Датчик давления Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горнорудной и горной промышленности и, в частности, может быть использовано при моделировании проявлений горного давления на моделях из эквивалентных материалов.

Известна месдоза с гидравлическим преобразователем, сконструированная в ЦНИИСК, служащая для измерения давления.

Однако применение таких месдоз в моделях из эквивалентного материала невозможно из-за больших габаритов известных месдоз. Разработка такой месдозы малого размера затруднена.

Известен угольный микродинамометр для измерения проявлений горного давления 1.

Недостатком измерений таким прибором является наличие случаев значительного изменения начального сопротивления микродинамометров с изменением температуры среды. Кроме того, данный микродинамометр характеризуется значительной нестабильностью показаний.

Наиболее близким по технической суш,ности к изобретению является датчик давления, состоящий из двух неподвижных пластин и внутренней подвижной ленты. Пластины и лента представляют собой полоски латунной фольги. При этом средняя полоска, подвергающаяся вытягиванию,имеет ширину меньшую, чем верхняя и нижняя полоски. Для протягивания средней полоски между крайними на каждом ее конце пробито отверстие, за которое можно зацепить динамометрическое кольцо. Располагая рукоятку динамометрического кольца по направлению вытягивания средней латунной полоски и производя последовательно вручную несколько небольших подвижек средней полоски, получают на ленте самопишущего электронного моста автоматическую запись того усилия, которое необходимо на каждую подвижку вытягиваемой

средней латунной полоски 2.

Недостатки данного устройства - неравномерность усилия вытягивания при одном и том же значении нагрузки на ленточный датчик из-за непостоянства условий его работы (трение покоя при начальном сдвижении и трение движения при разных скоростях), в связи с чем погрешность измерения достигает 20-25%. Кроме того, замеры при повторном приложении нагрузки так же не обеспечивают достаточной стабильности и могут давать отклонения средних значений замеров между собой в 15- 20%. Отсюда суммарная ошибка измерений может достигать 40-45%. Оперативность замера показаний невозможна, а для снятия замеров индивидуально с каждого ленточного датчика требуется много времени.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений, снижение времени на отработку и снятие замеров, а

также обеспечение оперативности проведения эксперимента.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, состоящем из двух неподвижных пластин и внутренней неподвижной ленты, последняя выполнена в виде сдавленного с двух противоположных сторон кольца, внутри которого расположена третья неподвижная пластина, причем между ней и нижней пластиной установлены ограничители.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик давления; на фиг. 2 - пример конкретного применения устройства.

Датчик давления (фиг. 1) состоит из корпуса, выполненного из трех латунных или стеклянных пластин 1, подвижной замкнутой латунной ленты 2, ограничителей 3, предотвращающих защемление нижней холостой части ленты 2 и папиросной бумаги или кальки 4, служащей для предотвращения попадания частей модели (песка) между пластинами 1, т. е. для сохранения постоянства коэффициента трения подвижной латунной полоски о корпус датчика.

Устройство работает следующим образом.

Предлагаемый датчик давления закатывают в массив, где необходимо измерить изменения давления. Подвижную замкнутую ленту 2 с одной стороны перекидывают через блочок 5, соединенный с динамометрическим кольцом 6, а с другой стороны подсоединяют, например фрикционной передачей, к валу аривода. Начинают обработку модели, перед чем включают привод, и лента 2 начинает вращаться. В результате отработки модели изменяется нагрузка на датчик, а следовательно, и силы трения подвижной ленты 2 о пластины 1, которая через динамометрическое кольцо 6 фиксируется на регистрирующей аппаратуре, например на электронном самопишущем мосте. Таким образом получают качественную картину процесса изменения (распределения) давления.

Примером конкретного применения устройства (фиг. 2) может служить использование его по прямому назначению, напоимер для измерения давления на модели из эквивалентного материала в почве моделируемого пласта.

Перед закаткой модели в почве моделируемого пласта устанавливают предлагаемый ленточный датчик давления для измерения давления при отработке с лентой 2. Лента датчика выполнена замкнутой для обеспечения однонаправленного постоянного движения на все время отработки модели и фрикционно соединена с одной стороны с ведущим валом редуктора 7, а с другой - перекинута через блочок 5, соединенный с динамометрическим кольцом 6, которое, в свою очередь, жестко соединено с базой 8. Закатывают модель в пласт. Перед ее отработкой включают двигатель 9 и через редуктор 7 вращение передается на ленту 2 датчика в направлении, показанном стрелками. Передаточное число выбирают таким образом, чтобы лента двигалась со скоростью порядка 1 см/с. Механический привод ленты выбран для ликвидации субъективных ошибок при измерении и обеспечения постоянной скорости движения, а следовательно, постоянного коэффициента трения. С электронного самопишущего моста снимают начальные показания. Начинают отработку модели 10, в результате чего происходит образование зависающих консолей кровли.

их обрушение, перераспределение напряжений в массиве, изменяется давление на датчик, а следовательно, и сила фиксируется на регистрирующей аппаратуре.

Таким образом, применение датчика с замкнутой лентой, соединенной с валом привода двигателя, позволит повысить точность измерения за счет обеспечения постоянства скорости движения ленты, совместить операции по отработке модели и снятию замеров и тем самым обеспечить оперативность проведения исследования и снижение времени эксперимента.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, состоящий из двух неподвижных п-частии и nuyiренней подвижной ленты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, внутренняя подвижная лента выполнена в виде сдавленного с двух противоположных сторон кольца, внутри которого расположена третья неподвижная пластина, причем между ней и нижней пластиной установлены ограничители. А-А