Устройство для исследования шлифов горных пород

 

Устройство для исследования шлифов горных пород содержит задающий генератор электрических колебаний 1, электронный стабилизатор механических колебаний 2, усилитель мощности 3, преобразователь электрических сигналов в механические колебания 4, столик 5, линию задержки механических колебаний 6, основание-электрод 7, точечный зонд, состоящий из датчика механических колебаний 8 и электрических колебаний 9, микровольтметр 10. 1 ил. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4925129/03 (22) 05.03.91 (46) 07.02.93. Бюл. М 5 (76) Н.А.Кравцов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1097792, кл. E 21 С 39/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ШЛИФОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Устройство для исследования шлифов горных пород содержит задающий генераИзобретение относится к технике для исследования электрических свойств образцов горных пород, а именно для исследования электрических потенциалов локальйых пьезоэлектрических областей зерен, содержащихся в шлифах горных пород и руд, а также для исследования пьезоэлектрических констант и дефектов пьезокерамики при воздействии на них упругими колебаниями.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий генератор электрических колебаний, излучатель механических колебаний, мозаичный приемный преобразователь, логическую систему ИЛИ, усилитель и регистратор.

Приемный мозаичный преобразователь имеет значительную контактную поверх- ность, вследствие чего дефектоскоп обладает низкой разрешающей способностью. . Применение данного устройства для исследования пьезоэлектрических потенциалов в локальных областях, зернах шлифа горной породы и пьезокерамики нецелесообразно.

Известно устройство для исследования шлифов горных пород, содержащее задающий генератор электрических колебаний, „„!Ж,, 1794187 А3

2 тор электрических колебаний 1. электронный стабилизатор механических колебаний

2, усилитель мощности 3; преобразователь электрических сигналов в механические колебания 4, столик 5, линию задержки механических колебаний 6; основание-электрод

7, точечный зонд, состоящий из датчика механических колебаний 8 и электрических колебаний 9, микровольтметр 10.

1 ил. усилитель мощности, излучатель механиче- ских колебаний, основание-электрод, координатный столик, точечный сьемник электрических колебаний и микровольтметр, Для определения пьезомодуля в шли- . фах горной породы и пьезокерамике необ- ходимо предварительно определять ф равномерность интенсивности механических колебаний в исследуемых областях. Исследования I показали, что неравномерное распределение интенсивности механиче- «, ских колебаний создает большую погреш- К ) ность в оценке величины пьезомодуля и ф может составлять проценты и даже их десят- д ки. Для достижения большой точности необ- р ходимо в измеряемых точках добиваться постоянного уровня интенсивности механических колебаний путем ручной подстройки мощности электрического генератора, что занимает много времени. В устройстве при- (д) менялись два зонда для определения интен- сивности электрических и механических колебаний; что также вносит ошибки в измерении пьезомодуля.

Цель изобретения — повышение точности измерения величин пьезомодуля в локальных областях шлифов горных пород, 1794187 определение. неоднородности в плоских слоях пьезокерамики и увеличение производительностии труда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее задающий генератор электрических колебаний, усилитель мощности, координатный столик, преобразователь электрических колебаний в механические, основание-электрод, датчик электрических колебаний, микровольтметр, введены электронный стабилизатор механических колебаний, линия задержки механических колебаний, датчик механических колебаний, при этом выход задающего генератора подключен к первому входу электронного стабилизатора механических колебаний, который через усилитель мощности подключен к входу расположенного на координатном столике преобразователя электрических колебаний в механические, выход которого подключен через линию задержки механических колебаний к основанию электрода, а датчик механических колебаний подключен к второму входу электронного стабилизатора механических колебаний.

На чертеже показана блок-схема уст-. ройства.

Устройство содержит задающий генератор электрических колебаний 1, электронный стабилизатор механических колебаний

2, усилитель мощности 3, преобразователь электрических сигналов в механические колебания.4, координатный столик 5, линию задержки механических колебаний 6, основание-электрод 7, точечный сьемник электрических и механических колебаний 8, микровольтметр 9.

