Устройство контроля внутренних напряжений и подвижности горных масс

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для непрерывного измерения напряжений и акустических колебаний в массиве разрушенных горных пород. Цель изобретения - повышение эффективности контроля за счет получения комплексной информации. Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде полого шара, на внутренней поверхности корпуса 1 закреплены тензорезисторы 2, расположенные в точках пересечения поверхности линиями пересечения трех взаимно перпендикулярных плоскостей и двух, расположенных к ним под углом 45°. В корпусе 1 установлены акустический датчик /АД/ 5, состоящий из соединенных последовательно акустического приемника-пьезоэлемента 11 и усилителя 12, и датчик ориентации в пространстве /ДОП/ 6. С тензорезисторами 2 и ДОП 6 связаны последовательно преобразователи сопротивления в частоту /ПСЧ/ 9 , сумматор 10 и блок 7 регистрации. При деформации корпуса 1 сигнал с тензорезисторов 2 поступает в ПСЧ 9. Сигнал положения в пространстве с ДОП 6 поступает в ПСЧ 9. Акустические колебания сдвижения пород воспринимаются АД 5. Сигналы с АД 5 и ПСЧ 9 в виде гармонических колебаний поступают в сумматор 10, затем в блок 7 регистрации, где демодулируются на составляющие. Передача нескольких сигналов одновременно в виде суммы гармоник возможна по одножильному экранированному кабелю или при помощи одноканального радиопередатчика. 4 ил.

„„БУ„„1476130 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21. С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4296038/23-03 (22) 12.08.87 (46) 30.04.89. Бюл. Р 16 (71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цвет" ной металлургии (72) В,Д. Морозов, Л.И. Бушев, Н.В. Мартынов, В.К. Бызеев и В.В, Лупаренко (53) 622.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NP 487234, кл. Е 21 С 39/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 1105644, кл. Е 21 С 39/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННИХ

НАПРЯЖЕНИЙ И ПОДВИЖНОСТИ ГОРНЫХ МАСС (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для непрерывного измерения напряжений и аккустических колебаний в массиве разрушенных горных пород. Цель изобретения — повышение эффективности контроля за счет получения комплексной информации. Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде полого шара, на внутренней поверхности корпуса 1 закреплены тензорезисторы 2, расположенные в точках пересечения поверхности линиями пересечения трех взаимно перпендикулярных плоскостей и двух, расположенных к ним под углом

45 . В корпусе 1 установлены акустический датчик (АД) 5, состоящий из соединенных последовательно акустического приемника-пьезоэлемента 11 и усилителя 12, и датчик ориентации в пространстве (ДОП) 6. С тензорезисторами 2 и ДОП 6 связаны последовательно преобразователи сопротивления в частоту (ПСЧ) 9, сумматор 10 и блок 7 регистрации. При деформации корпуса

1 сигнал с тензорезисторов 2 поступает в НСЧ 9. Сигнал положения в пространстве с ДОП 6 поступает в

ПСЧ 9. Акустические колебания сдвижения пород воспринимаются АД 5.

Сигналы с АД 5 и ПСЧ 9 в виде гармонических колебаний поступают в сумматор 10 затем в блок 7 регистрации, где демодулируются на составляющие. вий

Передача нескольких сигналов одновременно в виде суммы гармоник возмоз..на по одножильному экранированному кабелю или при помощи одноканального радиопередатчика. 3 ил. ОР

1476130

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для непрерывного измерения напряжений и акустических колебаний в массиве разрушенных горных пород.

Целью изобретения является повышение эффективности контроля за счет получения комплексной инф: рмации.

На фиг. 1 показано предлагаемое 10 устройство, разрез; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 3 — размещение тензорезисторов на корпусе устройства.

