005.jpg
Вы здесь: Главная Вибродиагностика Системы мониторинга и диагностики Система диагностики и мониторинга состояния строительных конструкций
17 Ноябрь 2017

Система диагностики и мониторинга состояния строительных конструкций

Описание

Аппаратно-программный комплекс экспериментального определения основных динамических характеристик строительных конструкций. Система позволяет производить автоматизированный вибромониторинг строительных объектов, заключающийся в регистрации и анализе вибрации конструкций, вызванной работающим оборудованием, ветровой нагрузкой и другими техногенными и природными факторами, а также передачу информации об обнаруженных неполадках и авариях в специальные службы.

Система соответствует требованиям ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния», ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС)», ГОСТ 53778-2010 "Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния", ГОСТ Р 53964-2010 "Вибрация. Измерения вибрации сооружений. Руководство по проведению измерений", ГОСТ Р 54859-2011 "Здания и Сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний", СП 13-102-2003 "Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений".

Диагностический комплекс дает возможность производить измерения вибрации в частотном диапазоне от 0,1 до 400 Гц, измерять собственные резонансные частоты сооружений и их элементов, получать кривые пространственного распределения амплитуд основных форм колебаний и отображать состояние конструкции в трехмерном виде. Управление сбором данных, обработка и анализ данных в специальном программном обеспечении, реализованном в SCADA ZETView, входящем в состав комплекса.

Структурная схема сбора данных при мониторинге конструкций зданий

Состав системы мониторинга технического состояния зданий:

  1.   Первичные преобразователи (в соответствии с ГОСТ 53778-2010 "Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния"): датчик угла наклона и тензорезисторы, предназначенные для фиксации трещин. 
  2.   Сейсмоприемники BC1313 со встроенным калиброванным усилителем, бездемонтажной поверкой и контролем питания.
  3.   Многоканальный 24-ти разрядный сейсморегистратор ZET048 со встроенным аккумулятором.
  4.   Программное обеспечение ZETLab Сейсмо, включая специализированное ПО "Мониторинг состояния конструкций зданий".

Дополнительная комплектация системы:

  •   Ноутбук повышенной прочности,
  •   Грузы различной массы для возбуждения ударной нагрузки в несущих конструкциях.

Функции системы мониторинга технического состояния зданий:

  •   Сбор данных
  •   Обработка и анализ данных
  •   Создание отчетов об испытаниях и архива данных

Чувствительными элементами системы являются сейсмоприемники, которые осуществляют преобразование воздействующего на них виброускорения в электрический сигнал. Сейсмоприемники устанавливают по периметру здания, каждый сейсмоприемник имеет три взаимно перпендикулярные измерительные оси X, Y и Z - таким образом обеспечивается полный пространственный контроль исследуемого здания. 

Сигналы с сейсмоприемников оцифровываются сейсмостанцией (сейсморегистратор ZET 048). К одной сейсмостанции можно подключить до 8 сейсмоприемников, имеющих по 3 измерительных канала и канал контроля питания. Сигналы, оцифрованные всеми сейсмостанциями, передаются на компьютер с предустановленным программным обеспечением ZETLab Сейсмо. Компьютер со специальным программным обеспечением является центральной частью системы диагностики и мониторинга. Далее цифровые сигналы обрабатываются виртуальными приборами ZETLab на компьютере.

Для длительного мониторинга конструкций зданий обмен данными между компьютером и сейсмостанцией осуществляется по локальной сети Ethernet, а питание регистратора - по технологии PoE. При проведении оперативной диагностики питание сейсмостанции и сейсмодатчиков может осуществляться от внутренних аккумуляторов сейсморегистратора, а измерения проводиться в автономном режиме (без компьютера). При построении распределенной системы разнесенные сейсмостанции синхронизируются между собой.

Входящее в комплект поставки сейсмостанции программное обеспечение ZETLab Сейсмо позволяет проводить всесторонний анализ данных, в т.ч.:

  •   Визуализацию и анализ зарегистрированных сигналов с использованием различных алгоритмов цифровой обработки сигналов во временной и частотной областях анализа. Частотные методы обнаружения повреждений применяют для обнаружения больших уровней повреждения в конструкциях. Временные алгоритмы предназначены для получения и расчета параметров через установленный период времени. Параметры, к которым относятся деформации (напряжения), прогиб конструкций, крен зданий, амплитуда колебаний, вычисляются и сравниваются с нормируемыми значениями. 
  •   Выбор для анализа наиболее информативных участков сигналов с наивысшим соотношением сигнал/шум. С этой целью обеспечивается анализ трехмерных представлений сигналов в виде изменения частотных спектров сигналов во времени (3d-спектрограмма);
  •   Расчет собственной частоты, ударных спектров и расчет логарифмического декремента основного тона собственных колебаний;
  •   Устранение тренда (медленных изменений) сигналов; 
  •   Запись исходных сигналов, сохранение результатов измерений для отображения в численном и графическом виде.

Технические характеристики

ПараметрЗначение

Диапазон рабочих частот

от 0,1 до 400 Гц

Допустимые значения динамического диапазона

±10 В

Разрядность числовых значений отсчетов

24 бит

Максимальная частота дискретизации

2500 Гц

Максимальная продолжительность ввода данных в автономном режиме (16 каналов при частоте дискретизации 1 кГц)

500 000 с

Количество компонентов (измерительных осей) в каждом сейсмоприемнике

3 (X, Y, Z)

Коэффициент преобразования сейсмоприемника (±10 %)

1 В/м/с2

Эффективное значение собственных шумов в диапазоне частот от 0,2 до 400 Гц

2·10-5 м/с2

Длина соединительного кабеля от сейсмоприемника до сейсмостанции

100 м

Примечание: более подробно характеристики комплекса см: ZET 048, ВС 1313. 

