O ausculta e monitoramento estrutural Permite monitorar a evolução de pontes, túneis, edifícios, taludes e outras infraestruturas através da medição periódica ou contínua de deslocamentos e deformações.
Quando existe um ponto de referência estável e visibilidade direta para o ponto a ser controlado, o sensores de distância a laser Essas medições podem ser feitas sem contato físico com a estrutura. Essa característica é especialmente útil em locais de difícil acesso, em longas distâncias ou em instalações onde não é viável posicionar um transdutor mecânico entre os dois pontos de medição.
Sensores a laser Dimetix Eles podem ser integrados em sistemas de instrumentação, aquisição de dados e monitoramento para controle. deslocamentos, setas, convergências e movimentos estruturais durante a construção, teste de carga ou operação de uma infraestrutura.
O que pode ser medido com um sensor a laser durante a ausculta?
A medição de distância a laser pode ser usada em diferentes pontos de um sistema. monitoramento estrutural. A aplicação depende da geometria, da distância de trabalho, da precisão necessária e do movimento a ser detectado.
| Infraestrutura | Magnitude ou fenômeno | Aplicação de sensor a laser |
|---|---|---|
| Pontes e viadutos | Deflexão e deformação | Acompanhamento do movimento da placa em relação a uma referência estável. |
| Pontes | Deslocamento relativo | Controle entre estacas, pilares, tabuleiro ou outros elementos estruturais. |
| Túneis | Convergência | Variação na distância entre pontos de uma seção |
| Túneis | Deformação geométrica | Rastreamento de abóbadas, frontões ou relação entre o perfil e a parede. |
| Pilhas e pilares | Deslocamento ou mudança de posição | Monitoramento de elementos estruturais durante a construção ou alterações de carga. |
| Encostas e colinas | Movimento da superfície | Rastreamento de rochas, blocos ou pontos de referência |
| Estruturas durante a construção | Deformação sob carga | Controle durante a construção, movimentação, içamento ou teste de carga. |
Monitoramento de pontes e viadutos: deflexão, deformação e deslocamentos.
No Inspeção de pontes e viadutos Pode ser necessário monitorar a evolução da deflexão do convés, as deformações estruturais ou os deslocamentos relativos entre diferentes elementos da estrutura.
Um sensor a laser instalado em um ponto fixo pode medir periodicamente ou continuamente a distância até um ponto de referência localizado no elemento monitorado. A evolução dessa distância permite a detecção de movimentos durante a construção, operação da infraestrutura ou sob condições específicas de carga.
- Controle do deslocamento da seta ou da placa.
- Medição dos movimentos entre uma estaca, um poste e uma tábua.
- Monitoramento das deformações durante os testes de carga.
- Controle de estruturas durante operações de construção, deslocamento ou içamento.
- Integração de pontos de medição a laser em sistemas SHM (Monitoramento da Saúde Estrutural).
A Dimetix documentou aplicações específicas para monitoramento estrutural de pontes. Na expansão da ponte Huey P. Long sobre o rio Mississippi, dez sensores de distância a laser foram usados para medir em tempo real a deformação de grandes seções de treliça durante seu transporte, içamento e instalação.
Este tipo de aplicação demonstra uma das vantagens da medição a laser: obter informações de deslocamento à distância sem a necessidade de conectar fisicamente os dois pontos a serem monitorados por meio de um transdutor.
Monitoramento de estacas, pilares e elementos estruturais
Durante os trabalhos de construção, também pode ser necessário verificar se um pilar, coluna, fachada ou outro elemento estrutural da ponte Sua posição se altera em decorrência de escavações, obras próximas, mudanças de carga ou movimentações do solo.
Utilizando um ou mais sensores, é possível acompanhar a evolução do deslocamento e comparar cada leitura com uma posição de referência inicial. Esse tipo de instrumentação permite a detecção de pequenas variações de posição sem contato físico com a estrutura monitorada.
Em uma dessas aplicações, sensores a laser da Dimetix foram usados para monitorar a evolução de pilares localizados sob uma ponte enquanto obras de construção estavam sendo realizadas em uma área próxima.
Quando o projeto exige o monitoramento de diversas grandezas, a medição a laser pode ser combinada com inclinômetros, sensores LVDT, extensômetros, piezômetros e sistemas de aquisição de dados.
Inspeção de túneis e controle de convergência
Ele controle de convergência em túneis Permite analisar a variação da distância entre diferentes pontos de uma seção para determinar se estão ocorrendo movimentos ou deformações durante a construção ou operação da infraestrutura.
Um sistema de medição a laser pode realizar esse rastreamento automaticamente quando há linha de visão entre o sensor e o alvo. Comparando leituras sucessivas com uma referência inicial, é possível identificar variações geométricas na seção monitorada.
- Medição de convergência entre pontos de uma seção.
- Controle de deformações de abóbadas e frontões.
- Monitoramento geométrico durante escavações ou construções.
- Controle da distância entre os trilhos e a parede do túnel.
- Detecção de movimentos associados a obras realizadas no túnel ou nas suas proximidades.
A Dimetix possui um pedido de aplicação documentado de Monitoramento automatizado de um túnel ferroviário, Desenvolvidos para detectar possíveis deformações estruturais durante obras de infraestrutura, os sensores realizavam medições periódicas de distância que podiam ser integradas ao sistema de monitoramento.
Utilizando múltiplos pontos de medição, é possível obter uma referência geométrica da seção e estudar sua evolução. Dependendo da aplicação, a medição a laser pode complementar estações totais, inclinômetros, extensômetros e outros equipamentos de monitoramento comuns.
Monitoramento de encostas, taludes e movimentos de rochas
O Instrumentação e monitoramento de taludes Permite a detecção de alterações que podem indicar movimentos do solo, deslizamentos de terra ou perda de estabilidade.
