Способ регистрации давления ударной волны в горных породах

 

Изобретение относится к способам регистрации давления в ударных волнах и может быть использовано при проведении научно-исследовательских работ в области физики взрыва. Цель изобретения - повышение надежности и точности регистрации давления ударных волн в ближней зоне взрыва. Для этого в качестве датчика давления взрыва используют стальной или медный стержень 1, который с помощью токоподвода 4 непосредственно соединяют с регистрирующей аппаратурой (осциллографом 6). Датчик устанавливают в отверстие, выполненное в горной породе параллельно фронту ударной волны. При прохождении ударной волны за счет ударной поляризации в стальном стержне наводится ЭДС, величина которой, регистрируемая осциллографом, пропорциональна давлению в ударной волне. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 G 01 L 9/06, 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4476854/24-10 (22) 29.08.88 (46) 30.11.90, Бюл. Y" 44 (71) Институт горного дела (72) Э.П. Артемьев и В. Сенук (53) 531,787(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 346615, кл. С 01 Ь 9/06, 1972. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДАВЛЕНИЯ У АРНОИ ВОЛНЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ (57) Изобретение относится к способам регистрации давления в ударных волнах и может быть использовано при проведении научно-исследовательских работ в области физики взрыва. Цель изобретения — повышение надежности

2 и точности регистрации давления ударных волн в ближней збне взрыва. Для этого в качестве датчика давления взрыва используют стальной или медный стержень, который с помощью токоподвода 4 непосредственно соединяют с регистрирующей аппаратурой (осциллографом 6); датчик устанавливают в отверстие, выполненное в горной породе параллельно фронту ударной волны. При прохождении ударной волны за счет ударной поляризации в стальном стержне наводится ЭРС величина которой, регистрируемая осциллографом, пропорциональна давлению в ударной волне. 2 ил .

1 10 329 разом.

P t!>(Ьl °

31» ПI> rrl (;.tf1 (r> T fir>r 11т(Я 1; (т!О(Об 3 и

Р . 11(..т11;(lllftl ДЯ1>пения в УдаР11ых вол-на х, 1>("13111 .1 E .мых пРИ Д11 f1а м11 1ес I(Hх

If(I f-1> >:3 к(1Х, H l f(3!I(r>T бь1т !> If (!!Опт .3013d HO

r 1> и зЯ и(. 3>11х 11Я вл PHHR О Г па Рь1Ва В г (р кп>1Х и r! p Ода х .

Пель изобретения — !Io11lttffelme надежности и точности регистрации давления ударной волны.

Ня .фиг. 1 изображено устройство для Осуществления предлагаемого способа; ня фиг. 2 — осциллограмма записи ЭпС, гЕнерируемой датчиком, ус— таповленным в ближней зоне взрыва, при прохождении по нему ударной волны.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит подключенный1 к осциллографу датчик давления взрыва с рабочим телом, выполненным из стапьного цельнотянутого провода.

>патчик давл ения взрыва включает я себя рабочее тело 1, выполненное из металла, у которого интервал времени столкновениИ носителей тока с решеткой лежит в Ill!еделах 10

10 ос, например, стали или меди в виде цилиндрического стержня, один конец которого имеет резьбу 2 под гайку 3 для y:ðåïëåíèÿ токоподвода 4. конструкция датчика может иметь и другой тип узла соединения непосред ственно рабочего тела с токоподводом.

Обязательным условием является обеспечение надежного электрического контакта между токоподводом и рабочим телом. Токоподвод 4 датчика подключен к входу 5 осциллографа 6, а клемма 7 в. Ода осциллографа заземпена .

Спос об o(ущес твляют сл едующим об1

В исследуемом образце горной породы или в массиве создают отверстие, цо диаметру близкое к диаметру рабочего тела датчика. Вставленный в отверстие датчик закрепляют, например, с помощью эпоксидного компаунда, в котором наполнителем является исследуемый материал (например, исследуемая горная порода) . Состав закрепляющего материала может быть и другим, Однако .необходимо, чтоСы его акустическ1(е свойства быпи идентичными с акустическими с войс тпами иссл(дуемой

40 (1СЬ От t>r рС ткя, ООВпа>1аю11>О ю (. О(. I,fr> датчика, Ориентиру!от пар:>ллепьно фронту ударной .волнь. Установку датчика производят в зоне дей(твия ударной волны от взрыв» заряда взрывчя— того вешества (Р>В), в предепах ..3-25 диаметров заряда, При прохождении ударной волны от взрыва заряда ВВ в проводниках возникает пять основных видов электрических эффектов, с вя занных с изменением внутренней контактной разности потенциалов, деформацией поверхностных двойных электрических слоев, проскоком носителей тока по инерции на фронте ударной волны, увеличением носителей тока .деформируемой решеткой и ударной поляризацией. Иссле— дованиями величин 3РС, возникающих при прохождении ударной волны в проводниках (висмуте и сурьме), установлено, что от ударной поляризации она достигает 15 В, а от остальных электрических эффектов не гревышает

0,.25 В. Наведенную в датчике ЭРС определяемую в основном ударной поляризацией, снимают с помощью токоподвода 4, который подключают к регистрирующей аппаратуре — осциллографу 6, Величина Э 1С, регистрируемая осциллографом, пропорциональна давл ению в удар ной вол не (фиг . 2) .

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными заключаются в следующем: выполнени е раб очег о тела датчика из материала, обладающего высокой прочностью и большим входным механическим импедансом, обеспечивает расширение пределов измеряемой величины давления; выполнение рабочего тела датчика в виде стального стержня круглого сечения обеспечивает повышение точности его ориентировки. в горных поро. дах, создание надежного аккустического контакта рабочего тела датчика с горйыми породами, что повышает надежность замеров давления в ударной волне; использование эффекта электронной поляризации в проводниках обеспечивает повышение точности замеров давления в ударной волне за счет увеличе>ния отношения величины полезного сигналя (ЭРС поляризации) к уровню

11 О М Е Х, 11 10329

Т1 о р л! у JT,I TT ч о б р е т с IT и Я породы, и подключении; атчика к р»гистрирующей аппаратуре, и т л и ч а ющи и с я тем, что, с цельк повышения надежности и точности

5 регистрации, отверстие выполняют параллельно фронту ударной волны на расстоянии от центра заряда взрывчатого вещества, равном 3-25 диаметрам заряда,а в качестве датчика давления используют стержспь, выполненный из стали или меди.

С и О Г О б p (T и с T p 11 п11И и а Бл е . 11 и Я yT! 1 р

IIoI< Бо11ньT В 1 опньГ; пс1 0/1ак пРИ TTЯРы«e заряда Взры1«атого вещества, за— клн)чаюши йГ я В уста HoBKc датчика В отверстие,. IIiIIIozITeITIIoe В горной породе, закреплеH?IH. датчика В отис рстии с помощью связуюшегo материала, акустические свойства кочорого идентичны акустическим свойствам горной

Об 12

©llZ. 2

Составитель О,Полев

Те. ред i 1.,,одаиич Корректор Л,. Бес кид

Редактор А. Ре;1 н

Заказ 3732 Тираж 469 Годписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, ".,-35, Раушская наб., д. 4/5

Произвоас,венно-пзд;1тельский комбинат "Патент", г.укгород, ул. Гагарина, 101