Задающий генератор электричЕских колебаний вырабатывает синусоидальные или прямоугольные электрические колебания постоянной амплитуды, которые поступают на электронный стабилизатор механических колебаний 2. С выхода его электрические колебания переменной амплитуды поступают на усилитель мощности 3, а затем на преобразователь электрических колебаний в механические 4. Преобразователь 4 - это пьезоплзстина, заключенная в изолированную камеру с диэлектрической жидкостью. Камера жестко фиксирована на координатном -столике 5. Сверху изолированной камеры излучателя рзсполагается линия задержки 6 — это цилиндр из органического стекла. Диаметр его обычно соответствует размерам пьезопластины, а длина должна составлять кратность полуволн механических колебаний для лучшего согласования сред. единия задержки улучшает равномерность амплитудно-фазового распределения механических колебаний на основании 7, где располагается исследуемый материал. С исследуемым материалом контактирует точечный зонд 8, который фиксируется на стойке.

Механические колебания, распространяясь через линию задержки и исследуемый материал, поступают в точечный зонд, где они преобразуются в электрические колеба10 ния, которые затем поступают на вход электронного стабилизатора и фиксируются индикатором. Амплитуда электрических колебаний, наведенных на исследуемом пьезоматериале в точке касания зонда, "5 измеряется микровольтметром 9.

Если в точке касания зонда изменилась интенсивность механических колебаний. (уменьшилась относительно заданного но20 минала), это приведет к уменьшению электрического сигнала зонда, поступающего на .электронный стабилизатор механических колебаний 2. При этом на его выходе автоматически увеличивается амплитуда элект25 рического сигнала задающего генератора до получения номинальных значений интенсивности механических колебаний.

Если интенсивность механических колебаний в измеряемых точках поаысилась-;

30 это приведет к увеличению электрического сигнала ча входе электронного стабилизатора мехэнических колебаний, и последний на выходе автоматически уменьшает амплитуду электрического сигнала задающего

35 генератора до получения.заданной номинальной величины интенсивности механических колебаний. Таким образом, в точках касания зонда устанавливается строго определенная заданная интенсивность меха40 нических колебаний.

Была разработана и изготовлена установка и .проведены на ней исследования пьезокерамического диска диаметром 50

45 мм и толщиной 1 мм, Установка состояла из селективного микровольтметра с рабочей .частотой 32,7 кГц, чувствительностью один микровольт, выполненного в отдельном блоке, В другом блоке на.отдельной плате

50 изготовлены задающий генератор электрических колебаний на рабочей частоте

32,7 кГц и усилитель мощности. На другой плате был выполнен электронный стабилизатор механических колебаний. На третьей

-55 плате был выполнен стабилизированный источник питания. Преобразователь электрических сигналов в механические колебания (пьезодиск диаметром 58 мм, толщиной 3 мм) размещался в изолированной камере на координатном столике. Был изготовлен

3794187

Устройство позволяет быстро получать информацию о пьезоэлектрических материалах. оценивать в локальных точках величину пьезомодуля, однородность материала, 5 влияние добавок различных компонент разных материалов на величину пьезомодуля, а также производить исследование пьезоэлектрических свойств шлифов горных пород более качественно и с высокой точностью

10 определения величин пьеэоконстант.

Устройство для исследования шлифов горных пород. содержащее задающий генератор электрических колебаний, усилитель 20 мощности, координатный. столик, основание-электрод, предназначенный для помещения на него шлифа, датчик электрических колебаний, соединенный с микровольтметром,отличаю щеес ятем,что,сцелью 25 повышения точности измерения, величин пьезомодуля в локальных областях шлифов горных пород, определения неоднородности в плоских слоях пьезокерамики и увеличения производительности труда, в него 30. зонд для локального приема электрических и механических колебаний, который фиксировался на штативе.

Исследования показали, что устройство позволяет оценивать неоднородность величин пьезомодуля пластин и пленок пьезокерамики в локальных точках менее одного процента, а разрешающая способность — не более 10 мк.

Формула изорбретения введены электронный стабилизатор механических колебаний, линия задержки механических колебаний. преобразователь электрических колебаний в механические и . датчик механических колебаний, при этом выход задающего генератора подключен к первому входу электронного стабилизатора механических колебаний, который через усилитель мощности подключен к входу расположенного на координатном столике преобразователя электрических колебаний к основанию-электроду, а датчик механических колебаний подключен к второму входу электронного стабилизатора механических колебаний.