Способ контроля размеров трещин в образцах горных пород Советский патент 1989 года по МПК G01B7/32 

СП

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в горной промышленности при исследованиях процессов трещинообразования в образцах горных ;пород.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение измерений за счет уменьшения влияния входных цепей измерительного оборудования на конечный результат измерений и устранения необходимости в экранировании испытательного стенда.

На фиг. 1 представлена схема реа лизации способа; на фиг. 2 - эквива- .лентная схема измерений.

Способ реализуется следующим образом.

В образце 1 горной породы (фиг.1) перпендикулярно одной из его граней сверлят отверстие 2, в забойной части которого специальным устройством (не показано) создают зародышевую щель 3 в плоскости, перпендикулярной оси отверстия. В отверстии 2 устанавливают с использованием клеющего вещества переходник-герметизатор 4. К переходнику-герметизатору 4 подсоединяют трубу 5 и подают через нее электропроводящую жидкость под давлением, которая, раздвигая зародышевую щель 3, образует трещину 6.

Для контроля размеров трещины 6 с противоположных сторон образца накладывают металлические листы 7 и 8 так, что они перпендикулярны оси отверстия 2. К листу 7 подключают источник 9 переменного напряжения, а к листу 8 - миллиамперметр 10. Трубку 5 заземляют проводом 11.

Емкость конденсатора С (фиг.2) соответствует емкости между электропроводящими поверхностями (листами) 7 и 8, емкости конденсаторов С и . емкостям между поверхностью жидкости и щели и поверхностями 7 и 8 соответственно (фиг.1). Из этой схемы видно, что благодаря такому подключе

нию приборов и заземлению измеряемый ток зависит лишь от напряжения генератора (источника 9 переменного напряжения) и емкости конденсатора С, которая определяется как

o(Sc-s) с5

где - относительная диэлектрическая проницаемость;

о 8,85-10 Ф/м - электрическая постоянная;

площадь взаимного перекрытия поверхностей 7 и 8 при отсутствии трещины;

S - площадь трещины;

d - расстояние между поверхностями 7 и 8. Сопротивление конденсатора С:

„ 1 Ё (2)

с rffC 2ГГ f o(So-S)

де f - частота синусоидального тока

Ток, протекающий 1(ерез конденсаор С:

„ 2fl f (Sc-S) I У. и, (3),

где и - напряжение генератора.

При отсутствии трещины ток 1, протекающий через конденсатор С,

I,. „ LiL«.s....... „;

Разделив (3) на (4) и решая относительно площади трещины S, получаем S So (1-I/Io).

Величина So задается при изготовлении испытательного стенда и поэтому „является известной, а ток определяется по прибору, включенному в схему измерения.

Формула изобретения

Способ контроля размеров трещин в образцах горных пород, заключающийся в том, что наносят на поверхность образца токопроводящий слой, подключают его к источнику переменного напряжения, заполняют трещину электропроводящей жидкостью, которую электрически соединяют с шиной нулевого потенциала, от л ичающийся тем, что, с целью повьщ1ения -точности и упрощения измерений, токопроводящий слой наносят на образец с двух противоположных сторон, токопроводящий слой - со стороны, противоположной слою, к которому подключен источник переменного напряжения, подключают через амперметр к шине нулевого потенциала, измеряют величину протекающего через амперметр тока, а площадь трещины определяют по формуле

S So (1-I/Ie),

где S - площадь трещины, м ;

SP - площадь взаимного перекрытия электропроводящих поверхностей;

Iр - измеряемый ток до образования

трещины. А;

I - текущее значение измеряемого тока, А.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в горной промышленности при исследованиях процессов трещинообразования в образцах горных пород. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений за счет уменьшения влияния входных цепей измерительного оборудования на конечный результат измерений и устранения необходимости в экранировании испытательного стенда. В образце 1 горной породы перпендикулярно одной из граней сверлят отверстие 2 и создают зародышевую щель 3. В отверстие 2 устанавливают переходник-герметизатор 4, к которому подсоединяют трубу 5, и подают через нее электропроводящую жидкость под давлением, которая образует трещину 6. С противоположных сторон образца накладывают металлические листы 7, 8. К листу 7 подключают источник 9 переменного напряжения, к листу 8 - миллиамперметр 10. Трубу 5 заземляют проводом 11. Площадь трещины вычисляют по формуле S=S₀(1 - I/I₀), где S₀ - площадь взаимного перекрытия электропроводящих поверхностей

I₀ - измеряемый ток до образования трещины

I - текущее значение измеряемого тока. 2 ил.

М

Г

li:

сг