PL201918B1 - Przyrząd do pomiaru zmian odchyleń budowli inżynierskich, zwłaszcza zapór wodnych - Google Patents

Abstract

Przyrząd do pomiaru zmian odchyleń budowli inżynierskich, zwłaszcza zapór wodnych posiadający komorę ze zbiornikiem cieczy oraz obciążnik i źródło światła, znamienny tym, że w wyposażonym w zaczep (3) źródle światła (18) ma osadzoną wiązkę światłowodów (4), których końce są umocowane w obciążniku (9) usytuowanym w otworze (17) płytki (5) wyposażonej w pływaki (7), które poprzez okienka (16), są umieszczone w cieczy (8) zbiornika (15) zamocowanego wewnątrz komory (6), która na dnie, w osi środka otworu (17) i naprzeciwko czoła (10) końców światłowodów (4), ma umocowany przetwornik fotoelektryczny (11) połączony przewodem transmisyjnym (14) z systemem centralnej rejestracji i przetwarzania danych (13)

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiarów zmian odchyleń budowli inżynierskich, zwłaszcza zapór wodnych.

Może on znaleźć zastosowanie w badaniach przemieszczeń i odkształceń wysokich obiektów inżynierskich, w szczególności zapór wodnych.

Wskutek oddziaływania różnorodnych oraz zmiennych w czasie czynników fizycznych i środowiskowych zapory wodne ulegają mikroruchom, których wielkość stanowi podstawowe kryterium bezpieczeństwa obiektu hydrotechnicznego. Dlatego też zapory wodne podlegają monitorowaniu, którego celem jest dostarczanie informacji o stanie geometrycznym budowli oraz zjawisk i procesów wpływających na ich bezpieczeństwo.

W geodezji współczesnej stosowane są zautomatyzowane technologie pomiarów słu żące do aktualnego i rzeczywistego wyznaczania występujących deformacji na badanych obiektach. Współczesny rozwój optoelektroniki pozwala na istotną modyfikację tradycyjnych metod pomiarowych.

Do podstawowych badań kontrolno-pomiarowych zapór wodnych należą między innymi metody pionowania, wykonywane np. przy pomocy wahadeł fizycznych.

Z publikacji W. K ł opociń skiego: „Geodezja w projektowaniu elektrowni wodnych”, PPWK, Warszawa 1962 r., str. 191, znany jest pion mechaniczny. Pion ten posiada drut oraz obciążnik ze skrzydełkami w kształcie prostokątów, które zamocowane są na jego obwodzie. Obciążnik o kształcie walca zanurzony jest w zbiorniku, który wypełniony jest olejem. Pion ten służy do mierzenia przesunięć punktu zawieszania względem stolików odczytowych zlokalizowanych na kolejnych poziomach obserwacyjnych zapory wodnej. Pozwala to na określenie odchyleń i przesunięć badanej sekcji zapory wodnej.

Z opisu patentowego PL nr 97201, znane jest urzą dzenie do pomiaru zmiany nachylenia elementu konstrukcyjnego. Urządzenie to posiada podstawę z płytką wyposażoną w fotorezystory, nad którymi, na konstrukcji nośnej, ma zawieszony swobodnie przyrząd zakończony elementem stożkowym. Nad wahadłem jest przymocowana, do konstrukcji nośnej, płyta środkowa z rozmieszczonymi na niej współśrodkowo źródłami światła.

Istotą wynalazku jest przyrząd posiadający, wyposażone w zaczep, źródło światła, w którym ma osadzoną wiązkę światłowodów. Końce tych światłowodów są umocowane w obciążniku usytuowanym w otworze płytki wyposażonej w pływaki, które poprzez okienka usytuowane w bocznych, wewnętrznych ścianach zbiornika, umieszczone są w znajdującej się w nim cieczy. Zbiornik ten zamocowany jest wewnątrz komory, która na dnie, w osi środka otworu wspomnianej płytki i naprzeciwko czoła końców światłowodów, ma umocowany przetwornik fotoelektryczny połączony przewodem transmisyjnym z systemem centralnej rejestracji i przetwarzania danych (CRPD).

Korzystnie jest gdy pływaki są ażurowe i są umocowane na obrzeżu płytki a jej otwór jest usytuowany w niej centralnie.

Korzystnie też jest gdy obciążnik ma kształt walca a czoła światłowodów leżą na jego dolnej powierzchni.

Przyrząd, według wynalazku, charakteryzuje się również tym, że osie symetrii obciążnika, źródła światła, wiązki światłowodów i zaczepu pokrywają się.

