تلعب أجهزة استشعار زاوية الميل دورًا حاسمًا في مراقبة الجسور، حيث تُستخدم بشكل أساسي لقياس التغيرات في زاوية ميل هياكل الجسور أو مكوناتها الرئيسية بالنسبة لاتجاه الجاذبية. غالبًا ما تكون هذه التغيرات الطفيفة مؤشرات مهمة على حالة الجسور، واستجابتها للأحمال، وهبوط أساساتها، أو أي مشاكل محتملة قد تُصيبها.
مراقبة ما إذا كان هناك هبوط بطيء وغير منتظم لأساسات ركائز الجسر، مما قد يتسبب في ميلانها. باستخدام مستشعرات الميل لتسجيل تغيرات الزاوية باستمرار لفترة طويلة، يمكن توفير بيانات الاتجاه. مراقبة التغيرات في الوضع الرأسي أو الزوايا المحددة مسبقًا في الوقت الفعلي أثناء بناء ركائز/أبراج الجسر لضمان دقة البناء.
→ مراقبة إزاحة المحمل ودورانه
راقب زاوية دوران محمل الجسر تحت الحمل الفعلي. قد تشير التغيرات غير الطبيعية في زاوية الدوران إلى تقادم المحمل أو تعطلّه أو وجود قيود غير طبيعية عليه. من خلال قياس زاوية الميل النسبية بين الصفيحتين العلوية والسفلية للمحمل، بالإضافة إلى معايير تصميمه، يمكن حساب إزاحة انزلاق المحمل بشكل غير مباشر.
→ مراقبة محاذاة وتشوه العارضة الرئيسية
على الرغم من أن قياس الانحراف المباشر يعتمد عادةً على محولات الإزاحة أو أجهزة التسوية، فإن تركيب أجهزة قياس الميل في مواقع محددة (مثل منتصف الجسر، أو قمم الركائز) يُمكّن من رصد تغيرات الدوران في المقاطع العرضية للجسر. ومن خلال دمج هذه القياسات الزاوية مع المعايير الهندسية للجسر (مثل الطول)، يُمكن حساب اتجاه الانحراف النسبي عند هذه المواقع مقارنةً بنقاط مرجعية. يُعد هذا النهج ذا قيمة خاصة لمراقبة سلامة الهياكل على المدى الطويل، وللجسور ذات الامتدادات الكبيرة.
→ مراقبة تشوه أبراج الكابلات/الأضلاع المقوسة:
تراقب هذه العملية التغيرات الزاوية في أبراج الجسور المعلقة بالكابلات أو أضلاع الجسور المقوسة تحت الحمل باستخدام أجهزة قياس الميل، وتقييم استقرارها الهيكلي العام وحالة التشوه.
تتميز مستشعرات الميل بتقنية MEMS بصغر حجمها وخفة وزنها وسهولة تركيبها على الأسطح الهيكلية أو تضمينها في أجزاء محددة، مع تأثير ضئيل على الهيكل نفسه. كما تتميز هذه المستشعرات بتكلفتها المنخفضة وسعرها المنخفض مقارنةً بأجهزة قياس الميل التقليدية عالية الدقة أو مستشعرات الألياف الضوئية، مما يجعل نشر شبكات الاستشعار على نطاق واسع وبكثافة عالية أمرًا مجديًا اقتصاديًا، وبالتالي الحصول على معلومات أكثر شمولية حول حالة الهيكل. وتستهلك مستشعرات الميل بتقنية MEMS طاقة منخفضة، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لشبكات الاستشعار اللاسلكية التي تعمل بالبطاريات أو بتقنيات حصاد الطاقة، مما يتيح مراقبة طويلة الأمد دون تدخل بشري. يسهل دمج مستشعرات الميل بتقنية MEMS وتحويلها إلى بيانات رقمية، حيث تُخرج عادةً إشارات رقمية مباشرة (مثل I2C وSPI وRS485)، مما يسهل دمجها مع أجهزة تجميع البيانات ووحدات الإرسال اللاسلكي لبناء أنظمة مراقبة آلية. كما تتميز مستشعرات الميل بتقنية MEMS بسهولة تركيبها، حيث لا تتطلب عملية التركيب عادةً سوى قاعدة ثابتة أو قوة جذب مغناطيسية. تتمتع مستشعرات الميل بتقنية MEMS بقدرات استجابة ديناميكية قوية، وبعض مستشعرات MEMS عالية الأداء لديها نطاق ترددي كافٍ لمراقبة الاستجابة الديناميكية للهياكل (مثل تغيرات الميل الناتجة عن الاهتزاز).
