SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX”

1. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Masurarea grosimii imbracamintilor asfaltice prin metoda acustica nedistructiva impuls-ecou Contract: CEEX nr. X1C15/3.10.2005 „METODĂ NEDISTRUCTIVĂ PENTRU EVALUAREA CARACTERISTICILOR STRATURILOR RUTIERE”

2. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX”

3. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” • Scopul lucrarii: • elaborarea unui echipament portabil usor de utilizat; • folosirea unei metode nedistructive moderna, necostisitoare. • De ce ? • pentru identificarea caracteristicilor geometrice si mecanice a • straturilor rutiere in zonele unde nu sunt indeplinite conditiile • tehnice si care pot sa constituie puncte de amorsare a degradarilor; • sistemul va furniza informatii utile privind starea de deteriorare a • elementelor si straturilor rutiere, in functie de coeficientii de • siguranta impusi de proiectant, pentru prevenirea unor distrugeri si • dezastre (distrugerea marfurilor transportate, poluare cu substante • radioactive, deseuri, substante chimice toxice, etc.). Aparatul este destinat măsurării grosimii a două straturi asfaltice de acoperire a părţii carosabile de pe drumurile publice.

4. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Metoda impuls-ecou Descrierea metodei • Metodele acustice nedistructive pe baza de ultrasunete pentru incercarile materialelor de constructii sunt: • metoda cu impulsul ultrasonic, • metoda de rezonanta, • metoda impuls ecou. • S-a ales metoda cu emisie in impuls-ecou • prin determinarea timpului de • propagare a semnalului reflectat de • diversele zone de separatie intre • straturi. • bazata pe principiul reflexiei: unda - impuls • are reflexii multiple intre suprafetele • reflectoare. Unda - ecou soseste la • suprafata testata la intervale periodice, • rezultand o caracteristica de frecventa cu • forma de unda care este dependenta de • distanta pana la suprafata reflectoare.

5. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Principiul metodei de masurarea grosimii straturilor cu unde ultrasonice Principiul de masurare este urmatorul: Masurand timpul scurs între momentul emisiei şi momentul receptiei se poate determina grosimea stratului. In figura se prezinta cazulideal: suprafata de separatie a celor doua straturi este perfect plana si cele doua materiale sunt uniforme. In cazul real suprafata de separatie dintre cele doua straturi nu este perfect plana ceea ce determina aparitia unui efect de dispersie a fasciculului de intrare care se accentueaza la reflexia pe stratul emitator fapt care duce la aparitia unor diferente de drum. In plus, existenta unor neuniformitati datorate unor incluziuni de agregate sau goluri in material poate duce la aparitia unor fascicule parazite.

6. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Traductori: - combinatie disc piezoceramic si element de atenuare vibratii. - compatibili cu interfata la blocul de comanda (consola), - asigura introducerea si extragerea semnalului acustic din materialul studiat. Traductorul emitator converteste energia electrica de la generatorul de impulsuri de inalta tensiune in energie acustica (pulsata) in materialul studiat, convertind pulsurile electrice in pulsuri mecanice cu frecventa ultrasonica. Intensitatea acustica obtinuta cu traductorul piezoceramic are o valoare limitata, determinata de urmatorii factori: tipul si modul de constructie al traductorului, caracteristicile materialului piezoceramic din care este confectionat discul si dimensiunile acestuia. Imagine de ansamblu traductor emitator TE Imagine de ansamblu traductor receptor TR

7. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Cartele: generator impulsuri pentru traductorul TE si amplificator pentru traductorul TR Din punct de vedere mecanic montajele electrice, pentru modulul generator si amplificator, sunt realizate pe un discuri de sticlotextolit cu diametrul de 50 mm ce respecta urmatoarele caracteristici tehnice: • Caracteristici tehnice modul generator: • alimentare: + 12V; • consum max: 100mA; • frecventa oscilatorului pentru fabricarea înaltei tensiuni: aprox. 12 kHz; • frecventa max. a impulsurilor la iesire: 150 Hz; • frontul impulsului de iesire: 50 ns; • amplitudinea impulsului de iesire (maxim): 400 V; • polaritatea impulsului de iesire: negativa. • Caracteristici tehnice modul amplificator: • alimentare: +12V; • consum: max. 50mA; • amplificare max.: 80 dB; • reglajul amplificarii: 50% din valoarea maximã, continuu; • tensiune AGC de reglaj: 0…12V; • domeniul liniar la iesire: 2Vvv; • zgomotul la iesire (la amplif. max.): 100mVvv; • comanda pentru TGC: impuls TTL; • compensarea ampificãrii: 50% din valoarea maximã • cu constanta de cãdere de 100 ms; • baza de frecventa: min. 500 kHz. • placã circuit imprimat disc PZT f50 mm

8. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Masuratori si prelevari de probe 1.Calibrarea traductorilor Forma semnalelor la receptor TR la calibrare

9. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” 2. Masurarea timpilor de propagare intr-un strat de material prin reflexie 3. Masurarea timpilor de propagare intr-un strat de material prin transmisie

10. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” 4. Masurarea timpilor de propagare in doua straturi de material prin reflexie 5. Masurarea timpilor de propagare in doua straturi de material prin transmisie

11. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Se observa ca raspunsul sistemului este linear ceea ce permite implementarea unei curbe de calibrare, grosime = f (timp), destul de usor.

12. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Imaginea de ansamblu a aparatului Descrierea aparatului Fiind vorba de un aparat ce va fi utilizat in conditiile grele de mediu, vibratii si socuri, s-a ales varianta unui echipament format dintr-o consola si o cutie metalica in care se afla traductorii (emitator si receptor) si acumulatorul de 12 V, care sunt fixate pe un carucior portabil, ce se poate deplasa pe suprafata asfaltului. Aceasta solutie permite deplasarea mai usoara a dispozitivului de masura in locurile stabilite de operator. Aparatul poate fi utilizat independent, cu operare prin tastele de pe panou si vizualizarea pe afisajul LCD alfanumeric. Poate fi conectat la un calculator, comenzile fiind date de la tastatura, iar vizualizarea datelor se face pe monitorul acestuia. Nu exista conexiune prin fire intre aparat si calculator, transmisia de date fiind wireles (Bluetooth).

13. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” Cutie consola - vedere de ansamblu Cutie consola – montata pe carucior • Software-ul de calculator permite: • programarea tuturor parametrilor de lucru, • crearea de baze de date pentru masurarile pe o anumita perioada, • modificarea acestor baze de date, • vizualizarea datelor sortate dupa optiunea operatorului, • generarea de rapoarte de masurare pe o perioada selectata, • pornirea si oprirea ciclului de masurare.

14. SIMPOZIONUL “Contributii Stintifice in Domeniul Transporturilor, inregistrate la Programul CEEX” • Concluzii • Aparatul este foarte simplu si poate fi folosit de catre firmele de constructii fara personal specializat si nu prezinta probleme privind protectia mediului inconjurator. • Performantele tehnice ale echipamentului propus sunt: • Echipament de control nedistructiv cu manevrabilitate usoara (carucior), • Echipament portabil (baterii acumulatoare de 12 V, cu incarcator DC/DC de la baterie de 12V), • Consum redus = maxim 50 W (regim continuu) si 20 W (regim impulsuri), • Determinarea grosimii a 2 starturi asfaltice, • - g max strat 1 = 5 cm, • - g max strat 2 = 10 cm, • Grosimea minima masurata = 2 cm, • Numar maxim de masurari = 100, • Software specializat.