Устройство для регистрации трещин в горных породах в момент их образования

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение достоверности определения конфигурации трещин. Устройство содержит датчики эмиссионных параметров трещин, установленные вокруг контролируемого объекта и соединенные с регистрирующей аппаратурой 12. Датчики выполнены в виде электромагнитных антенн 2-9, размещенных не менее чем в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и не менее четырех в каждой плоскости. Каждая из антенн 2-9 выполнена в виде отрезка коаксиального кабеля, центральная жила которого заглублена относительно экрана. Это дает возможность сформировать диаграмму направленности каждой антенны 2-9 так, чтобы регистрация электромагнитного излучения производилась с отдельных участков образующегося контура трещин. Антенны 2-9 развязаны с помощью емкостей для увеличения соотношения сигнал/шум. Данное устройство позволяет производить регистрацию электромагнитного излучения, возникающего от края подвижной трещины. По амплитуде сигналов с антенн 2-9, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, получают форму трещин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Е 21 С 39/00

;,т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3927433/23-03 (22) 11.07.85 (46) 07.04.89; Бюл. 11 13 (71) Институт проблем механики

АН СССР и Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) И.Г.Абдульманов, Е.А.Девяткин, Т.M.Êàðàäæàëè, Н.П.Новиков и А.С.Чурсин (53) 622.283(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.- M.:

Машиностроение, 1976, т.2, с. 285.

Соболев Г.А. и др. Предвестники разрушения большого образца горной породы. Иэв. АН СССР. физика Земли.—

1982, М 8, с. 29-44. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТРЕЩИН В ГОРНЫХ ПОРОДАХ В МОМЕНТ ИХ

ОБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение достоверности определения конфигурации трещин.

Устр-во содержит датчики эмиссионных параметров:трещин, установленные во„„SU„„1470g57 А1 круг контролируемого объекта .и соединенные с регистрирующей аппаратурой

12. Датчики выполнены в виде электромагнитных антенн 2-9, размещенных не менее чем в двух взаимно перпендикулярных-плоскостях и не менее четырех в каждой плоскости. Каждая иэ антенн

2-9 выполнена в. виде отрезка коаксиального кабеля, центральная жила которого заглублена относительно экрана. Это дает возможность сформировать диаграмму направленности каждой антенны 2-9 так, чтобы регистрация электромагнитного излучения производилась с отдельных участков образующегося контура трещин. Антенны

2-9 развязаны с помощью емкостей для увеличения соотношения сигнал/ шум. Данное устр-во позволяет производить регистрацию электромагнитного излучения, возникающего от края подвижной трещины. По амплитуде сигналов с антенн 2-9, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, получают форму трещин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.!

470957

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при измерении параметров трещин, возникающих в горных породах. 5

Цель изобретения — повышение достоверности .определения конфигурации трещин.

На фиг.I показана схема расположения электромагнитных антенн и их 10 соединений с измерительной аппаратурой; на фиг.2 — конструкция антенны.

Устройство содержит образец 1 горной породы, электромагнитные антенны 2-5 и 6-9, являющиеся датчика- 15 ми эмиссионных параметров трещины, размещенные в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно, переключатели 10 и 11, регистрирующую аппаратуру )2. Антенна (фиг.2} 20 выполнена в виде отрезка коаксиального кабеля и включает центральную жилу 13, изолятор 14 и экран 15.

Устройство работает следующим образом.

В,момент возникновения трещины, например, в результате действия предельного напряженного состояния в образце I возникает электромагнитное излучение, которое регистрируется антеннами 2-9, установленными в различных плоскостях. Сигналы с антенн 2-9 после усиления подаются на переключатели 10 и 11, которые синхронно подключают антенны к вер- 35 тикальным и горизонтальным пластинам регистрирующей аппаратуры 1 2. Время подключения каждой антенны должно быть на порядок меньше времени распространения трещины. Расположение 40 антенн по окружности и нахождение образца в ее центре позволяет исключить зависимость интенсивности излучения от расстояния между антенной и источником электромагнитных сигна- 45 лов. В этом случае величина сигнала в антеннах обусловливается направлением распространения трещины относительно указанных антенн. Сигналы с антенн в двух плоскостях дают возмож- 5р ность получения конфигурации трещины °

Если трещина расположена в одной плоскости, например в вертикальной, то сигнал на каждой антенне определя- 55 ется расстоянием от антенны до подвижного края трещины. Например, если форма трещины круговая, то сигналы на всех антеннах вертикальной плоскости Равны по величине, Сигналы с антенн, расположенных в горизонтальной плоскости, отличаются один от другого, а именно: с взаимно противоположных антенн равны между собой. в то время как сигналы рядом расположенных антенн не совпадают по амплитуде.

Полученные сигналы с антенн в двух плоскостях позволяют расшифровать форму трещины в момент ее образования.

Антенны в каждой плоскости выполнены в виде отрезка коаксиальиого кабеля, центральная жила 13 которого заглублена относительно экрана 15.

Это дает возможность сформировать диаграмму направленности каждой антенны так, чтобы регистрация электромагнитного излучения производилась с отдельных участков образующегося контура трещины.

Антенны гальванически развязаны с помощью емкостей для увеличения соот. ношения сигнал/шум.

При использовании емкости большой величины на выходе антенн соотношение сигнал/шум возрастает за счет ослабления низкочастотных помех, возникающих от сетевого напряжения, медленно меняющихся процессов и так далее, что также ведет к увеличению полезного сигнала.

Чувствительность устройства зависит как от размеров трещины, так и от расстояния до объекта. При расположении антенн над плоскостью образца удается устойчиво регистрировать сигналы от трещин протяженностью несколько миллиметров, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить регистрацию электромагнитного излучения, возникающего от края подвижной трещины, и по амплитуде сигналов с антенн, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, получить форму трещины.

Формула изобретения

1.Устройство для регистрации трещин в горных породах в момент их образования, включающее датчики эмиссионных параметров трещины, установленные вокруг контролируемого объек1470957

Составитель К.Лыков

Техред А. Кравчук Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Горная

Заказ !568/38 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 та и соединенные с регистрирующей аппаратурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения достоверности определения конфигурации трещин, датчики выполнены в виде электромагнитных антенн, размещенных не менее чем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и не менее четырех в каждой плоскости.

2 .Устройство lIo tl ° 1 ° ч а ю щ е е с я тем, что датчики выполнены в виде отрезка коаксиального кабеля, центральная жила которого заглублена относительно экрана.