Korzystną cechą tego przyrządu jest to, że zaczep obciążnika ma kształt półokręgu.

Przyrząd, według wynalazku, jest łatwy w obsłudze. Przyrząd umożliwia wykonywanie pomiarów zarówno stacjonarnych jak i zdalnych, z miejsc o utrudnionym dostępie, a służących do monitorowania stanu bezpieczeństwa budowli.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony schematycznie w przykładzie wykonania na rysunku, w rzucie pionowym.

P r z y k ł a d. Przyrząd, według wynalazku, posiada źródło światła 18 wyposażone w górnej części w zaczep 3. Dolną częścią źródło światła 18 połączone jest z wiązką światłowodów 4, których końce zamocowane są w obciążniku 9 usytuowanym w otworze 17 płytki 5. Płytka 5 ma na obrzeżu przymocowane pływaki 7, które poprzez okienka 16 umieszczone są w cieczy 8 zbiornika 15 usytuowanego we wnętrzu komory 6. Na dnie komory 6, w osi środka otworu 17 płytki 5 i naprzeciwko czół 10 końców światłowodów 4, ma osadzony przetwornik fotoelektryczny 11, który połączony jest przewodem transmisyjnym 14 z systemem centralnej rejestracji i przetwarzania danych (CRPD) 13.

W przypadku monitorowania stanu bezpieczeństwa np. zapory wodnej, na kotwie 1 osadzonej w stropie 2 badanego szybu, zawiesza się przyrząd według wynalazku. Na podłodze 12 badanego

PL 201 918 B1 obiektu ustawia się komorę 6 w taki sposób aby obciążnik 9 współpracował z otworem 17 płytki 5.

Następnie włącza się źródło światła 18, które propaguje falę świetlną poprzez wiązkę światłowodów 4.

Położenie świecących czół 10 końców wiązki światłowodów 4 obserwuje się za pomocą przetwornika fotoelektrycznego 11, np. typu CCD. Ruchy wiązki światłowodów 4 tłumi się w zbiorniku 15 przez przekazywanie energii obciążnika 9, za pomocą płytki 5, do zanurzonych w cieczy 8 pływaków 7.

Obserwowany obraz rejestrowany jest poprzez system centralnej rejestracji i przetwarzania danych (CRPD) 13 jako pomiar wyjściowy. Układ elementów fotoczułych matrycy przetwornika fotoelektrycznego CCD 11 zestawiany jest w określoną liczbę wierszy i kolumn, tworząc macierz obrazową pikseli rozpatrywanych w kartezjańskim układzie współrzędnych prostokątnych xy. Dowolny element wspomnianej macierzy obrazowej można określić poprzez współrzędne x i y. Zarejestrowany pierwszy pomiar wyjściowy, a także następne pomiary w kolejnych odstępach czasowych, rozpatruje się również jako współrzędne x i y. Ich różnice stanowią informację o stanie geometrycznym budowli.

Claims (11)

1. Przyrząd do pomiaru zmian odchyleń budowli inżynierskich, zwłaszcza zapór wodnych posiadający komorę ze zbiornikiem cieczy oraz obciążnik i źródło światła, znamienny tym, że w wyposażonym w zaczep (3) źródle światła (18) ma osadzoną wiązkę światłowodów (4), których końce są umocowane w obciążniku (9) usytuowanym w otworze (17) płytki (5) wyposażonej w pływaki (7), które poprzez okienka (16), są umieszczone w cieczy (8) zbiornika (15) zamocowanego wewnątrz komory (6), która na dnie, w osi środka otworu (17) i naprzeciwko czoła (10) końców światłowodów (4), ma umocowany przetwornik fotoelektryczny (11) połączony przewodem transmisyjnym (14) z systemem centralnej rejestracji i przetwarzania danych (13).

2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że pływaki (7) są ażurowe.

3. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że pływaki (7) są umocowane na obrzeżu płytki (5).

4. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że okienka (16) ma usytuowane w wewnętrznej, bocznej ścianie zbiornika (15).

5. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór (17) płytki (5) jest usytuowany w niej centralnie.

6. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że obciążnik (9) ma kształt walca.

7. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że oś symetrii obciążnika (9) pokrywa się z osią symetrii wiązki światłowodów (4).

8. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że czoła końców światłowodów (10) leżą na dolnej powierzchni obciążniku (9).

9. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że oś symetrii źródła światła (18) pokrywa się z osią symetrii wiązki światłowodów (4).

10. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że zaczep (3) ma kształt półokręgu.

11. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że oś symetrii zaczepu (3) pokrywa się z osią symetrii źródła światła (18).