Устройство для наблюдения оптической картины в скважинных фотоупругих датчиках Советский патент 1987 года по МПК E21C39/00 

1128

Изобретение относится к горному делу, точнее к устройствам для измерения напряжений горных пород.

Целью изобретения является повьше- roie точности измерений напряжений горных пород за счет формирования равномерного потока излучения на поверхности датчика.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.; на фиг.З - принципиальная оптическая схема наблюдения фотоупругого датчика, размещенного в скважине.

Устройство для наблюдения оптической картины в скважинных фотоупругих датчиках, состоит из корпуса I (фиг.1) с заборной частью в виде трубки 2, осветителя 3 и зрительной трубы 4. Трубка 2 размещена в передней части корпуса 1. За ней установлен поляризационный фильтр, состоящий из четвертьволновой пластинки 5, поляроид- ной пластинки 6 и размещенного в прО - рези 7 компенсатора 8, Осветитель 3 состоит из кольцевого рефлектора 9 и источников 10 света, установленных перэд отражающей поверхностью рефлектора равномерно по окружности. Зрительная труба 4 размещена коаксиаль- но осветителю и соосно с поляризационным фильтром. Она состоит из объектива 1 I, окуляра 12 и корпуса 13. Питание источников света предусмотрено от автономного источника (не показан) .

При работе устройство размещают перед устьем скважины 14 (фиг.З), в которой установлен фотоупругий датчик 15 -с зеркальным слоем 16, Для удобства фиксирования прибора трубка 2 корпуса размещается непосредственно в устье скважигш 14. Лучи света от источников 10 света проходят через поляроид 6, четвертьволновую пластинку 5 и далее по трубке 2 и скважине 14 попадают в датчик 15, Отразившись от зеркального слоя 16 датчика is, лучи света возвращаются назад, проходя повторно через чет- . вертьволновую пластинкь 5, поляроид 6 и далее попадают в объектив И зрительной трубы 4, Пройдя по зрительной трубе и выйдя из ее окуляра 12, лучи света попадают в глаз наблюдателя 17 (или в фотоаппарат), Для определения порядка полос оптической картинки в процессе наблюдения последней через прорезь 7 в трубке 2 в

5

0

5

оптическую схему прибора вводят компенсатор 8. Конструкция последнего может быть различной и определяется конкретными условиями использования прибора, в частности порядком полос наблюдаемой в датчике картины и требуемой точностью снятия отсчетов.

Если в фотоупругом датчике 15 нет внутренних напряжений, то в предложенной схеме он наблюдается в виде светлого поля. При наличии внутренних напряжений в датчике, обусловленных , например , приростом напряжений в окружающей датчик породе, в нем появляется оптическая картина в виде сложного узора цветных полос- изохром. Прибор предназначен для наблюдения этой картины.

Чтобы обеспечить четкость наблюдаемой картины, необходимо обеспе- ччить поступление всего светового потока от источников 10 света в датчик 15. Для этого необходимо, чтобы внешний диаметр d осветителя 3 был не

больще диаметра D скважины 14, I Формула изобретения

1,Устройство для наблюдения оптической картины в скважинных фотоупругих датчиках, включающее осветитель

и корпус с размещенньми в нем зрительной трубой и поляризационным фильтром, включающим последовательно установленные компенсатор, чет- вертьволновую пластину и поляроидную

пластину, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет формирования равномерного потока излучения, осветитель установлен в корпусе за поляризационным фильтром, а зрительная труба размещена коаксиально осветителю и соосно с поляризационным фильтром, при этом корпус вьтолнен с заборной частью в виде трубки перед поляриза- ционным фильтром,

2,Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что осветитель выполнен в виде кольцевого рефлектора с источниками света, установленными перед отражающей поверхностью, равномерно по окружности,

3,Устройство по п,1, отличающееся тем, что соотношение наружного диаметра осветителя

d к наружного диаметра заборной части корпуса D удовлетворяют условию

d .D

w

Фи2. г

Изобретение относится к сорному делу и позволяет повысить точность измерений напряжений горных пород за счет формирования равномерного потока излучения на поверхности датчика. Для этого осветитель 3 установлен в корпусе 1 за поляризационным фильтром, включающим последовательно установленные компенсатор 8 и четвертьволновую 5 и поляроиднуто 6 tf, 1,. /L4XV wXXX XXX.4yJ (У/ оаи t пластины. Соосно ему и коаксиапьно осветителю 3 размещена зрительная труба 4. Корпус 1 выполнен с заборной частью в виде трубки (Т) 2 перед фильтром. Осветитель 3 вьтолнен в виде кольцевого рефлектора 9 с источником света (ИС) 10, установленным перед отражающей поверхностью рефлектора равномерно по окружности. Соотношение наружного диаметра осветителя 3 d и наружного диаметра Т 2 D удовлетворяют условию d D. На устье скважины размещают Т 2. Лучи света от ИС 10 проходят через пластинки 6 и 5 и далее по Т 2 попадают на датчик. Отразившись от зеркального слоя датчика лучи света возвращаются назад. Для определения порядка полос оптической картины в процессе наблюдения последней через прорезь 7 в Т 2 вводят компенсатор 8. При наличии Бнутр.енних напряжений в датчике, обусловленных приростом напряжений в окружающей датчик породе, в нем появляется оптическая картина. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. . i (Л 00 о: 00 /г

/5

w

17

фиг.З

Редактор Г.Гербер Заказ 7232/25

Техред М.Ходанич

Коррек Подпис

Тираж .455 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л. Патай Подписное