Акселерометр-наклономер АН-Д3

Акселерометр-наклономер АН-Д3 – средство измерения угла наклона и колебательных ускорений строительных конструкций в системах мониторинга строительных конструкций СМИК. В устройстве совмещен функционал инклинометра и прецизионного акселерометра сверхмалых ускорений в диапазоне 0-20Гц.

* Информационный буклет АН-Д3
* Руководство по эксплуатации АН-Д3
Области применения:

Промышленное и гражданское строительство

– Системы мониторинга строительных сооружений с целью определения кренов, прогибов и деформаций несущих конструкций, балок, колон, оснований и фундаментов

– Системы мониторинга напряженно-деформированного состояния большепролетных конструкций и высотных сооружений, мостов, антенных опор

Атомная энергетика

-Системы статического и динамического мониторинга эксплуатируемых объектов использования атомной энергии по СТО-СРО-С 60542960 00043-2015

Ветроэнергетика

-Виброчастотный мониторинг напряженно-деформированного состояния опор ветрогенераторов

Основные возможности АН-Д3

В АН-Д3 совмещены две функции инклинометра (контроль изменения углов наклона строительной конструкции) и акселерометра (измерение ускорений строительных конституций), работающего в диапазоне 0-20ГЦ.
Благодаря своему принципу работы возможно измерение колебаний в диапазоне от 0(DC)Гц, чего невозможно добиться, используя акселерометры и сейсмоприемники с пьезокерамическими, электронно-молекулярными у которых нижняя граница измеряемых частот находится в интервале 0,1 -0,5Гц. MEMS-акселерометры не обладают требуемой чувствительностью.
АН-Д3 разработан специально под задачи систем мониторинга строительных конструкций. При разработке был учтен многолетний опыт применения инклинометров серии ИН-Д3.

В АН-Д3 реализован:

– высокий уровень помехозащищенности цифровой линии
– контроль собственного состояния акселерометра, передача информации о состоянии
– запись в файл значений ускорений
– расчет среднего значения и максимального значения ускорений строительных конструкций за заданный период
– точная синхронизация по времени измерений нескольких акселерометров АН-Д3 дает возможность проводить анализ колебаний строительных конструкций с нескольких акселерометров

Применение АН-Д3 позволяет:

– увеличить количество измерительных каналов на один датчик, без увеличения количества кабельных линий. К двум каналам статических измерений угла наклона добавляется два канала динамических измерений колебательных ускорений
– снизить стоимость системы мониторинга строительных конструкций за счёт уменьшения количества применяемых датчиков
– снизить стоимость развертывания системы мониторинга за счёт уменьшения количества установочных элементов, соединительных кабелей, коммутационного оборудования

Особенности исполнения:

– 4 измерительных канала передачи данных: X,Y-углы наклона, X,Y-ускорения,
– Передача данных по 2-х проводной линии RS-485
– Поддержка протокола ModBUS,
– Решение IP31, IP65
– Контроль состояния оборудования, передача данных об ошибках в измерительном канале.
– Различные диапазоны измерения углов ±720, ±3600 ±7200,±21600, ±36000 угл. сек.

* Технические характеристики
* Информация для заказа
Основные технические характеристики:

Модельный ряд АН-Д3 720 АН-Д3 3600 АН-Д3 7200 АН-Д3 21600 АН-Д3 36000
Параметры измерения ускорений
1 Диапазон измерения ускорений (амплитудное значение), м/с2 3,4х10-2 1,7х10-1 3,4х10-1 1 1,7
2 Коэффициент преобразования на базовой частоте 1Гц, 1 (цифровой выход)
3 Отклонение значения коэффициента преобразования от номинального, не более, % 5
4 Нелинейность амплитудной характеристики, не более, % 5
5 Диапазон рабочих частот, Гц 0[DC]-20
6 Неравномерность АЧХ относительно значения на частоте 1Гц в полосе рабочих частот, не более, дБ 3
7 Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения ускорений на частоте 1Гц, не более, % от диапазона 10
Параметры измерения угла наклона
8 Диапазон измерений углов наклона, угловые секунды 720 3600 7200 21600 36000
9 Пределы допускаемой основной приведённой к полному диапазону измерений погрешности измерений угла наклона, % ±0,5
10 Пределы допускаемой дополнительной приведённой к полному диапазону измерений погрешности, вызванная изменением температуры на 1ºС, % ±0,005
11 Температурный дрейф нуля, вызванный изменением температуры на 1ºС, % от полного диапазона измерений ±0,005
Общие характеристики
12 Тип выходного сигнала интерфейс RS-485
13 Градуировочная характеристика по углам наклона и амплитудному значению ускорений Линейная функция преобразования
14 Рабочий температурный диапазон от – 40 до + 50°С
15 Угол между радиальными измерительными осями преобразователя, º 90 ±1
16 Пылевлагозащищённость, степень защиты IP 31, 65
17 Протокол обмена ModBus TCP, запись в файл
18 Количество измерителей в одной измерительной цепи до 10
19 Общая длина кабельной линии, м до 800
20 Напряжение питания, В от 9 до 28
21 Потребляемый ток, не более, мА 40
22 Габаритные размеры корпуса преобразователя (ϕ х высота), мм 80х105
23 Масса измерителя, кr 0,45
24 Назначенная наработка на отказ, часов, не менее 10000
25 Средний срок службы, лет, не менее 10

Принцип работы:

Акселерометр-наклономер АН-Д3 состоит из первичного преобразователя и электронного блока в состав которого входит: электронный модуль аналогового преобразования, модуль аналогово-цифрового преобразования, модуль цифровой обработки сигнала. Корпус имеет 3 опорных винта, с помощью которых производится точная установка измерителя на объекте. Первичный преобразователь акселерометра-наклономера представляет собой заполненную электролитом ампулу с пятью токовыводами. Маятник, подвешенный на нерастяжимой нити, являющийся центральным электродом, и четыре боковых электрода образуют мостовую измерительную схему. При наклоне или ускорении преобразователя изменяются расстояния между центральным электродом-маятником и боковыми электродами в двух взаимоперпендикулярных направлениях (при воздействии ускорений изменение положения маятника вызвано силой инерции). Это приводит к изменению электрических сопротивлений заполненных электролитом межэлектродных полостей. Электронный модуль аналогового преобразования, отслеживая указанные изменения, вырабатывает электрические сигналы, величины которых определяют суммарный вклад составляющих углов наклона и воздействующих на маятник ускорений по двум измерительным осям.

Полученный электрический сигнал подвергается аналого-цифровому преобразованию и последующей цифровой обработке:

– Для выделения составляющей ускорения в полученном сигнале применяется: передискретизация сигнала на более высокую частоту, подавление сигнала в области высоких частот, цифровая корректирующая фильтрация для выравнивания АЧХ в области полезных частот.

– Для выделение составляющей угла наклона применяется усреднение цифрового сигнала на большом интервале измерений.

Для синхронного измерения ускорений с нескольких датчиков, например, для расчета взаимных спектров сигналов нескольких акселерометров организованы два буфера FIFO по каждой измерительной оси X и Y. Это позволяет передавать по одной линии результаты измерений нескольких датчиков без потери синхронизации. Данные из буфера FIFO передаются по цифровому интерфейсу полудуплексной линии RS-485 по помехозащищенному протоколу.
Сведения о сертификации:
Измерители зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений под номером 71342-18. Свидетельство об утверждении типа (сертификат) RU.C.28.070.A №70053. Срок действия до 01 июня 2023г.Производитель: Собственное производство