Система мониторинга инженерных конструкций. Сравнение и рекомендации при выборе датчиков ZET 7152-N и ZET 7156

Добрый день, дорогие друзья!

На вебинаре был рассмотрен аппаратно-программный комплекс одной из подсистем «Системы мониторинга инженерных конструкций» — «Мониторинг собственной частоты колебаний и логарифмического декремента затуханий».

Спасибо всем, кто присоединился к нам!

Приносим глубочайшие извинения за технические накладки, которые произошли во время проведения прямой трансляции!

В связи с этим, запись вебинара разделена на два фрагмента, и ее можно будет посмотреть в любой удобный для вас момент.

При соединении по цепочке обеспечивает ли вышедший из строя датчик прохождение сигналов сквозь себя, или кладёт всю цепь?

Выход из строя датчика, как правило, не приводит к нарушению работы измерительной линии, так как соединение осуществляется параллельно на линию, однако существует некоторая вероятность выхода лини из строя в случае если неисправность приведет к замыканию линий данных.

Данная система интегрируется в другие системы Скада?

Интеграция измеренных значений в существующем SCADA-проекте в другие системы SCADA возможна по OPC.

Если речь про ГОСТ Р 54859-2011 то он вроде уже недействующий?

Данный ГОСТ в настоящее время не действующий, однако, приведенная в нем методика измерений использована в нашем программном обеспечении для регистрации как основного тона так и соответствующего ему логарифмического декремента затухания, требования к измерению которых прописаны в других действующих в настоящее время документах (например, ГОСТ 34081-2017, СП 330.1325800.2017).

​Есть ли опыт использование вашего ПО и датчиков для мониторинга мостов?

Наши программно-аппаратные комплексы были использованы на следующих мостах: Ворошиловский мост (г. Ростов-на-Дону), мост через реку Кама (Удмуртия), Бугринский мост (г. Новосибирск). На всех конструкциях установлена подсистема мониторинга напряжённо-деформированного состояния инженерных конструкций из состава СМИК ZETLAB.
Что касается определения собственной частоты колебаний и логарифмического декремента затуханий, с использованием нашего программного обеспечения нами проводились измерения моста через линию Октябрьской Ж/Д Ленинградского направления по Старокрюковском проезду в г. Зеленограде.

Скажите, как ваша система выполняет этот пункт госта -> А.3 Далее проводят фильтрацию полученного спектра мощности полосовым фильтром с границами частотной полосы пропускания

При вводе информации в программу о типе здания (кирпичное, каркасное и тп) и его этажности, границы контролируемого диапазона в частотной области спектра назначаются программой автоматически, однако, существует возможность назначения верхней и нижней границ диапазона явным образом, задав значения соответствующих периодов T1 и Т2 либо частот f1 и f2 (кому как удобней). Программа при расчете полностью игнорирует спектральную мощность сигнала, зарегистрированную за пределами указанной частотной области, таким образом фильтруя только ту область частот в которой находится искомый локальный максимум соответствующий регистрируемой частоте. Затем программа в наколенный спектр (с усреднением при котором достигается высокая степень его сглаженности) вписывает в локальный максимум огибающую по методу наименьших квадратов и по ней с высокой точностью регистрирует значение частоты соответствующей максимуму.

Есть вопрос по граничным значениям расчета: если их не выбирать из таблицы каркасное, крупноблочное и тд, то откуда брать их справочные ожидаемые значения?

В этом случае необходимо воспользоваться расчетными данными полученными по моделям на этапе проектирования здания. Если таких данных нет, то для таких случаев необходимо измерение произвести в два этапа: на первом этапе следует установить максимально возможный диапазон измерения от 0 до 10 Гц, а также следующие параметры программы: частотное разрешение 0,1 Гц; усреднение 10 сек; накопление 1000. По истечении времени в таком режиме регистрации в течении 3…5 минут будут получены спектры с достаточным усреднением для того чтобы можно было визуально оценить области расположения локальных максимумов спектров соответствующих собственным частотам колебаний (для частоты зависимость обратная — чем больше высота здания тем ниже ожидаемая частота колебаний, для периода колебаний — прямая). После предварительной оценки значений частоты локальных максимумов по осям колебаний здания устанавливаются границы мониторинга (частоты f1 и f2, либо периода T1 и T2) таким образом, чтобы регистрируемая частота колебаний (по каждой оси) находилась примерно в середине диапазона. При назначении диапазона мониторинга в первую очередь надо следить за тем чтобы «соседние» локальные максимумы с большей спектральной мощностью оказались за его пределами.