Основные функции системы

ПараметрЗначение
Мониторинг конструкций зданий

Визуализация состояния конструкций 
Программа для мониторинга состояния конструкций зданий 
Отображение спектральных и временных характеристик сигналов, фильтрация сигналов, выбор времени усреднения данных, визуализация параметров на трехмерной модели объекта.

Модальный анализ

Модальный анализ 
Программа для анализа параметров конструкций зданий при ударном воздействии 
Позволяет определять амплитуду, частоту, период и логарифмический декремент затухания основного тона собственных колебаний вдоль большой, малой и вертикальной осей. При испытаниях отображаются формы сигналов и ударные спектры, а также рассчитанные параметры. В программе проводится усреднение откликов (свободных колебаний) исследуемого сооружения на ударные воздействия для повышения отношения сигнал/шум.

Узкополосный спектральный анализ

Узкополосный спектральный анализ 
Программа для спектрального анализа сигналов 
Предназначена для построения детальных частотных спектров сигналов. Изменение масштаба представления и частотного разрешения. Выбор времени усреднения данных.  Выбор весовой функции и типа обработки. Встроенные функции интегрирования/дифференцирования сигналов. Расчет спектрально плотности и спектральной мощности сигналов. Представление результатов в виде спектрограмм и 3D-спектрограмм.

Взаимный корреляционный анализ

Взаимный корреляционный анализ 
Программа для расчета корреляционной функции 
Позволяет определять источник сигнала по временной разности воздействия на два удаленных датчика. Встроенные фильтры ФНЧ и ФВЧ. Расчет огибающей. Отображение данных в виде графика, коррелограмм и 3D-коррелограмм.

Многоканальный осциллограф

Многоканальный осциллограф 
Программа для отображения формы сигналов 
Позволяет просматривать форму нескольких сигналов в одном окне, в т.ч. в режиме совмещения и с синхронизацией сигналов. Курсорные измерения. Выбор длительности отображения, удобная система масштабирования графиков. Отображение исходных сигналов и сигналов после обработки такими программами, как "Фильтрация сигналов", "Виброметр" и др.

Виброметр

Виброметр 
Программа для измерения параметров вибросигналов 
Расчет значений ускорения, скорости и перемещения вибросигнала в выбранной полосе частот. Выбор времени усреднения данных. Создаёт виртуальные каналы ускорения, скорости и перемещения, доступные в других программах. Функция вибростопа при превышении порогового уровня.

Многоканальный самописец

Многоканальный самописец 
Программа для мониторинга параметров сигналов 
Непрерывная запись параметров сигналов по многим каналам (до 80 в один файл). Выбор времени усреднения. Выбор режима записи: непрерывная, с разбивкой по суткам/неделям. Отображение исторического графика регистрируемых сигналов.

Фильтрация сигналов (частотная, интегрирование, дифференцирование)

Фильтрация сигналов 
Программа для обработки данных 
Выполнение фильтрации, интегрирования, дифференцирования и расчета огибающей сигнала. Позволяет проводить каскадную фильтрацию. Создаёт виртуальные каналы, доступные в других программах ZETLab и приложениях, реализованных в ZETView.

Архивация данных и создание отчетов

Создание архива. Для непрерывной записи параметров сигналов предназначена программа "Многоканальный самописец". Данные записываются в файл с расширением ".dtu", открываемом программами ZETLab "Просмотр результатов" и "Галерея сигналов", а также любым текстовым редактором. 

Создание базы данных. Для записи исходных сигналов используется программа "Запись сигналов". Запись сигналов обеспечивает хранение в структурированном виде файлов данных, комментарии и параметров измерений. Кроме того, при записи сигналов в базу данных включаются пользовательские установки и результаты анализа данных. Cозданная база данных записывается в файл двоичного формата. При создании базы данных на диске сохраняется два файла: бинарный файл базы данных и информационный текстовый файл. Эти файлы имеют одинаковые имена, но разные расширения. Информационный текстовый файл с расширением «.txt» содержит текст с комментарием к базе данных и именами файлов измерений, входящих в ее состав.

Сохранение текущих результатов. Для сохранения результатов работы программ "Многоканальный осциллограф", "Узкополосный спектр", "Взаимный корреляционный анализ" и других, имеющих поле для графического отображения информации, можно воспользоваться кнопкой "Запись", расположенной, как правило, в правой части главного окна программы. Осциллограммы, спектры, спектрограммы и другую графическую информацию можно копировать в буфер обмена комбинацией клавиш <Ctrl>+<C> и вставлять в протоколы об испытаниях. 

Создание отчетов. Для автоматического создания отчетов по заданному шаблону можно воспользоваться компонентами "Отчет" или "Документ Excel" SCADA ZETView. В файл отчета может сохраняться численная или графическая информация, заноситься выводы по результатам измерений. 

Последнее изменение Четверг, 04 Сентябрь 2014 08:52

Посетители | Кто сейчас на сайте

Сейчас 36 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте