Устройство для измерения деформаций горных пород

 

ОПЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсиык

Соцыеныстычвсиык

Республик (61) Лонолиительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 250277 (Я) 2456897/18-25 с -присоединением заявки М (23) Приоритет— (43} Опублиноваио 2 1278.Бвллетснь 36 47 (4Б) дата опубликования описания 28.1278 (5l) N. Кл.

Ч 01 Ч 1/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР но деаам изобретений и открытий (53) УДК 550.834 (088.8) (72) Автор изобретения

М. И. Шпорк ин

Институт физики Земли нм. О. Ю. Шмидта (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к технике измерения. деформаций в земле, в частности к устройствам, служащим для измерения деформаций твердых тел, на- пример горных пород, и может быть использовано для измерения деформаций в земле при прогнозе землетрясений, а также для измерения деформаций в подземных горных выработках и бортах. карьеров при разработке профилакти- 10 ческих мер борьбы с горными ударами, стрелянием и выбросами горных пород.

Известно устройство для измерения деформаций горных пород, основанное на измерении разности давлений fl) .

Однако это устройство не обладает чувствительностью, достаточной для измерения деформаций, характеризующихся малыми (порядка единиц миллибар) давлениями. 20

Известно устройство для измерения деформаций горных пород, содержащее регистратор, рабочий датчик с рамкой, состоящий иэ двух мембран с образованной между ними герметичной полос- М тью, заполненной жидкостью и соединенной с регистратором, и компенсационный датчик, выполненный аналогично рабочему (21. Компенсационный датчик служит для компенсации температурных ® влияний. Полная температурная компенсация при такой конструкции возможна лишь при идеально равных размерах рабочего и компенсационного датчиков, т.е. для надежной компенсации необходима высокая точность изготовления элементов устройства.

Датчик для измерения деформаций горных пород изготавливается в производственных условиях, и размеры его могут быть выдержаны с заданной точностью. Щель, в которой -устанавливается датчик, вырезается в полевых условиях. Устройства, которые обеспечивают точные размеры щели, дорогие, громоздкие и сложны в транспортировке в целый ряд тектонических районов, где ведутся измерения. Колебания в размерах щели ведут к увеличению или уменьшению расстояния (зазора) между толщиной датчика и шириной щели. Соответственно меняется и объем жидкости, находящейся в рабочем датчике.

Объем жидкости в компенсационном датчике остается постоянным, что ведет к декомпенсации при измерении дефор" мацни горных пород. Диапазон температурной компенсации такого устройства весьма невелик, а для измерений деформаций в задачах прогноза земле638909

Формула изобретения трясений необходимо вести измерения в диапазоне температур от-40 до+50 С.

Целью изобретения является расшнрение диапазона температурной компенсациие

Это достигается тем, что мембраны компенсационного датчика заключены между двумя жесткими пластинами, со- 5 единенными с рамкой компенсационного датчика упругими элементами, расположенныяи сиьеиетрично относительно центров пластин.

Ба чертеже дана принципиальная I0 схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит иэ металличес-кой рамки 1, двух рабочих мембран измерительного датчика 2, двух соединительных трубок 3, регистратора 4.м м- I5 бран компенсационного датчика 5 с жесткими пластинами б и упругими элементами 7, металлической рамки компенсационного датчика 8. Рамки 1 и 8 исключают влияние нерабочих поверхнос тей датчиков.

Устройство работает следующим об" разом. а полость датчиков под давлением нагнетается жидкость„ в результате

25 чего мембраны рабочего датчика сопри- -5 касаются с внутренней поверхностью щели, а мембраны коьшенсационного— с внутренней поверхностью пластин, соединенных с рамкой датчика. Рабочий и компенсационный датчики соеди- З0 нительной трубкой связаны с дифференциальным манометром. Неточности при изготовлении щели ведут к уменьшению или увеличению объема жидкости в рабочем датчике, однако наличие пере- 35 мещающихся пластин, упруго соединенных,с рамкой компенсационного датчика, позволяет автоматически изменять объем компенсационного датчика, в результате чего объем жидкости в обо- 40 их датчиках одинаков. Температурные изменения ведут к одинаковому в рабочем и компенсационном датчиках нэменению объема, в результате чего удается получить необходимую температур-. ную компенсацию.

B предлагаемом устройстве расширен диапазон температурной компенсации за счет введения в него новых конструкционных узлов — жестких пластин н упругих элементов, соединенных с рамкой компенсационного датчика, что увеличивает точность измерений и расширяет область применения устройства для измерения деФормаций горных пород.

Устройство для измерения деформаций горных пород, содержащее регистратор, рабочий датчик с рамкой, состоящий нз двух мембран с образованной между ними герметичной полостью, заполненной жидкостью и соединенной с регистратором, компенсационный датчик, выполненный аналогично рабочему, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона темпера-турной компенсации, мембраны компенсационного датчика заключены между двумя жесткими @ластннамн, соединенными с рамкой компенсационного датчика упругими элементами, расположенными симметрично относительно центров пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Устройства для измерения упругих деформаций разгружаемых элементов.В.кн. Распределение напряжений в горных массивах, М., Недра, 1972, с. 46-54 °

2.$Ф еэь-еопйогing system аког earthqya%e prediction Âý Н.Ь.бжойап and etc

Terra Tet Jnc University Research Part

420. ankara %ay $аИ 1.аде Cit» Utan 84108

IPlHHIIH Эаказ 7275/34

Тираж 660 Подписное

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул.Проектная,4