of a frequency meter and an attenuation coefficient meter, equipped with a variable mass load, a solenoid winding, a source of alternating electric current, wherein the striker is placed in the solenoid winding connected to the source of alternating electric current, a piezoelectric gyroscope sensor recording the deviation of the striker from the normal to the surface of the concrete sample, and a servo drive correcting the position of the striker in relation to the concrete sample, is supplemented by a thread on the striker along which a nut moves, regulating the rise of the striker above the surface of the concrete sample.
Сущность изобретения и возможность достижения указанного технического результата поясняется в описании со ссылками на позиции чертежа, где на фиг. 1 представлена блок-схема устройства во фронтальной плоскости.The essence of the invention and the possibility of achieving the specified technical result are explained in the description with references to the positions of the drawing, where Fig. 1 shows a block diagram of the device in the frontal plane.
Устройство содержит ударник 1, с тыльной стороны которого закреплен пригруз 2 изменяемой массы. Ударник 1 размещен внутри обмотки соленоида 3, подключенной к регулируемому источнику 4 переменного электрического тока.The device contains a striker 1, on the back side of which a load 2 of variable mass is fixed. The striker 1 is placed inside the winding of the solenoid 3, connected to an adjustable source 4 of alternating electric current.
Устройство содержит пьезоэлектрический датчик 5, электроды которого подключены к входам фильтра 6 высоких частот, выход которого соединен с входами измерителя 7 частоты и измерителя 8 коэффициента затухания. К пригрузу 2 изменяемой массы крепится пьезоэлектрический датчик-гироскоп 9, выход которого подключен к сервоприводу 10, закрепленному на соленоиде 3 и имеющему в своем составе датчик положения и плату управления. На ударнике 1 выполняется резьба, на которой располагается гайка 12, регулирующая подъем ударника над образцом бетона 11 посредством перемещения по резьбе. Расстояние между осью ударника 1 и осью пьезоэлектрического датчика 5 является постоянной величиной 1 = const (фиг. 1).The device contains a piezoelectric sensor 5, the electrodes of which are connected to the inputs of a high-pass filter 6, the output of which is connected to the inputs of a frequency meter 7 and an attenuation coefficient meter 8. A piezoelectric gyroscope sensor 9 is attached to the variable mass weight 2, the output of which is connected to a servo drive 10, secured to a solenoid 3 and having a position sensor and a control board in its composition. A thread is made on the striker 1, on which a nut 12 is located, regulating the rise of the striker above the concrete sample 11 by moving along the thread. The distance between the axis of the striker 1 and the axis of the piezoelectric sensor 5 is a constant value 1 = const (Fig. 1).
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Подбирают массу пригруза 2 в соответствии с модулем упругости исследуемого образца бетона 11. К верхней части пригруза 2 крепится пьезоэлектрический датчик-гироскоп 9 так, чтобы центр масс последнего совпадал с центром масс пригруза 2 и осью ударника 1. Сигнал от пьезоэлектрического датчика-гироскопа 9 поступает на сервопривод 10, закрепленный на соленоиде 3. Положение ударника 1 корректируется сервоприводом 10 таким образом, чтобы ось ударника 1 образовывала нормаль к поверхности образца бетона 11. Перед началом измерений гайка 12 перемещается по резьбе ударника 1 так, чтобы подъем ударника 1 был ограничен высотой h над поверхностью образца бетона 11. Высоту h ударника 1 подбирают в соответствии с модулем упругости исследуемого образца бетона 11.The mass of the counterweight 2 is selected in accordance with the modulus of elasticity of the concrete sample 11 being tested. A piezoelectric gyroscope sensor 9 is attached to the upper part of the counterweight 2 so that the center of mass of the latter coincides with the center of mass of the counterweight 2 and the axis of the striker 1. The signal from the piezoelectric gyroscope sensor 9 is fed to the servo drive 10, secured to the solenoid 3. The position of the striker 1 is adjusted by the servo drive 10 so that the axis of the striker 1 forms a normal to the surface of the concrete sample 11. Before the start of the measurements, the nut 12 is moved along the thread of the striker 1 so that the rise of the striker 1 is limited by the height h above the surface of the concrete sample 11. The height h of the striker 1 is selected in accordance with the modulus of elasticity of the concrete sample 11 being tested.
При проведении измерений регулируемым источником переменного электрического тока 4 в обмотке соленоида 3 создают электромагнитное поле, сила которого приводит к подъему ударника 1 с пригрузом 2 без корректировки высоты подъема. Под действием электромагнитного поля ударник 1 втягивается в направлении воздушного зазора соленоида, где положение внутреннего упора ударника 1 при движении через обмотку соленоида 3 ограничивается гайкой 12 и обеспечивает баланс между усилием втягивания и удерживающим усилием.When measurements are carried out by the adjustable source of alternating electric current 4, an electromagnetic field is created in the winding of the solenoid 3, the force of which leads to the lifting of the striker 1 with the load 2 without adjusting the lifting height. Under the action of the electromagnetic field, the striker 1 is pulled in the direction of the air gap of the solenoid, where the position of the internal stop of the striker 1 when moving through the winding of the solenoid 3 is limited by the nut 12 and ensures a balance between the pulling force and the holding force.