Sensores a laser podem ser usados quando o movimento a ser monitorado ocorre em uma superfície visível a partir de um ponto de medição estável. O sensor mede repetidamente a distância até o alvo, permitindo que sua evolução ao longo do tempo seja analisada.
Possíveis aplicações incluem rastreamento blocos rochosos, encostas, taludes, deslizamentos de terra, áreas com risco de deslizamentos de terra e outros pontos onde se possa definir uma referência de medição estável..
A Dimetix documenta aplicações em que seus sensores são usados para controlar formações rochosas localizadas na infraestrutura ferroviária e também grandes blocos de rocha cujo movimento encosta abaixo deve ser monitorado.
É importante diferenciar esta aplicação de outras técnicas de instrumentação geotécnica. Um sensor a laser permite a medição principalmente de... movimentos visíveis da superfície a partir do ponto de instalação. Quando é necessário estudar movimentos internos do solo, inclinação em diferentes profundidades ou pressão da água, tecnologias específicas como inclinômetros geotécnicos, extensômetros ou piezômetros devem ser utilizadas.
Vantagens da medição a laser no monitoramento estrutural
Uma das principais vantagens dos sensores a laser em relação a muitos transdutores de deslocamento convencionais é que eles realizam a medição. sem contato físico com o elemento monitorado.
- Medição sem contato.
- Possibilidade de trabalho remoto.
- Instale o sensor em uma área protegida ou acessível.
- Leitura automática e contínua.
- Integração com PLCs, registradores de dados e sistemas de aquisição de dados.
- Possibilidade de trabalhar em uma superfície natural ou em uma referência refletora, dependendo da distância e do modelo.
- Medir pontos onde seria difícil conectar fisicamente um transdutor de deslocamento.
Sensor Dimetrix DPE-10-500 para aplicações de longo alcance
Um dos modelos que podem ser usados em aplicações de monitoramento à distância é o Dimetrix DPE-10-500. Este sensor combina precisão milimétrica, alta velocidade de medição e um alcance de até 500 metros quando se utiliza uma folha refletora.
| Recurso | Dimetrix DPE-10-500 |
|---|---|
| Precisão típica de 2σ | ±1 mm |
| Repetibilidade típica 2σ | ±0,3 mm |
| Variedade em superfícies naturais | 0,05 a aproximadamente 100 m |
| Gama de películas refletoras | aproximadamente de 0,5 a 500 m |
| Velocidade máxima de medição | 250 Hz |
| velocidade máxima de saída | 1 kHz |
| Interfaces digitais | RS-232, RS-422, RS-485, SSI e USB |
| saída analógica | 0/4–20 mA |
| Temperatura operacional | -40 a +60 °C |
| Proteção | IP65 |
Em sistemas industriais, também é possível integrar dados de sensores com redes de comunicação e sistemas de controle usando os módulos ou interfaces correspondentes. Por exemplo, a integração com sistemas de monitoramento estrutural tem sido utilizada em tais projetos. PROFINET para transmitir a medição a sistemas de controle e aquisição de dados de nível superior.
A escolha do modelo não deve se basear apenas no alcance máximo. Outros fatores a serem considerados incluem a área a ser medida, a precisão necessária, as condições ambientais, a velocidade de leitura, a geometria de instalação e a interface de comunicação disponível.
Quando se deve usar um sensor a laser e quando se deve usar outra tecnologia?
O sensor a laser é especialmente adequado quando há linha de visão direta, O contato mecânico deve ser evitado e o ponto de referência deve estar localizado a uma distância considerável. No entanto, ele não substitui necessariamente outros instrumentos utilizados na ausculta.
| Necessidade de medição | Tecnologia que pode ser adequada |
|---|---|
| Deslocamento remoto e sem contato | Sensor de distância a laser |
| Pequenos deslocamentos entre dois pontos próximos | LVDT, extensômetro ou transdutor de deslocamento |
| Inclinação ou rotação de uma estrutura | Inclinômetro ou clinômetro |
| Movimentos internos do solo | Inclinômetro geotécnico |
| Pressão intersticial ou nível da água | Piezômetro |
| controle geodésico multiponto | Estação total ou sistema GNSS, dependendo da aplicação. |
Por essa razão, em um projeto de ausculta e monitoramento estrutural É comum combinar diferentes tecnologias dentro do mesmo sistema de medição.
Integração com sistemas de aquisição e monitoramento
Os sensores a laser da Dimetix possuem interfaces industriais que permitem a incorporação da medição de distância em PLCs, registradores de dados, equipamentos de aquisição de dados ou softwares de monitoramento.
Isso permite armazenar dados históricos, representar tendências, comparar medições com valores de referência e gerar alarmes quando um deslocamento excede os limites estabelecidos para o projeto.
Em sistemas de monitoramento permanente, o sensor a laser pode fazer parte de uma rede de instrumentação juntamente com inclinômetros, extensômetros, LVDTs, sensores ambientais, piezômetros e outros equipamentos de medição.
Seleção de sensores para um projeto de auscultação
Para definir corretamente uma solução de medição, é necessário conhecer pelo menos o distância de trabalho, deslocamento esperado, precisão necessária, superfície alvo, condições ambientais, frequência de leitura e sistema de aquisição de dados..
A GUEMISA pode ajudar a selecionar o sensor Dimetix e a tecnologia de medição mais adequados com base nas condições reais de cada instalação.
Se você estiver desenvolvendo um projeto de Inspeção de pontes, monitoramento de túneis, controle de convergência, monitoramento de estruturas ou instrumentação de taludes., Você pode nos fornecer os dados da aplicação para que possamos estudar a solução de medição mais adequada.