أنبوب على شكل حرف D يتيح شاشات مراقبة الحركة الأرضية "المغيرة لقواعد اللعبة

أحدث المهندسون البريطانيون Osprey ثورة في مجال المسح الإنشائي من خلال شاشات مراقبة جيوتقنية آلية مصنوعة من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الخالدة

لقد مكّن أصغر أنبوب على شكل حرف D على الإطلاق من قبل Timeless Tube شركة Osprey البريطانية الرائدة في مجال الهندسة Osprey Measurement Systems من ابتكار جهاز جديد "يغير قواعد اللعبة" ويجعل من العمل الحيوي لقياس إزاحة التربة عملية أكثر كفاءة وفعالية وأمانًا. وتستخدم أجهزة قياس التمدد في المكان (IPXs) في بناء السدود والحفريات وحفر الأنفاق، وتستخدم بالفعل على نطاق واسع لمراقبة مشروع البنية التحتية الرئيسي HS2.

تم إحضار Timeless Tube في المراحل الأخيرة من التطوير عندما قام مهندسو الأنابيب بتشكيل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ التي توفر إلكترونيات IPX القوية. طُلب من المهندسين بناء أدوات جديدة لصنع أصغر أنبوب Timeless على شكل حرف أنبوب على شكل D حتى الآن، بقياس 20×12.5×1.6 مم.

طريقة أكثر أماناً وفعالية لقياس ظروف الأرض المستقرة والحفاظ عليها

قبل تنفيذ أي أعمال بناء أو بنية تحتية، يلزم توفير موارد كبيرة لضمان استقرار المواقع وجاهزيتها للبناء. التربة مادة معقدة لا يمكن التنبؤ بها. عند إضافة أو إزالة كمية كبيرة من التربة من موقع ما، تكون الأرض عرضة للضغط أو التمدد. إن معدل وحجم هذا الانضغاط أو التمدد أمر بالغ الأهمية للحفاظ على استقرار ظروف الأرض وحماية كل من أعمال البناء والبنية التحتية القريبة.

يمكن أن تظل أجهزة IPX الآلية، التي تُستخدم مع أجهزة قياس البسط المغناطيسية التقليدية الجديدة أو الحالية، في الأرض لأشهر أو حتى سنوات حيث لم تعد هناك حاجة إلى فحصها يدويًا. يقول بيتر سكوت، المدير الإداري لشركة Osprey: "حتى الآن، لم تكن أجهزة قياس البسط المغناطيسي مؤتمتة. الأتمتة هي أكثر من مجرد إزالة تكلفة العمالة. فهي توفر معلومات أكثر موثوقية وأسرع. كما أنها تُخرج العمال من المناطق شديدة الخطورة، وتسمح بإجراء المراقبة في الأماكن التي لا يمكن الوصول إليها." ويتابع سكوت قائلاً :" إنها تُبعد العمال عن المناطق شديدة الخطورة.

قياسات قريبة من الوقت الحقيقي

تسمح أجهزة IPXs بتلقي البيانات كل ساعة، مما يوفر مجموعة بيانات فائقة للتحليل بشكل أفضل في الوقت الفعلي تقريباً. يتم تنبيه المهندسين عن طريق الرسائل النصية القصيرة أو البريد الإلكتروني بمجرد الوصول إلى مستوى مقبول من ثبات الأرض ويمكن المضي قدماً في العمل، أو عند حدوث حركة غير متوقعة بحيث يمكن اتخاذ إجراء فوري. هذا يجعل عملية البناء أكثر استجابة ويزيل الحاجة إلى إرسال الفنيين لأخذ قراءات يدوية يومية أو أسبوعية لأشهر أو، في كثير من الحالات، لسنوات.

لا توفر الأعمدة الرأسية المفردة بيانات أكثر انتظامًا واتساقًا من أنظمة قياس التمدد الأخرى فحسب، بل توفر بيانات أكثر ثراءً تتيح للمهندسين إجراء ملاحظات وتوقعات أكثر ديناميكية - خاصة فيما يتعلق بمعدل وتسارع التغير أو الظروف المتغيرة الناجمة عن أنماط الطقس أو نشاط الموقع.

أنابيب على شكل D - شكل تمكيني

يتيح الأنبوب على شكل حرف D إحكام إغلاق كامل حول الإلكترونيات الموجودة بالداخل، مما يزيل خطر دخول المياه. يقلل التصميم على شكل حرف D أيضًا من المساحة التي يشغلها IPX داخل أنبوب الوصول، مما يعني تركيبًا أكثر سلاسة.