الاعتبارات الرئيسية في التطبيقات
تتطلب مراقبة الجسور عادةً دقة عالية (أفضل من 0.01 درجة أو حتى 0.001 درجة) واستقرارًا. ورغم التطور المستمر لتقنية الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)، إلا أن انحرافها على المدى الطويل وحساسيتها لدرجة الحرارة لا يزالان يمثلان تحديات، خاصةً عند تطبيقها في تطبيقات عالية الدقة. لذا، من الضروري اختيار نماذج المستشعرات بعناية لتلبية متطلبات الدقة، مع مراعاة تعويض درجة الحرارة واستراتيجيات المعايرة الدورية.
لا يتغير تشوه هياكل الجسور عادةً بشكل كبير في الزاوية (غالباً ضمن نطاق بضعة أعشار من الدرجة إلى بضع درجات)، ولكن يجب أن تتمتع أجهزة الاستشعار بدقة عالية وخطية عالية ضمن نطاق ضيق. في الوقت نفسه، من الضروري أيضاً مراعاة الزوايا الأكبر التي قد تنتجها الأحداث المتطرفة (مثل الزلازل القوية).
يجب أن تكون أجهزة الاستشعار قادرة على تحمل التغيرات الحادة في درجات الحرارة والرطوبة والاهتزازات والتداخل الكهرومغناطيسي المحتمل في بيئة الجسر. لذا، يُنصح باختيار منتجات تغليف صناعية أو معززة.
يشير قياس زاوية الميل إلى الزاوية بين جسم المستشعر واتجاه الجاذبية. لذا، فإن استواء سطح تركيب المستشعر وثباته وتماسكه مع البنية المراد قياسها أمر بالغ الأهمية. فأي تشوه طفيف أو ارتخاء في سطح التركيب سيؤثر بشكل مباشر على نتائج القياس.
حالة الاستخدام
أنتجت شركة مايكرو-ماجيك سلسلة من مستشعرات الميل بتقنية MEMS لتلبية احتياجات مختلف التطبيقات، بما في ذلك سلسلة 70، وسلسلة T700، وسلسلة T7000. تستند جميع سلاسل المنتجات إلى معايير التصميم الصناعي، وتغطي مستشعرات الميل أحادية المحور وثنائية المحور. تتضمن مخرجات الإشارة مخرجات رقمية وتناظرية (تيار، جهد). تتراوح دقة القياس من متوسطة إلى عالية. تدعم جميع المنتجات بروتوكولات الاتصال RS232/RS485/RS422/TTL/CAN/MODBUS، أو يمكن تخصيصها لتتوافق معها.
كما أنتجت شركة Micro-Magic Inc سلسلة من أجهزة استشعار الميل أحادية اللوحة، والتي تُعد ملائمة للعملاء لدمجها في أنظمتهم الخاصة.
في سياق خاص يتعلق بالجسور والسدود، أطلقت شركة مايكرو ماجيك سلسلة من أجهزة استشعار الميل اللاسلكية. تعمل هذه الأجهزة ببطاريات الليثيوم وتعتمد على تقنية إنترنت الأشياء، وتقنية بلوتوث وزيغبي (اختيارية) لنقل البيانات لاسلكيًا، مما يجنبها قيود التطبيقات الناتجة عن الأسلاك.
توفر مستشعرات الميل بتقنية MEMS، بمزاياها الفريدة، طريقة اقتصادية وفعالة وسهلة التطبيق لمراقبة زاوية الميل محليًا، وذلك لمراقبة سلامة هياكل الجسور. وتلعب هذه المستشعرات دورًا حاسمًا في مراقبة جوانب مثل ميل الركائز، ودوران المحامل، واتجاهات تشوه العوارض الرئيسية، وهي مناسبة بشكل خاص للتطبيقات واسعة النطاق والمراقبة الآلية طويلة الأمد. ومع تقدم التكنولوجيا وتحسين قدرات معالجة البيانات، سيصبح استخدامها في مراقبة الجسور أكثر عمقًا وذكاءً.
Xml سياسة الخصوصية المدونة خريطة الموقع
حقوق النشر
@ شركة مايكرو ماجيك كل الحقوق محفوظة.
دعم الشبكة
بالعربية