Устройство контроля внутренних 15 напряжений и подвижности горных масс содержит корпус 1, выполненный в виде упругого полого шара, на внутренней поверхности которого размещены тензорезисторы 2 в точках пересечения сфе- 20 рической поверхности линиями пересечения трех взаимно перпендикулярных плоскостей и двух плоскостей, распоо ложенных с ним под углом 45, проходящих через центр шара, плату 3 для 25 установки датчиков, телескопические штанги 4 для крепления платы 3 в корпусе 1, акустический датчик 5 и датчик 6 ориентации в пространстве, установленные на плате 3, выносное регистрирующее устройство 7 и средство 8 для передачи сигнала, например коаксиальный бронированный кабель, преобразователи 9 сопротивления в частоту, связанные с тензорезистора- 35 ми 2 и датчиком 6 ориентации в пространстве, сумматором 10 входы которого связаны с преобразователями 9 сопротивления в частоту и акустическим датчиком 5, а выход — с выносным ре- 40 гистрирующим устройством 7. Акустический датчик 5 состоит из соединенных последовательно акустического приемника-пьезоэлемента 11 и усилителя 12. 45

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1, помещенный в контролируемую среду, например воронку обрушения, испытывает давление окружающей горной50 массы. Деформация металлической оболочки корпуса 1 преобразуется тензорезисторами 2 в соответствующее активное сопротивление последних, которое затем преобразуется в электрический гармо.нический, сигнал преобразователями 9 сопротивления в частоту. Частота сигнала определяется значением сопротивления тензорезистора 2 и элемен- тами преобразователя 9, причем частоты преобразователей 9 выбираются различными и превышающими спектр сигнала акустического датчика 5 на выходе усилителя 12.

Положение корпуса 1 в пространстве однозначно определяется сигналами датчика б ориентации, выраженными как изменяющиеся сопротивления, соответствующие трем координатам. Сигналы датчика 6 ориентации также преобразуются в соответствующие гармонические сигналы преобразователями 9 сопротивления в частоту.

Акустические колебания, возникающие в процессе движения горной массы относительно сферического корпуса

1, передаются через корпус 1 к пьезоэлементу 11 и преобразуются последним в электрический сигнал. Сигнал пьезоэлемента 11 усиливается усилителем

12 с ограниченной полосой пропускания (на уровне 3-5 кГц) и поступает на вход сумматора 10. На другие входы сумматора поступают сигналы преобразователей 9. Выход сумматора 10 подключен к коаксиальному бронированному кабелю средства 8 для передачи сигнала, по которому передается суммарный сигнал, спектр которого содержит ограниченный спектр акустических колебаний и частоты, соответствующие значениям сопротивлений тензорезисторов 2 и датчика 6 ориентации в пространстве. По кабелю 8 также осуществляется питание элементов датчика.

При использовании для передачи сигналов радиосвязи выход сумматора 10 подключается к модулятору радиопередатчика. При этом питание элементов тензорезисторов 2 и датчиков 6 ориентации и акустического 5 производится от автономного источника. Суммарный сигнал устройства, несущий комплексную информацию о напряжениях, воздействующих на него, об ориентации устройства в пространстве и перемещении породы передается в регистрирующее устройство 7, где демодулируется на составляющие.

Гармоническая форма представления сигналов датчика 6 ориентации и тензорезисторов 2 на различных частотах исключает взаимное влияние сигналов и обеспечивает их качественное разделение полосовыми фильтрами в регистрирующем устройстве при обработке и представлении сигналов контроля, 1476130 позволяет передать одновременно всю информацию по одножильному экранированному кабелю или при помощи одного одноканального радиопередатчи5 ка.

Формула изобретения

Устройство контроля внутренних на- 10 пряжений и подвижности горных масс, включающее. корпус, установленные в нем тензорезисторы и датчик ориентации, а также связанный с ними блок регистрации, отличающееся тем что, с целью повышения эффективности контроля за счет получения комплексной информации, оно снабжено связанным с блоком регистрации сумматором и связанными с ним преобразователями сопротивления в частоту, входы которых связаны с тензорезисторами и датчиком ориентации, а также связанным. с сумматором акустическим датчиком, состоящим из последовательно соединенных акустического приемника и усилителя, при этом корпус выполнен в виде полого шара, а тенэорезисторы закреплены на его внутренней поверхности в точках ее пересечения линиями пересечения трех взаимно перпендикулярных плоскостей и двух плоскостей, расположенных к ним .под углом 45, проходящих через центр шара.

1476130 г фея 3

Составитель В. Петрушин

Редактор М. Циткина Техред Л.Олейник Корректор Э. Лончаков»

Заказ 2140/32 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"; r. Ужгород, ул. Гагарина,101