Применение магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в испытательном оборудование для определения смещения грунта.

Смещение грунта при инъекции

Инъекция в строительстве и геотехнике — это метод введения под давлением специальных материалов в грунт или строительные конструкции для их укрепления, герметизации или улучшения эксплуатационных характеристик.

Основные задачи инъекции:

• Улучшение характеристик грунта: увеличение несущей способности, снижение водопроницаемости или стабилизация слабых грунтов.

• Ремонт конструкций: устранение трещин, пустот и других дефектов в бетоне, кирпичной кладке или скальных массивах.
• Гидроизоляция: создание водонепроницаемого барьера для защиты от проникновения воды.

Материалы, используемые для инъекций, выбираются в зависимости от грунта.

Перед проведением инъекции, необходимо учесть смещение грунта и как грунт в дальнейшем может повлиять на то или иное сооружение.

Причины и механизмы смещения грунта

Смещение грунта при инъекции возникает из-за ввода под давлением инъекционного материала в поры и пустоты грунта. Основные механизмы, влияющие на процесс смещения:

• Гидростатическое давление: Введение материала создает избыточное давление, которое вытесняет частицы грунта.
• Изменение объема: При застывании инъекционного раствора может происходить его расширение, что вызывает дополнительные сдвиги.
• Реологические свойства раствора: Вязкость и текучесть инъекционного материала определяют интенсивность и характер смещения.

Необходима точная и качественная система сбора данных

К нам обратилась компания с вопросом: Можем ли мы подобрать из своего ассортимента датчики для того, чтобы отслеживать смещение модельного грунта и выводить показания с датчиков на экран? При этом, еще было условие, что датчики должны быть поверенные!

Для проведения испытания инъектируемого материала (модельного грунта) используется испытательный стенд, который позволяет исследовать физический свойства грунта.

Общий вид стенда сбоку

Вид стенда изнутри

Прижимная пластина с тремя штырями

Испытательный стенд  установлен на произвольно собранной передвижной конструкции к которой подключен шланг для введения инъекции. В цилиндрическую форму засыпается модельный грунт до необходимой отметки для проведения испытаний. На засыпанный модельный грунт кладется прижимная пластина.

Далее на прижимную пластину кладется пневматическая резиновая подушка (на фото ее нет) и сверху устанавливается прижимная крышка (в ней есть отверстия для трех штырей) с установленными датчиками, которую в итоге фиксируются на болты.

Принцип работы

Инъекционный материал (смесь) обладает свойством расширяться при застывании, что создает определенное давление на модельный грунт. Задача испытаний заключается в том, чтобы определить, как каждый материал расширяется и какое давление он оказывает при этом. Для измерения степени расширения используется три датчика перемещения, которые фиксируют, насколько увеличивается объем инъектируемого модельного грунта. Давление грунта на поверхности измеряется с помощью тензодатчика, установленного на прижимной крышке.

Материал подается через шланг и начинает воздействовать на грунт, выдавливая его вверх. В процессе этого грунт поднимает прижимную пластину, оснащенную тремя штырями. При этом пластина оказывает давление на резиновую подушку, которая передает усилие на прижимную крышку. Тензодатчик фиксирует создаваемое усилие.

Одновременно с этим прижимная пластина со штырями поднимается и вызывает смещение, которое измеряется датчиками перемещения, закрепленными на прижимной крышке. Эти датчики имеют пружинный шток и установлены таким образом, чтобы упираться в штыри, что позволяет точно зафиксировать изменения положения грунта.

На фотографиях установлены датчики перемещения клиента, которые он сам поставил, для тестирования. Три штыря необходимы, чтобы получить среднее значение смещения, так как грунт неоднородный, датчики будут показывать разные значения.

Какую систему смогла собрать МультиСистемная Интеграция используя датчики собственного производства?

В нашем портфолио уже были подобные собранные системы и мы сразу смогли сориентироваться, что именно нужно клиенту. Предложили комплексную систему сбора данных, которую он сможет использовать не только для испытаний на смещение грунта, но и для других подобных проектов.

Комплексная система сбора данных

Собранная система состоит из следующих компонентов:

• Шкаф с системой сбора данных;
• Три датчика линейного положения с переходной пластиной.

Датчики прикручиваются к прижимной крышке испытательного стенда клиента, а магнитная каретка на датчике закрепляется к торчащему штырю. Датчики подключаются к шкафу сбора данных, а сам шкаф подключается к компьютеру. На компьютере уже отображаются значения с датчиков, при этом дополнительно, все значения записываются на SD-карту, а также могут быть выведены на любое удаленное устройство (смартфон, планшет, компьютер).

Преимущества профильного датчика серии MSI-PB

• Возможные интерфейсы датчика – Analog, START/STOP;
• Измеряемая длина: от 50 до 4000 мм с шагом 1 мм;
• Повторяемость лучше 0,005% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет каждый раз показывать одно и тоже значение в заданной точки;
• Высочайшая точность: линейность лучше 0,02% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет определить точную координату перемещаемого магнита;
• Рабочая температура: -40 °C…+75 °C – обеспечивает стабильную работу датчиков даже в экстремальных условиях окружающей среды;
• Класс защиты – IP65, IP67 (при кабельном выводе);
• Надежная конструкция – профиль датчика изготовлен из алюминия, его форма сделана таким образом, чтобы обеспечить удобный и простой монтаж. Датчик может быть смонтирован в любом положении, дополнительные аксессуары расширяют области и сферы применения;
• Датчик занесен в ГОСРЕЕСТР СИ № 91882-24;
• Возможна поверка датчика по запросу.

МультиСистемная Интеграция – Комбинируем технологии для вашей выгоды

Обратившись в нашу компанию клиент получил профессиональный подход к решению своего вопроса. Он приобрел комплексную систему сбора данных, с поверенными датчиками, которые занесены в ГОСРЕЕСТР. В дальнейшем систему клиент может использовать не только для испытаний смещения грунта, но и для других проектов.