Опыт разработки тензодатчиков для масштабных проектов страны

Тензодатчик – «сердце» любой весоизмерительной системы. От его метрологических характеристик зависят точность и надежность работы весоизмерительной техники. «Тензо-М» на протяжении 33 лет успешно разрабатывает и производит весовое и дозирующее оборудование, а также его высокотехнологичные компоненты – тензодатчики и весовые терминалы.

На сегодняшний день нами выпущено более 500 000 тензодатчиков. Благодаря применению высококачественных комплектующих датчики надёжно работают в любых климатических условиях. Метрологические и технические характеристики тензодатчиков сопоставимы с европейскими аналогами, что подтверждается сертификатами на соответствие требованиям международных стандартов.

«Тензо-М» предлагает широкий модельный ряд тензодатчиков: датчики балочного типа, «single point», сжатия мембранного типа, сжатия типа колонна, растяжения-сжатия и растяжения для крановых весов. Ежегодно мы выпускаем 40 000 серийных моделей. Несмотря на это, иногда заказчики обращаются к нам с нестандартными запросами на изготовление тензодатчиков, требующими уникальной разработки и моделирования.

Наши тензодатчики в космосе!

Первым заказчиком нестандартных тензодатчиков стало научно-производственное предприятие "Звезда". Это ведущее предприятие в области создания и производства индивидуальных систем жизнеобеспечения летчиков и космонавтов, средств спасения экипажей и пассажиров при авариях летательных аппаратов, систем дозаправки самолетов топливом в полете.

В 2008 году специалисты предприятия проводили работы по модернизации нагрузочного костюма «Пингвин», применяемого для сохранения роста космонавтов во время полётов. В условиях невесомости позвоночник человека имеет свойство удлиняться, так как на него не давит вес тела. Остаться в первоначальной форме очень важно, иначе космонавт не поместится в своё индивидуальное кресло для возвращения на Землю.

Силовые тяги, вмонтированные в «Пингвин», нагружают определённые группы мышц, помогая сохранять обычный рост человека во время полётов. Инженерам потребовались тензодатчики, определяющие оптимальную нагрузку воздействия для достижения оптимального эффекта применения костюма.

«Тензо-М» разработала и успешно испытала специальный тензодатчик для измерения мышечной нагрузки космонавтов, а заказчик встроил его в костюм «Пингвин». Бортинженер Юрий Маленченко в течение 5 дней по несколько часов носил это снаряжение и фиксировал все данные об изменениях нагрузки (рис. 1). В конце испытания вся информация была отправлена учёным для изучения.

Рис. 1. Бортинженер Маленченко в нагрузочном костюме «Пингвин»

Из космоса вглубь Земли

Полезным опытом в производстве нестандартных моделей тензодатчиков для нас стало сотрудничество с крупнейшим российским девелопером комплекса зданий «Москва-Сити». Строительство комплекса, расположенного на берегу Москвы-реки, по праву считается наиболее масштабным проектом на территории Российской Федерации за последние 100 лет.

Строительство подобных сооружений увеличивает риски возникновения аварий. Поэтому в 2009 году инженеры «Москва-Сити» обратились к нам с просьбой изготовить экстензометр для оценки деформаций монолитного фундамента крупнейшего на тот момент в Европе небоскреба «Федерация». Для удержания стенок котлована от обрушения использовалась специальная конструкция с анкерами, эффективность работы которой зависела от постоянства натяжения. Если натяжение нескольких расположенных рядом анкеров уменьшится, то возможна авария.

Наша компания разработала и установила опытные образцы анкерных тензодатчиков ДА-200 в котловане строящегося здания (рис. 2). Применение датчиков, непрерывно измеряющих натяжение анкеров, позволило в реальном режиме времени определять держит анкер стенку или «ползет» и скоро начнется выпучивание стенки котлована. Эта информация использовалась в дальнейшем для мониторинга возникновении аварийных ситуаций.

Тензодатчики успешно отработали в течение нескольких лет в условиях обледенения под открытым небом, а мы получили ценные данные, которые были учтены при разработке следующих партий анкерных датчиков.

Рис. 2. Анкерный датчик типа ДА-200

На страже искусства

В 2009 году компания «Тензо-М» приняла участие в масштабном проекте по переносу Государственного Академического Большого Театра - ГАБТ РФ на постоянный фундамент. Реконструкция основного здания Большого театра стала колоссальным проектом мирового уровня. Проект включал в себя реставрацию зрительской части театра и сцены с углублением подземного пространства.

Во время выполнения проекта в здании появился риск возникновения неравномерных осадков и деформаций в процессе срезки временных свай. Главной задачей стал контроль напряженного состояния железобетонных стен подземного пространства в узлах сопряжения с перекрытиями 3-го уровня, так как в данных местах ожидались максимальные деформации.

