1. Введение 8
1.1. Актуальность 8
1.2. Современные методы мониторинга. Обзор литературы 9
1.2.1. Вибродиагностика 12
1.2.2. Тензометрия 13
1.2.3. Датчики углов наклона 14
1.2.4. Акустическая эмиссия: 15
1.3. Выводы по главе 1 17
1.4. Постановка задачи ВКР 19
2. Теоретическая часть 20
2.1. Причины возникновения акустической эмиссии: 20
2.2. Акустико-эмиссионные датчики 21
2.3. Изменение формы АЭ сигнала 22
2.4. Измеряемые параметры сигналов 23
2.5. Существующие системы АЭ мониторинга 26
2.6. Выводы по главе 2 29
3. Практическая часть 30
3.1. Экспериментальная часть 30
3.2. Принцип работы устройства 32
3.3. Моделирование работы входной части устройства 33
3.3.1. Логарифмический усилитель 36
3.3.2. Интегратор и амплитудный детектор 38
3.4. Структурная схема устройства 40
3.5. Принципиальная схема устройства 40
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 42
4.1. Потенциальные потребители 42
4.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения
4.3. SWOT-анализ 44
4.5. Оценка готовности проекта к коммерциализации 49
4.6. Инициация проекта 50
4.7. Цель и результат проекта 51
4.8. Организационная структура проекта 52
4.9. Ограничения и допущения проекта 52
4.10 Планирование управления научно-техническим проектом 53
4.11. Иерархическая структура проекта 54
4.12. План проекта 55
4.13. Бюджет научного исследования 56
4.14. Расчет затрат на материалы 56
4.15. Расчет заработной платы 57
4.16. Реестр рисков проекта 60
4.17. Оценка сравнительной эффективности проекта: 60
5. Итоги Работы 63
Скорость агрессивного воздействия окружающей среды на конструкции зданий в последнее время значительно возросла.
Произошедшие за последние годы внезапные обрушения купола крытого катка спортивной школы в г. Липецк (2010 г.),крыши спорткомплекса им. В.А. Алексеева в Санкт-Петербурге (2011 г.), обрушение казармы в Омске (2015 г.), поставили на одними из самых важных вопросы мониторинга технического состояния несущих конструкций зданий и сооружений в системе комплексной безопасности функционирования строительных объектов.
Для своевременного обнаружения этих пагубных явлений, принятия необходимых мер и во избежание серьезного ущерба, возникает необходимость в вызове дорогостоящих специалистов с целью осуществления измерений, требующих огромного количества времени и средств, при этом не обеспечивая необходимой частоты измерений. Решением проблемы могла бы стать автоматизированная система мониторинга здания.
Внедрение такой системы позволит своевременно определять реальное состояние строительных конструкций и фундамента, что обеспечит безопасность и надежность строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений [1].
Подводя итоги, отметим все, что было проделано ранее. Был проведен обзор литературы, в ходе которого была раскрыта актуальность проделанной работы. Рассмотрены существующие методы неразрушающего контроля, применяемые для мониторинга зданий и сооружений. Были рассмотрены их сильные и слабые стороны, возможности методов. Рассмотрены преимущества метода акустической эмиссии над традиционными методами неразрушающего контроля.
На следующем этапе проведен теоретический анализ явления акустической эмиссии, рассмотрены причины ее возникновения. Рассмотрено построение датчиков, преобразующих сигнал акустической эмиссии в электрический, а так же изменение формы сигнала, получаемого с выхода датчика. Рассмотрены измеряемые параметры сигналов акустической эмиссии. Проведен обзор существующих систем акустической эмиссии.
В практической части был проведен эксперимент для получения непосредственно, сигналов акустической эмиссии, предложен принцип работы устройства мониторинга зданий, основанный на АЭ методе, смоделированы сигналы для нескольких вариантов входных частей устройства. Предложена структурная и принципиальная схема устройства.
По результатам можно сделать следующие выводы. Акустическая эмиссия является мощным средством неразрушающего контроля, которое прекрасно подходит для мониторинга состояния конструкций зданий и сооружений. Доказательством этому служат уже существующие системы АЭ контроля. Однако существующие системы достаточно дороги и не всегда по карману тем, кто хочет обезопасить себя и свою жизнь. Решением этой проблемы может стать устройство, предложенное в данной работе.
Предложенное устройство имеют низкую стоимость, небольшие массогабаритные параметры, и достаточно низкое энергопотребление. Такое устройство можно интегрировать с уже существующими системами безопасности (такие как система пожарной безопасности), используя существующие протоколы передачи данных и пульты управления.
Стоит отметить, что данная работа - это только начало, положенное для дальнейших модификаций. Данное устройство можно и нужно развивать, делая из него все более мощный инструмент для контроля безопасности функционирования зданий. Дальнейшим развитием этой работы может стать, например, система определения местоположения дефекта с использованием нескольких таких устройств, что поможет своевременно принять меры по восстановлению поврежденной конструкции.