В примере на вебинаре контролируемый программой диапазон частоты был довольно большим и составлял от 1 до 5 Гц. Однако видно что для оси Х колебаний здания верхний (регистрируемый с акселерометра ZET 7152) и средний графики (регистрируемый велосиметром ZET 7156) имеют значительные по уровню локальные максимумы на частотах около 2 Гц которые при проведении долговременного мониторинга желательно исключить, ограничив контроль верхней частоты f2 значением 1.5 Гц.

Каковы температурные диапазоны работы этих датчиков? Смогут ли линии без дополнительного экранирования работать в условиях сильных электромагнитных помех?

Температурные диапазоны работы датчиков, а также их электромагнитная совместимость приведены в технических характеристиках на страницах сайта ZET 7156 VER.1 и ZET 7152-N VER.1. С требованиями по заземлению и экранированию измерительных линий, можно ознакомиться в разделе Поддержка на странице Заземление и экранирование.

Как понять что с течении времени датчик(и) не потеряли своё место на какой либо конструкции?

В случае стационарных систем, таких как СМИК, программное обеспечение работает как правило в непрерывном режиме. При этом выполняется не только контроль за наличием связи с датчиком, но и контроль достоверности получаемой от датчика информации (сигнал в области ограничения сигнал не меняется и тп).

Возможно ли датчик устанавливать в автономном режиме без постоянного питания?

Для этих целей существует готовое решение — регистратор выполненный в виде чемодана с индикатором и встроенным аккумулятором. Регистратор имеет соответствующий внешний разъем с интерфейсом CAN, позволяющий быстро подключить датчик (или несколько датчиков одновременно) к регистратору и произвести запись сигналов необходимой длительности. Обработку регистрируемых сигналов можно производить как в реальном режиме времени, подключив к регистратору компьютер по интерфейсу Ethernet, либо в режиме пост обработки, для чего потребуется последующая конвертация данных с регистратора на компьютер по интерфейсу USB с использованием программного обеспечения ZETLAB. В случае, когда обычное подключение по Ethernet недоступно, или когда требуется обеспечить резервный канал на случай неполадок в сети Ethernet, имеется возможность установить дополнительную опцию для передачи данных на ПК по сети GSM.

Методика измерений аттестована?

Поскольку проводятся прямые измерения в соответствии с ГОСТ 34081-2017, то аттестация методики не обязательна. В соответствии с ГОСТ вычисляются частоты и ширины полос на уровне 0,7 и находятся все параметры простым делением.

​Как установить датчик строго вертикально?

Допустимая погрешность ориентации осей для датчиков ZET 7156 и ZET 7152-N (без выхода за пределы погрешности измерений) составляет ±3 градуса. Проверка установки по вертикали в пределах ±3 градуса легко обеспечивается любым строительным пузырьковым уровнем, который следует установить на верхнюю поверхность датчика для контроля при установке.

​Будет ли производится расчет за границами указанных величин если фактический сигнал выйдет за них?

Если собственная частота колебаний выйдет за пределы установленного в программе частотного диапазона f1 f2, то расчет частоты производиться не будет. Как правило, диапазон расчета устанавливается с достаточным запасом — хотя бы в 50% от контролируемого значения частоты.
Пример: при контроле собственной частоты 2 Гц, нижняя граница контроля устанавливается не более чем 1.5 Гц. При этом значение установки верхней границы контроля по частоте не так критично и это связано с тем что снижение несущей способности обычно приводит к снижению собственной частоты колебаний из-за снижения жесткости конструкции при сохранении ее массы. Незначительные изменения частоты колебаний в большую сторону хотя и случаются но редко и связаны они как правило с промерзанием грунта зимой, либо значительным уменьшением массы сооружения — демонтаж большого количества оборудования перепланировка и тп.

Ждем обратной связи! Пишите на почту, оставляйте комментарии под видео и в соцсетях. Будем рады ответить на все возникшие вопросы!