Кинетическая энергия ударника 1 при его движении вниз создает импульс ударного нагружения образца бетона 11 и возникающих в нем механических колебаний. Согласно закону сохранения механической энергии кинетическая энергия ударника 1 в момент ударного нагружения равна его потенциальной энергии в момент нахождения на высоте h. Высота h исходного положения ударника 1, регулируемая гайкой 12 определяет величину потенциальной энергии ударника 1 и, соответственно, конечного импульса ударного нагружения образца бетона 11 и возникающих в нем механических колебаний.The kinetic energy of the striker 1 during its downward movement creates an impulse of impact loading of the concrete sample 11 and mechanical vibrations arising in it. According to the law of conservation of mechanical energy, the kinetic energy of the striker 1 at the moment of impact loading is equal to its potential energy at the moment of being at height h. The height h of the initial position of the striker 1, adjusted by nut 12, determines the value of the potential energy of the striker 1 and, accordingly, the final impulse of impact loading of the concrete sample 11 and mechanical vibrations arising in it.
Под действием электромагнитного поля ударник 1 с пригрузом 2 изменяемой массы приходит в движение, результатом которого является ударное нагружение исследуемого образца бетона 11 и возникновение в последнем механических колебаний, которые, в свою очередь, регистрируются пьезоэлектрическим датчиком 5, с выхода которого сигнал через фильтр 6 высоких частот, настроенный на частоту переходного процесса, поступает на входы измерителя частоты 7 и измерителя 8 коэффициента затухания.Under the action of an electromagnetic field, the striker 1 with the load 2 of variable mass is set in motion, the result of which is the impact loading of the concrete sample 11 under study and the occurrence of mechanical vibrations in the latter, which, in turn, are recorded by the piezoelectric sensor 5, from the output of which the signal through the high-frequency filter 6, tuned to the frequency of the transient process, is fed to the inputs of the frequency meter 7 and the attenuation coefficient meter 8.
Использование устройства позволяет точнее производить контроль за изменением прочности бетонных изделий, что необходимо для эффективного управления процессом твердения производимых и определения прочности эксплуатируемых бетонных изделий.The use of the device allows for more accurate control over changes in the strength of concrete products, which is necessary for effective management of the hardening process of manufactured and determination of the strength of concrete products in use.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2830780C1 true RU2830780C1 (en) | 2024-11-25 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2039353C1 (en) * | 1991-09-27 | 1995-07-09 | Зубков Владимир Александрович | Method of measuring concrete strength |
| RU2122720C1 (en) * | 1996-02-08 | 1998-11-27 | Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" | Gear for impact test |
| RU13702U1 (en) * | 1999-08-04 | 2000-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторское бюро "Стройприбор" | DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS |
| RU2488805C1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Centrifugal impact test setup for material specimens |
| CN112394000A (en) * | 2020-11-17 | 2021-02-23 | 北京建筑大学 | System for testing damage of surface of cultural relic rock |
| RU2791836C1 (en) * | 2022-06-29 | 2023-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Device for concrete strength measurement |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2039353C1 (en) * | 1991-09-27 | 1995-07-09 | Зубков Владимир Александрович | Method of measuring concrete strength |
| RU2122720C1 (en) * | 1996-02-08 | 1998-11-27 | Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" | Gear for impact test |
| RU13702U1 (en) * | 1999-08-04 | 2000-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторское бюро "Стройприбор" | DEVICE FOR MEASURING STRENGTH OF BUILDING MATERIALS |
| RU2488805C1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Centrifugal impact test setup for material specimens |
| CN112394000A (en) * | 2020-11-17 | 2021-02-23 | 北京建筑大学 | System for testing damage of surface of cultural relic rock |
| RU2791836C1 (en) * | 2022-06-29 | 2023-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Device for concrete strength measurement |
| RU2805106C1 (en) * | 2023-04-07 | 2023-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) | Device for concrete strength measurement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wolf et al. | Investigation of Lamb waves having a negative group velocity | |
| MX2014012912A (en) | Method and apparatus for measuring damping in a workpiece. | |
| RU2830780C1 (en) | Device for measuring concrete strength | |
| RU2086943C1 (en) | Method determining logarithmic decrement of oscillations | |
| RU2805106C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
| RU2797126C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
| JPH05506305A (en) | Method for measuring hardness or elastic material properties under applied load in ultrasonic contact impedance method | |
| Lee et al. | Experimental cross verification of damping in three metals: The internal damping of aluminum, steel and brass in longitudinal vibration was measured using five techniques and theories to verify the easier technique | |
| RU2791836C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
| JP6861969B2 (en) | Elastic wave transmission / reception probe, measuring device and measuring method using this | |
| CN110057695B (en) | Device and method for measuring damping ratio of concrete beam | |
| RU2402014C1 (en) | Device for collisional flaw detection of materials | |
| RU80012U1 (en) | PRODUCT DAMAGE CONTROL DEVICE | |
| RU2042943C1 (en) | Method of testing material hardness and device for implementation | |
| SU1762219A1 (en) | Method of determination of strength of materials | |
| SU1753626A1 (en) | Method of nondestructive testing of piezoceramic converter | |
| CN111458090A (en) | Model-based dynamic parameter testing system | |
| RU1783421C (en) | Device for measuring concrete strength | |
| RU2738806C1 (en) | Method of determining degree of hardening of polymer composition and device for its implementation | |
| RU2738201C1 (en) | Portable microhardness tester | |
| RU2683419C1 (en) | Method of non-destructive control of magnetic object | |
| SU1675694A1 (en) | Method of measuring stresses in reinforcement of concrete structures | |
| RU2453824C1 (en) | Method of controlling strength of articles made from hard materials | |
| RU2455636C1 (en) | Method for vibroacoustic inspection of articles and apparatus for realising said method | |
| RU1809365C (en) | Method of hardness determination and device for its realization |