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 0-20 Гц.

Области применения

Промышленное и гражданское строительство

Системы мониторинга строительных сооружений с целью определения кренов, прогибов и деформаций несущих конструкций, балок, колон, оснований и фундаментов

Атомная энергетика

Системы статического и динамического мониторинга эксплуатируемых объектов использования атомной энергии по СТО-СРО-С 60542960 00043-2015

Основные возможности АН-Д3

В АН-Д3 совмещены две функции инклинометра (контроль изменения углов наклона строительной конструкции) и акселерометра (измерение ускорений строительных конституций), работающего в диапазоне 0-20 Гц.

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
• точная синхронизация по времени измерений нескольких акселерометров АН-Д3 дает возможность проводить анализ колебаний строительных конструкций с нескольких акселерометров

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

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.

Технические характеристики

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 выделения 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.