يوضح كبير مهندسي شركة Osprey دانيال سكوت قائلاً: "يجب أن يعمل IPX بشكل موثوق في بعض البيئات الجوفية المعادية للغاية تحت الأرض، تحت ضغوط كبيرة، وفي وجود مياه جوفية أكالة. وبعد إجراء الكثير من الأبحاث والاختبارات، وجدنا أن البوليمرات المتقدمة ومركبات ألياف الكربون لا ترقى إلى مستوى المهمة. وأصبح من الواضح أن الفولاذ المقاوم للصدأ هو المادة المناسبة. أمضينا بعض الوقت في البحث في أشكال الأنابيب القياسية وأحجامها ولكننا لم نجد أي شيء يلبي احتياجاتنا الخاصة. اتصلنا بشركة Timeless Tube مع طلب مفتوح إلى حد ما لإيجاد حل وقائمة بمتطلباتنا وقيودنا، بما في ذلك القطر المحدد للغاية الذي يمليه حجم أنبوب الوصول المستخدم. واقترح مهندسوهم تشكيل أنبوب على شكل حرف D - وهو ما يتناسب تمامًا مع ما أردناه. وقد أدى إجراء المزيد من الاختبارات والتنقيح إلى تلبية الحل ليس فقط لمتطلباتنا الميكانيكية (تناسق الأبعاد والصلابة ومقاومة السحق)، ولكن أيضًا ضرورة أن يكون الفولاذ نفاذاً مغناطيسيًا."

تتلاءم لوحة الدوائر المطبوعة بإحكام مع الأنبوب الفريد من نوعه على شكل D

ولكن تحقيق هذا الأنبوب على شكل حرف D كان إنجازًا هندسيًا في حد ذاته، وفقًا لما ذكره العضو المنتدب ورئيس المهندسين في Timeless Tube توم ماكميلان "نحن فخورون بأن أنبوبنا المصمم على شكل حرفDقد وفر حلاً لهذا المنتج الجديد المهم. كان إنشاء شكل يستوعب المستشعرات بنجاح تحدياً كبيراً. فقد تطلب تشكيل الشكل الفريد من نوعه أن نصنع أدوات جديدة: على الرغم من أننا صنعنا أنابيب على شكل حرف D لتطبيقات أخرى، إلا أن الأبعاد لم تكن بحاجة إلى أن تكون صغيرة جدًا أو بمثل هذه التفاوتات الحرجة. ويتمتع الغلاف الأنبوبي المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L من الدرجة البحرية، بصلابة ممتازة وقادر على تحمل بيئات العمل القاسية."

ويضيف دانيال سكوت من شركة Osprey قائلاً: "كانت القدرة على العمل عن كثب مع Timeless على النموذج الأولي للأنبوب أمرًا حيويًا. فوجود مصنع في المملكة المتحدة مرن بما فيه الكفاية لتجربة الأدوات والمواد سمح لنا بتسويق هذا المنتج بشكل أسرع بكثير.

لن يكون لدى العديد من الشركات المصنعة الكبيرة في الخارج المرونة أو الإعدادات اللازمة لإجراء مثل هذه التعديلات".

كيف تعمل مستشعرات IPX؟

يتم تركيب جهاز IPX داخل أنبوب وصول بقطر صغير في البئر، لذا فإن المساحة محدودة للغاية. يتم تركيب الأداة على قضيب من الألياف الزجاجية لتثبيت موقعها عمودياً. يضم الأنبوب على شكل حرف D الإلكترونيات بأمان مع إتاحة مساحة لقضيب الألياف الزجاجية للعمل بجانب الوحدة. تثبت المشابك الموجودة في الجزء العلوي والسفلي من الأنبوب على شكل حرف D الأنبوب IPX على قضيب الألياف الزجاجية.

يتيح هذا التصميم إمكانية "التحميل الجانبي" لـ IPX على قضيب من الألياف الزجاجية، مما يبسّط عملية التركيب ويتيح إمكانية التكيّف في الموقع. يمكن للمهندسين تعديل المسافات بين أجهزة الاستشعار بسهولة وفقًا لظروف الموقع، واستيعاب ظروف الأرض غير المتوقعة.

طورت شركة Osprey Measurement Systems، التي أسسها الأخوان دانيال وبيتر سكوت، هذه الأجهزة المتطورة بالتعاون مع قسم الهندسة المدنية والبيئية والجيوماتيكية في كلية لندن الجامعية، حيث يعمل كبير المهندسين دانيال سكوت محاضراً في مجال التقاط الواقع. وقد استغرق الأمر عدة سنوات لتطوير جهاز IPX، الذي تم بناؤه بدعم إضافي من شركة SOCOTEC Monitoring Systems الرائدة في مجال الأجهزة الجيوتقنية وبالتعاون مع المهندسين البريطانيين Timeless Tube وسلسلة توريد الإلكترونيات في المملكة المتحدة.

اكتشف المزيد عن أنظمة قياس أوسبري.

يُستخدم الأنبوب على شكل حرف D عادةً في الدرابزين - اكتشف المزيد عن هذا المظهر الجانبي الفريد.

‍