Ushbu maqola nima haqida
Sinov qurilish laboratoriyalari, shuningdek ekspert markazlari qoziqlar betonini ultratovush nazorat qilishda maʼlumotlarni statistik qayta ishlash muammosiga duch keladi. M-Instrument’dan MIT UZK bu muammoni MIT UZK-1-2K, MIT UZK-1-3K va MIT UZK-1-4K (1-rasmga qarang) asboblari qatorini MIT UZK dasturiy majmuasi bilan birgalikda qoʻllash orqali hal etish yechimini taqdim etadi.
Bizning birinchi maqolamiz «MIT UZK MONOLIT’da qoziqlarni UT nazorat qilish maʼlumotlarini statistik qayta ishlash algoritmi»da JGJ 106-2014 (Xitoy) asosida MIT UZK dasturiy majmuasida amalga oshirilgan algoritm batafsil bayon etilgan. Ushbu maqolada esa qoziqlarni ultratovush nazorat qilishning barcha asboblariga — ham MIT UZK asboblariga, ham ularning analoglariga tegishli boʻlgan umumiy muqobil algoritmni bayon etishga harakat qildik.
MIT UZK qatori asboblari bilan ishlamaydigan sinovchilar oʻz oʻlchov natijalarini statistik qayta ishlashning tushunarli va yetarlicha oddiy algoritmi yoʻqligi muammosiga duch keladilar. Ushbu maqola — shu soʻrovga javob.
Muqobil algoritm: oʻlchash parametrlari
Ushbu qayta ishlash va olingan natijalarni baholash algoritmi MIT UZK asboblari bilan olingan maʼlumotlar uchun ham, qoziqlarni ultratovush nazorat qilish boʻyicha boshqa ixtisoslashtirilgan asboblar bilan olingan maʼlumotlar uchun ham mos keladi.
Har bir akustik chiziq i uchun (profil j ning koʻndalang kesimi uchun) quyidagi parametrlar aniqlanadi va qayd etiladi:
- j-oʻlchash profilining akustik chizigʻi i ning (koʻndalang kesim i) joylashish chuqurligi, Zi, m;
- birinchi kelish vaqti ti — j-oʻlchash profilining i-akustik chizigʻining vaqti, mks;
- ultratovush toʻlqinlari tarqalish tezligi Vi — j-oʻlchash profilining i-akustik chizigʻidagi tovush tezligi, m/s;
- ultratovush signalining soʻnishi αi — j-oʻlchash profilining i-akustik chizigʻining soʻnishi.
i — akustik chiziq raqami boʻlib, u har bir oʻlchash profili j uchun pastdan yuqoriga (yoki yuqoridan pastga) ketma-ket beriladi.
1-qadam. Birinchi kelish vaqti
Birinchi kelish vaqti ti, mks ni aniqlash qoziqlarni ultratovush nazorat qilishda qoʻllaniladigan asboblarning ichki algoritmlari yordamida avtomatik ravishda amalga oshiriladi.
Birinchi kelish darajasi odatda 20% dan 80% gacha boʻlgan diapazonda oʻrnatiladi (3-rasmga qarang).
2-qadam. Ultratovush signalining tarqalish tezligi
j-profilning i-akustik chizigʻi (i-koʻndalang kesimi) uchun ultratovush signalining tarqalish tezligi Vi, m/s qoziqlarni ultratovush nazorat qilish asbobi tomonidan (1)-formula boʻyicha avtomatik hisoblanadi:
bu yerda:
- Lj — oʻlchash bazasi, tekshirilayotgan kesimning kirish quvurlari yasovchi chiziqlar orasidagi masofaga teng, mm (4-rasmga qarang);
- ti — j-profilning i-koʻndalang kesimi uchun birinchi kelish vaqti, mks.
3-qadam. Oʻrtacha (meʼyoriy) tezlik — kvartillar oraligʻi usuli
j-profil uchun ultratovush toʻlqinlari tezliklarining umumiy massividan keskin ajralib turadigan (anomal, chetlashuvchi) qiymatlarni aniqlash maqsadida oraliq diagrammasini (box plot / IQR) hisoblash usuli qoʻllaniladi.
3.1. Birinchi C1 va uchinchi C2 kvartillarini hisoblash. Birinchi va uchinchi kvartillar mos ravishda 25-(1/4) va 75-(3/4) protsentillarga teng.
3.2. Kvartillar oraligʻi (interkvartil oraliq) ΔCj:
3.3. Qadam hj ni hisoblash:
3.4. Ichki togʻanalar β1 va β2:
3.5. Tashqi togʻanalar B1 va B2:
j-oʻlchash profilining i-akustik chizigʻidagi tezliklar Vi ning tashqi togʻanalardan tashqariga chiqqan qiymatlari anomal qiymatlar sifatida qabul qilinadi; ichki togʻanalardan tashqariga chiqqan tezliklar Vi ning qiymatlari esa chetlashuvlar hisoblanadi.
Anomal qiymatlar va chetlashuvlar statistik hisoblash natijalariga sezilarli taʼsir koʻrsatadi, shuning uchun keyingi hisoblashdan chiqarib tashlanishi kerak. Taqsimlanish qonunini eng robastli baholash usuli bu — mediana Me [1].
3.6. Tozalangan tezliklar massivining medianasi Me ni hisoblash.
Tezliklar Vi qiymatlari soni toq boʻlganda:
Tezliklar Vi qiymatlari soni juft boʻlganda:
Olingan mediana qiymati j-oʻlchash profilidagi oʻrtacha (meʼyoriy) tezlik Voʻrt ga mos keladi, yaʼni:
Agar tezliklarning boshlangʻich massivida chetlashuvlar va anomal qiymatlar boʻlmasa, profilning oʻrtacha (meʼyoriy) tezligi sifatida butun massiv qiymatlarining medianasini qabul qilamiz.
4-qadam. Tezliklarning oʻrtacha qiymatdan ogʻishi
j-oʻlchash profilidagi barcha tezliklar Vi ning oʻrtacha tezlik Voʻrt qiymatidan ogʻishlari ΔVi foizda quyidagi formula boʻyicha hisoblanadi:
bu yerda:
- Voʻrt — j-profil uchun oʻrtacha (meʼyoriy) tezlik, m/s;
- Vi — i-akustik chiziq uchun ultratovush toʻlqinining tarqalish tezligi, m/s.
5-qadam. Signalning soʻnishi
MIT UZK asboblari qatorida i-akustik chiziqning signal amplitudasi Ai qiymatini avtomatik aniqlash funksiyasi mavjud (5-rasmga qarang).
j-profilning har bir i-akustik chizigʻi uchun soʻnish qiymati γij quyidagi formula boʻyicha hisoblanadi:
bu yerda:
- Aij — j-oʻlchash profilining i-akustik chizigʻidagi berilgan vaqt oynasi doirasida toʻlqinning birinchi kelish amplitudasi, dB;
- A0j — j-oʻlchash profilida qayd etilgan amplitudaning maksimal qiymati, dB.
Agar MIT UZK dan farqli asboblar qoʻllanilsa, sinovchilar baʼzan signallarning amplituda qiymatini aniqlashda ayrim qiyinchiliklarga duch kelishadi. Agar bunday asbobda defektoskop rejimi — yaʼni har bir akustik chiziq (koʻndalang kesim) uchun oʻlchash natijalarini grafik koʻrsatish rejimi mavjud boʻlsa, olingan signal amplitudasining qiymati quyidagicha baholanadi:
- ekran balandligiga nisbatan signal amplitudasi kattaligi boʻyicha foizda;
- kuchlanish va birinchi kelish vaqtini hisobga oluvchi birinchi kelish fronti Fi (V/mks) kattaligi boʻyicha. Birinchi kelish frontining kattaligi birinchi signal amplitudasining kattaligiga proporsional.
Soʻnishni signal amplitudalari va kuchlanishlar qiymatlarining oʻzgarishi kattaligi boʻyicha aniqlash mumkin, u holda har bir koʻndalang kesim uchun soʻnish quyidagi formula boʻyicha hisoblanadi:
bu yerda:
- Fij — i-koʻndalang kesimning birinchi kelish fronti qiymati boʻlib, asbob ekrani balandligi foizlarida oʻlchanadi;
- F0 — birinchi kelish frontining maksimal qiymati, j-profil uchun qayd etilgan maksimal qiymatga teng.
Agar qoziqlar betoni butunligini nazorat qilish asbobi faqat ultratovush toʻlqinining oʻtish vaqtini qayd etsa va signal energiyasini aniqlash imkonini bermasa, bunday asbob qoziqlar betoni butunligini toʻliq nazorat qilish uchun qoʻllanila olmaydi.
Olingan maʼlumotlarni tahlil qilish usuli
Ultratovush toʻlqinlari tarqalish tezligi Vi ning oʻrtacha tezlik Voʻrt dan ogʻishi va har bir j-profil uchun ultratovush toʻlqinlarining soʻnish qiymatlari αj boʻyicha ultratovush anomaliyalarini ajratish mezonlari GOST R 71039-2023 talablariga mos keladi va 6-rasmda keltirilgan.
Sezilarli anomaliya konstruksiya betoni butunligining buzilishi sifatida talqin qilinadi.
Anomaliya sezilarli hisoblanadi, agar quyidagilar aniqlangan boʻlsa:
- soʻnishning har qanday qiymatlarida tezlikning 25% dan koʻp kamayishi;
- soʻnish qiymatlari 12 dB dan koʻp boʻlganda tezlikning 15% dan 25% gacha boʻlgan diapazonda kamayishi;
- bir chuqurlikdagi anomaliyalar qoziqning ikki va undan koʻp boʻylama kesimlarida (profillarida) jiddiy boʻlmagan sifatida aniqlangan.
Quyidagi shartlar bajarilsa, anomaliya beton butunligining buzilishi bilan bogʻliq emas deb hisoblanadi:
- Ultratovush toʻlqinlari tarqalish tezligining silliq oʻzgarishi kuzatiladi, ammo soʻnishning oshishi kuzatilmaydi. Sabablari quyidagilar boʻlishi mumkin: kirish quvurlari bir-biriga parallel emas; enkoderlarning notoʻgʻri ishlashi, kabellarning sirpanishi.
- Ultratovush toʻlqinlari tarqalish tezligining bir tekis oʻzgarishi soʻnishning oshishi bilan birga kechadi. Sababi: betonning mustahkamlik olish tezligining notekisligi.
Agar oʻlchashlar davomida profilda tezlikning sezilarli kamayishi (oʻrtacha qiymatdan 15% dan koʻp) boʻlgan uchastkalar aniqlansa, skanerlash qadami 50 mm gacha kamaytiriladi. Zarur boʻlganda bunday uchastkalar qayta tekshirilishi mumkin.
Tahlilga qoziqning har bir boʻylama profilining parametrlari alohida oʻtkaziladi, shuningdek har bir boʻylama profil boʻyicha natijalarni hisobga olgan holda butun qoziq betonining butunligi haqida xulosa chiqariladi.
Izoh. Olingan natijalar boʻyicha butunlik buzilishining xarakterini aniqlash imkoni yoʻqligi sababli, laboratoriya xodimi tashqi omillar va qoziqni tayyorlash texnologiyasini hisobga olgan holda butunlik buzilishining sabablari va xarakteri haqida taxmin qilishi mumkin. Bu taxmin, qoida tariqasida, juda subyektiv xarakterga ega va qoziq uchun yakuniy «tashxis» boʻla olmaydi.
Xulosa: GOST R 71039-2023 bilan moslik
Yuqorida keltirilgan statistik qayta ishlash algoritmi va olingan maʼlumotlarni tahlil qilish usuli umuman GOST R 71039-2023 talablariga mos keladi va biz tomonidan sinov laboratoriyalari tomonidan qoʻllaniladigan uskunadan — MIT UZK qatoridan yoki uning analoglaridan qatʼi nazar qoʻllash uchun tavsiya etilishi mumkin.
Asbob va dasturiy majmua videosharhi
MIT UZK-1-2K asbobi bilan ishlash:
MIT UZK dasturiy majmuasi bilan ishlash haqida batafsil:
Denisning MIT UZK MONOLIT’dagi JGJ 106-2014 algoritmi haqidagi birinchi maqolasi bu yerda mavjud: MIT UZK MONOLIT’da qoziqlarni UT nazorat qilish maʼlumotlarini statistik qayta ishlash algoritmi.
MIT UZK qatori va dasturiy majmuani buyurtma qilish
MIT UZK qatori: 1-2K, 1-3K, 1-4K + dasturiy majmua. Birinchi kelish vaqtini, tezlikni va soʻnishni avtomatik hisoblash. GOST R 71039-2023 bilan moslik. Parallel va qiya skanerlash uchun 2/3/4 kanalli asboblar.
Tez-tez beriladigan savollarga javoblar
Muqobil algoritm MIT UZK MONOLIT algoritmidan nima bilan farq qiladi?
MIT UZK MONOLIT algoritmi JGJ 106-2014 (Xitoy) asosida qurilgan: ekstremallarni iteratsion tashlab yuborish + λ-koeffitsient. Muqobil algoritm klassik kvartillar oraligʻi (IQR) usuli asosida qurilgan va nafaqat MIT, balki qoziqlarni UT nazorat qilishning har qanday asboblari uchun mos keladi.
Bu algoritm qanday asboblar uchun mos keladi?
Qoziqlar betoni butunligini ultratovush nazorat qilishning har qanday ixtisoslashtirilgan asboblari uchun, jumladan MIT UZK qatori (1-2K, 1-3K, 1-4K) va ularning analoglari uchun mos keladi, agar asbob signalning oʻtish vaqtini ham, energiyasini/amplitudasini ham qayd etsa.
Agar asbob signal amplitudasini oʻlchamasa, nima qilish kerak?
Bunday asbob qoziqlar betoni butunligini toʻliq nazorat qilish uchun qoʻllanila olmaydi. Agar asbobda defektoskop rejimi (grafik rejim) mavjud boʻlsa, amplituda ekran balandligiga nisbatan signal kattaligi boʻyicha foizda yoki birinchi kelish fronti Fi (V/mks) boʻyicha baholanishi mumkin.
GOST R 71039-2023 boʻyicha sezilarli anomaliya qanday aniqlanadi?
Agar tezlikning kamayishi soʻnishning har qanday qiymatlarida 25% dan koʻp boʻlsa yoki tezlikning kamayishi 15–25% va soʻnish 12 dB dan koʻp boʻlsa, anomaliya sezilarli hisoblanadi. Agar bir chuqurlikdagi anomaliya qoziqning ikki va undan koʻp boʻylama kesimlarida jiddiy boʻlmagan sifatida uchrasa — u ham sezilarli hisoblanadi.
Tezlikning 15% dan koʻp kamayishi aniqlangan uchastka aniqlanganda nima qilish kerak?
Skanerlash qadami 50 mm gacha kamaytiriladi, uchastka zarur boʻlganda qayta tekshiriladi. Tahlil har bir boʻylama profil boʻyicha alohida olib boriladi, qoziqning butunligi haqidagi xulosa barcha profillarni hisobga olgan holda chiqariladi.
Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati
- Hampel F., Ronchetti E., Rousseeuw P., Stahel W. Statistikada robastlik. Taʼsir funksiyalari asosidagi yondashuv. — M.: Mir, 1989.
- GOST R 71039-2023. Burma qoziqlar va transhey hamda qoziq tipidagi «gruntdagi devorlar». Beton sifatini nazorat qilishning quduqlararo ultratovush usuli.
Maqola muallifi: Denis Vorobev, MChJ «MATTEST» laboratoriya boshligʻi. Ekspert matni hamkor kompaniya MChJ «M-Instrument» (MATTEST INSTRUMENT) sayti uchun tayyorlangan.
