Pētījuma nosaukums: “Būvkonstrukciju deformāciju kontroles sensoru izstrāde”

Pētījuma īstenotājs: SIA “Hi-Tech Projects”

Pētījuma īstenošanas laiks: 01.08.2014.-31.05.2015.

Pētījuma budžets | Atbalsta finansējums: EUR 28.207,15 | EUR 17.606,42

Pētījuma mērķi un iegūtie rezultāti:

Pētījuma problēma un mērķi:

Saskaņā ar spēkā esošiem normatīvajiem dokumentiem “Būvju tehniskā apsekošana” (Ministru kabineta noteikumi Nr.444), būvju apsekošana un kontrole ir jāveic periodiski, to veic fiziska persona ar vizuālas apskates metodi. Ja vizuālas apskates laikā ir konstatēti redzami bojājumi, ir jāveic konstrukciju atsegšana, vai arī kontrole jāveic ar speciālas mēraparatūras palīdzību, veicot konstrukciju slogošanu.

Minētās metodes ir veicamas tikai ar speciāli apmācītu cilvēkresursu iesaistīšanu, līdz ar ko ir ierobežots objektu skaits, kurus iespējams apsekot konkrētā laika periodā. Tā kā speciālistu resursi ir ierobežoti, regulāra objektu apsekošana biežāk, nekā to nosaka normatīvie dokumenti, vai nu fiziski nav iespējama, vai arī prasa lielus materiālos ieguldījumus.

Tehnoloģiski pastāv iespēja izveidot elektroniskus sensorus, ar kuru palīdzību būtu iespējams kontrolēt būvkonstrukciju deformāciju izmaiņas, uzkrāt un apkopot fiksētos datus, savlaicīgi konstatēt konstrukciju vai atsevišķu elementu formas un/vai novietojuma izmaiņas un preventīvi novērst ar sabiedrības un vides drošību saistītus riskus.

Iegūtie rezultāti:

Tika izstrādāts jauns sensora tips ar vairākām apvienojošām īpašībām: trīs virzienu nobīdes fiksācijām, vibrosensoru un šok-sensoru un temperatūras mērīšanas īpašībām, ar kura palīdzību ir iespējams veikt preventīvo konstrukciju deformāciju uzraudzības funkciju, brīdināt par uzstādīto deformācijas robežvērtību sasniegšanu un būtiskākajām novirzēm atsevišķos konstrukciju elementos.

Lai preventīvi novērstu būvkonstrukciju sabrukšanas draudus, sensoru sistēma ir spējīga konstatēt iestatītās konstrukciju kritiskās ģeometriskās izmaiņas ar minimālo izmaiņu soli 1,84 mm / 4,36 minūtēs. Tā kā vibrāciju sensors nav spējīgs konstatēt ilgākā laika posmā pieaugošas lineāras konstrukciju vertikālās deformācijas, kas neizsauc konstrukciju reversa rakstura svārstības, tika izvēlēts sensoru moduļa novietojums uz konstrukcijām, kas fiksē arī leņķiskās deformāciju izmaiņas, kas, savukārt, ar aprēķinātu algoritmu kompensē iztrūkstošos datus.

Pētījuma īsa ieviešanas gaita:

Lai atrisinātu pētījumā izvirzīto problēmu, tika veikta jaunāko pieejamo tehnoloģisko risinājumu izpēte elektronikas sfērā, sadarbībā ar būvniecības sfēras speciālistiem un akadēmisko personālu tika sagatavots teorētiskais problēmas risinājums un veikti praktiskie eksperimenti, tika apkopoti pētījumā iegūtie rezultāti un sagatavoti tehniskie uzdevumi.

Pētījuma rezultātā tika plānots izstrādāt jaunu sensoru veidu, kuri tiek izvietoti uz būvkonstrukciju nesošajām daļām, katram sensoram tiek iestatīta atrašanās vieta un sākotnējā pozīcija (horizontālā stāvokļa kalibrēšana). Būvkonstrukciju slogošanas rezultātā izmainās to ģeometriskā forma (parādās deformācijas), attiecīgi, uz konstrukcijas novietotajiem sensoriem izmainās savstarpējais stāvoklis attiecībā pret sākotnēji kalibrēto. Sensoru pozīcijas un stāvokļa dati pastāvīgi tiek salīdzināti savstarpēji un tiek uzkrāti tālākai analīzei.

Atkarībā no dažādu būvkonstrukciju veida (arī materiāla) pieļaujamajām deformāciju robežvērtībām, projekta gaitā plānots izstrādāt vairākus sensoru darbības algoritmus, kuri tika iestrādāti sensoru kontrolieru programmā.

Pētījuma gaitā:

  1. Tika iegūti dati par tehniski iespējamajām deformāciju robežvērtībām, kādas ir iespējams konstatēt ar elektronisku mērierīču palīdzību;
  2. Tika analizēti apstākļi un faktori, kuri var ietekmēt sensoru darbību un signāla pārraides kvalitāti;
  3. Tika pētīts elektronisko komponenšu tirgus un tika izvēlēts vēlamā sensoru veiktspējas rezultāta sasniegšanai piemērotākais elektronisko komponenšu kopums;
  4. Tika izstrādāti vairāki sensora prototipa varianti, kuri tika testēti laboratoriskos apstākļos ar verificētu mēraparatūru;
  5. Tika veikti laboratoriski pētījumi, kuros tika fiksēti sensoru elektronisko komponenšu rādījumi konstrukciju slogošanas rezultātā. Elektroniski fiksētie dati tika salīdzināti ar fizikālajiem mērījumiem un, pamatojoties uz ko, tika sastādīts algoritms elektroniski fiksēto lielumu pārveidošanai, atbilstoši būvniecībā pielietojamiem standartiem. Tika noteiktas pieļaujamās mērījumu kļūdu robežvērtības;
  6. Tika apkopoti pētījuma visu posmu rezultāti un tika sagatavots tehniskais uzdevums būvkonstrukciju deformācijas kontroles sensoru masveida ražošanai.

Publikācijas: Plānota publikācija Rīgas Tehniskās Universitātes organizētajā zinātniskajā konferencē 56th International Scientific Conference “Scientific Conference on Economics and Entrepreneurship” (SCEE’2015) 2015.gada 14.-18.oktobrī.

Doktoru skaits pētījumā: 1

Pētījuma ietekme uz uzņēmuma saimniecisko darbību:

Uzņēmuma saimnieciskajā darbībā tika izveidots jauns produkta segments, tika uzsākts jauns projekts produkta ieviešanai ražošanā. Paredzams, ka 2016.gada laikā ienākumu pieaugums nav prognozējams, jo ir plānots piesaistīt investīcijas sensora ražošanas uzsākšanai. Pēc ražošanas uzsākšanas 2017.gadā tiek prognozēts līdz 30% apgrozījuma pieaugums pret 2015.gadu, 2018.gadā tiek prognozēts līdz 50% apgrozījuma pieaugums. Realizējoties uzstādītajiem mērķiem varēs secināt, ka piešķirtais grants ir atmaksājies.