Для решения этой задачи компания «Тензо-М» использовала закладные тензометры ТЗБ-100, установленные вертикально внутри конструкции, с помощью которых строители осуществляли мониторинг несущих стен театра. Результаты измерений передавались к центральному измерительному пункту в беспроводном режиме при помощи GPRS-роутеров.

Созданная измерительная система позволила строителям непрерывно отслеживать в круглосуточном режиме деформационное состояние конструкций подземной части.

Рис. 3. Закладной тензометр ТЗБ-100, закрепленный проволоками в заданной ориентации перед заливкой бетоном

Интересным проектом стало сотрудничество с ООО «Стройцирк». Компания 30 лет занимается производством и монтажом оборудования для театров, концертных залов и дворцов культуры. Заказчику потребовался специальный тензометрический датчик, измеряющий силу натяжения тросов механизмов подъема сцены. Наша компания в кратчайшие сроки разработала тензодатчик СЦОБ (рис. 4).

Датчики были установлены взамен штатной оси обводных блоков с передачей информации о нагрузках в программное обеспечение. В случае возникновения аварийной ситуации или дисбаланса системы алгоритм программы осуществлял мониторинг работы механизмов. Тензодатчик СЦОБ может применяться везде, где есть необходимость контроля нагрузок при перемещении грузов с помощью тяговых устройств – талей или лебедок.

Рис. 4. Тензометрический датчик СЦОБ

Курс на импортозамещение

В последние годы со стороны потребителей вырос спрос на разработку и изготовление аналогов тензодатчиков, которые раньше можно было без труда приобрести за границей. Примером такого опыта импортозамещения стал проект «Юг Руси». Компания является одним из лидеров российского рынка бутилированного масла, производит соки, муку, мучные и кондитерские изделия.

В ответ на запрос специалистами «Тензо-М» был разработан и изготовлен тензометрический датчик ТС-6 (рис. 5). Тензодатчик послужил заменой дорогостоящему аналогу иностранного производства. Он предназначен для встраивания в систему высокоточного дозирования подсолнечного масла в составе французской автоматической линии розлива Hema SF Classic. Датчик выполнен из нержавеющей стали и рассчитан на нагрузки до 6 кг.

Рис. 5. Тензометрический датчик ТС-6

Значимым опытом для нас стала работа с известной венгерской фармацевтической и биохимической компанией «Гедеон Рихтер-Рус» – экспертом в области производства и продвижения высококачественных доступных лекарственных средств в Восточной и Центральной Европе. Компания представлена в более чем 100 странах и имеет 9 производственных и исследовательских предприятий по всему миру.

В ответ на просьбу заказчика заменить в таблеточных прессах гидравлические датчики на тензометрические, инженеры «Тензо-М» разработали тензодатчики типа МХ-15 (рис. 6). По своим характеристикам они превзошли гидравлические датчики, стоявшие там ранее. Промышленные испытания в составе оборудования «Гедеон Рихтер-Рус» показали высокую эффективность и надежность тензодатчиков этой серии.

Рис. 6. Тензометрический датчик МХ-15

Заключение

Приведенные в статье примеры решения крупных в масштабах страны задач – это лишь часть выполненных нами проектов по разработке и производству тензодатчиков специального назначения. Инженерами «Тензо-М» успешно решаются задачи по встройке датчиков в мобильные конструкции прицепов и кормораздатчиков, в системы нагружения силозадающих машин и прессов, и многие другие. Поэтому, когда перед вами встаёт вопрос поиска аналога или разработки нестандартной модели тензодатчика, вы можете смело выбирать Весоизмерительную компанию «Тензо-М» в качестве надежного партнера!

Список литературы

1. Железнов А.А., Ситников К.Н. Тензодатчик – «сердце» весов. Разработка и производство. https://www.tenso-m.ru/publications/411/
2. Тензодатчики «Тензо-М» в космосе. https://www.tenso-m.ru/news/63/
3. Анкерные датчики «Тензо-М» установлены в котловане комплекса «Москва-Сити». https://www.tenso-m.ru/news/85/
4. Тензометры «Тензо-М» на страже здания Государственного Академического Большого Театра. Новая статья на сайте. https://www.tenso-m.ru/news/132/
5. Новинки «Тензо-М» для фармацевтической промышленности. https://www.tenso-m.ru/news/127/
6. Новые тензодатчики для подъемных механизмов декораций в цирке. https://www.tenso-m.ru/news/822/
7. Первая партия новых тензодатчиков ТС-6 отправлена заказчику. https://www.tenso-m.ru/news/715/
8. Авзалов З.Г., Афанасьев В.А., Глотов И.В., Железнов А.А., Киреенко Н.М., Лапшин А.С., Михайлов В.С., Сенянский М.В., Солнцев К.Е., Штительман Б.А. – «Весовой альманах. Выпуск 1».