Устройство для динамического зондирования грунта

СОЮЗ СоаЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 02 Р 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОсудАРстаенный нОмитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1065535, кл. Е 02 0 1/02, 1982.Трофименков Ю.Г. и др. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов. М.: Стройиздат, 1974, с. 71-75.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГОЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТА(57) Изобретение относится к областиисследования грунтов при.инженерногеологических изысканиях в строительстве. Позволяет повысить точностьизмерения динамического сопротивления. Содержит зонд 1 с конусным наконечником 2, ударник 3, пьезоэлектрический датчик 4, закрепленный наконусном наконечнике 2, нормирующийусилитель 5, нуль-органы 6 и 7,логические элементы И-НЕ 8,9 и 1 О,генератор 11 опорной частоты, цифроаналоговый преобразователь 12, счетчики 13 и 14, делитель 15 напряженияи источник 16 опорного напряжения.1 ил,1 3448Изобретение относится к областиисслЕдования грунтов при инженерногеологических изысканиях в строительстве.Цель изобретения - повышение точности измерения динамического сопротивления грунта.На чертеже изображено предлагаемое устройство. 1 ОУстройство содержит зонд 1 с конусным наконечником 2, ударник 3,пьезоэлектрический датчик 4, закрепленный на конусном наконечнике 2,нормирующий усилитель 5, первый 6 и 15второй 7 нуль-органы, три логическихэлемента И-НЕ 8-10, генератор 11опорной частоты, цифроаналоговый преобразователь 12, два счетчика 13 и14, делитель 15 напряжения и источник 16 опорного напряжения,Устройство работает следующим образом.При ударном нагружении, прикладываемом ударником 3 к зонду 1 с конусным наконечником 2, на выходе пьезоэлектрического датчика 4, закрепленного непосредственно на конусномнаконечнике 2, образуется импульснапряжения, пиковое значение и длительность которого характеризуютэнергию ударного напряжения, Импульснапряжения усиливаетсянормирующимусилителем 5 и поступает на одинвход первого нуль-органа 6 и черезделитель 15 напряжения - на одинвход второго нуль-органа 7, На другие входы нуль-органов 6 и 7.поступает нулевое напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 12.На выходе нуль-органов б и 7 образуются положительные перепады напряжения, которые управляют логическими элементами И-НЕ 8-10. Логические элементы И-НЕ 8-10 пропускают навходы счетчика 13, имеющего счетныедекады младшего и старшего разрядов,импульсы с выхода генератора 11 опорной частоты.50Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 12 повьппается до тех пор, пока не сравняется с измеряемьй входным импульсным напряжением. При этом нуль-органы 6 и 7 имеют на выходах отрицательное напряжение и импульсы счета с генератора 11 опорнойчастоты на входь счетных декад младшего и старшего разрядов 61 2счетчика 13 не поступают, так как логические элементы И-НЕ 8-10 закрыты, Для повышения бьк.тродействия устройства в нем предусмотрен принцип параллельного поступления счетных импульсов на входы счетных декад младшего и старшего разрядов счетчика 13. Измеряемый входной импульсный сигнал поступает непосредственно на вход нуль-органа 6, выходное напряжение которого управляет поступлением счетных импульсов на счетную декаду младшего разряда счетчика 13. На вход нуль-органа 7, управляющего счетной декадой старшего разряда счетчика 13, измеряемое напряжение поступает с коэффициентом передачи, равным 0,85-0,9. Таким образом, нуль- орган 7 сработает раньше, чем нуль- орган 6, и на вход счетчика декады старшего разряда импульсы могут поступать только с выхода счетной декады младшего разряда счетчика 13 через логический элемент И-НЕ 10. В момент сравнения измеряемого входного напряжения с выхода цифроаналогового преобразователя 12 счетные импульсы перестают поступать и на вход счетной декады младшего разряда счетчика 3. Параллельная работа счетных декад младшего и старшего разрядов счетчика 13 обеспечивает повьппение быстродействия работы всего устройства в 3-4 раза.Помимо измерения пикового значения ударного импульса в устройстве осуществляется также измерение длительности импульса и количества произведенных ударов. Импульсное напряжение с выхода нормирующего усилителя 5 поступает в счетчик 14, который подсчитывает число импульсов, Кроме того, один из входов счетчика 14 соединен с выходом генератора 11 опорной частоты. Импульсы опорной частоты заполняют измеряемый ударный импульс по длительности. Число импульсов опорной частоты, укладывающееся по длительности измеряемого импульса, и пропорциональное измеряемой длительности подсчитывается счет-чиком 14. Таким образом, в предлагаемом устройстве измеряется пиковое значение ударного импульса, длительность. Квадрат произведения измеряемых величин, умноженный на число имЗаказ 4894/31 Тираж б 06 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,з 13448 пульсов и постоянные коэффициенты, даст значение удельной энергии, прикладываемой ударником к конусному наконечнику 2,по которой определяют условное динамическое сопротивление5 грунта.Таким образом, использование предлагаемого устройства (по сравнению с известным) позволяет измерять удельную энергию непосредственно на конусном наконечнике зонда, в результате чего повьппается точность определения условного динамического сопротивления грунта. 15Экономический эффект от использования предлагаемого устройства составляет ориентировочно 500 тыс. руб. на один прибор. 20Формула изобретения Устройство для динамического зондирования грунта, содержащее .зонд с конусным наконечником и ударник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения динамического сопротивления, оно снабжено двумя нуль-органами, нормирующим усилителем, делителем напряжения, источником опорного напряжения, тремя логическими элементами И 64НЕ, генератором опорной частоты, цифроаналоговым преобразователем, двумя счетчиками и пьезоэлектрическим датчиком, установленным на конусном наконечнике, причем пьезоэлектрический датчик соединен через нормирующий усилитель с одним входом первого нуль-органа непосредственно, а через делитель напряжения в .с одним входом второго нуль-органа, вторые входы нуль-органов подключены к входу цифроаналогового преобразователя, выходы нуль-органов подключены к одним входам первого и второго элементов И-НЕ, другие входы которых соединены с генератором опорной частоты выход первого элемента И-НЕ соединен с одним входом первого счетчика, выходы которого подключены соответственно к входам цифроаналогового преобразователя, выход второго элемента И-НЕ через третий элемент И-НЕ соединен с другим входом первого счетчика, другой вход третьего элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом первого счетчика, входы второго счетчика соединены соответственно с генератором опорной частоты и с выходом нормирующего усилителя, а источник опорного напряжения подключен к входу делителя напряжения.