Портативный программно-аппаратный комплекс

Портативный программно-аппаратный комплекс является высокочувствительной многоканальной аппаратурой. Высокочувствительные сейсмовибрационные датчики (акселерометры) с диапазоном неискаженной регистрации процессов от 0,1 Гц до 50 Гц позволяют исследовать как протяженные высотные объекты, имеющие большие периоды собственных колебаний, так и сооружения с жесткой конструктивной схемой. Связь датчиков с компьютером осуществляется посредством радиосвязи на дальности до 1 км. Для получения наиболее полной информации датчики устанавливаются на сооружении с учетом его расчетной схемы.

В комплексе можно выделить оконечные узлы (до 10) и центральный узел. Каждый оконечный узел содержит 3-х координатный аналоговый датчик вибрации. Сигналы с датчика по трем каналам поступают через усилитель и контроллер на трехканальный блок модуляции, который осуществляет частотную модуляцию сигнала радиопередатчика данного оконечного узла для последующей передачи на центральный узел.

Радиосигнал, принятый на центральном узле радиоприемником, настроенным на несущую частоту радиопередатчика соответствующего оконечного узла, подвергается детектированию в блоке детектирования. После детектирования получаются три аналоговых сигнала, повторяющие по форме сигналы на выходе датчика вибрации оконечного узла. Эти сигналы поступают через аналогоцифровой преобразователь на компьютер, где подвергаются обработке и анализу с помощью соответствующего программного обеспечения.

Беспроводной диагностический комплекс

Центральный узел содержит два пульта управления: пульт управления радиотрактом и командный пульт. Все радиостанции комплекса являются приемопередающими станциями, работающими в 11-метровом диапазоне (27 МГц). Этот диапазон именуется за рубежом «СиБи» – сокращение от " Citizens Band " (англ. «Гражданский диапазон»). Портативные СВ-радиостанции являются достаточно надежными и доступными средствами связи, позволяющими поддерживать постоянный контакт между собой на дальности до 1 км.

В рассматриваемом комплексе с помощью пультов управления могут устанавливаться следующие режимы: дистанционное включение (отключение) всех оконечных узлов; проверка связи (путем передачи тестового сигнала); регистрация измерительной информации в течение заданного интервала времени; дистанционное изменение коэффициента усиления усилителей конкретного оконечного узла.

Беспроводной диагностический комплекс «Струна-Р»: оконечные приемно-передающие СВ-радиостанции; портативная ЭВМ типа «Пентиум»; аналого-цифровой преобразователь на 32 канала; центральные приемно-передающие СВ-радиостанции; трехкомпонентные высокочувствительные датчики вибрации; пульт управления радиотрактом; командный пульт

Переход в частотную область

Аппаратура и методика апробированы на дымовых трубах промышленных предприятий высотой от 40 до 210 метров. Благодаря использованию радиосвязи для передачи сигналов измерительной информации минимизировано время развертывания и свертывания комплекса и существенно облегчен труд монтажников, особенно на высотных сооружениях.

Переход в частотную область и определение основной частоты. Для анализа прочности конструкции на основе эксперимента необходимо располагать зарегистрированными процессами – нагружения и реакции. Для преобразования экспериментально получаемой функции времени y ( t ) из временной области в частотную и наоборот используют прямое и обратное преобразования Фурье.

Обработку сигналов воздействия (нагрузки) и реакции (вибраций) проводят с помощью программы быстрого преобразования Фурье (БПФ). Эквивалентные выражения преобразований общеизвестны и здесь не выписываются. Данный метод является справедливым при условии, что функция y ( t ) периодична. При этом представляют коэффициенты разложения функции в ряд Фурье. Однако практически y ( t ) непериодична и может содержать паразитный низкочастотный тренд. Тем не менее БПФ обращается с ней как с периодической функцией, давая лишь оценку истинного преобразования Фурье для N12 частот, где N – число точек временного ряда.

Отношение Фурье-образов реакции У(ю) и воздействия Р(ео) (выходного и входного сигналов) дают передаточную функцию Яю(со) -частотную характеристику системы: Яю (со) = Y (ю)/Р(со).