Устройство для дистанционного измерения смещений горных пород Советский патент 1990 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям замерных станций для дистанционного измерения смешений в горных выработках и массиве горных пород.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений.

На фиг. 1 изображено устройство для дистанционного измерения смещений горных пород, продольное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит два репера 1, к которым жестко присоединены коаксиальные трубы 2 и 3. Труба 2 закреплена на репере через фланец 4. Труба 3 закреплена на репере через фланец 5 и переходник 6 со втулкой 7, прижатый к фланцу 5 гайкой 8. Труба 3 ориентирована в радиальной плоскости относительно трубы 2 втулкой 9, закрепленной на торце трубы 2, и опорой 10, закрепленной на трубе 3 вблизи ее торца. Внутри трубы 3 закреплены датчик линейных перемещений 11, выполненный из многооборотного высокоомного резистора, например типа СП 5-39Б, с жестко укрепленным на его оси шкивом 12, и дополнительный многооборотный высокоомный резистор 13 такого же типа и номинала, что и датчик 1. Внутри трубы 2 расположены гибкая тяга 14, например тонкий стальной тросик, которая через опоры в виде роликов 15. свободно вращающихся на осях 16, зафиксированных на кронштейнах 17 и жестко связанных с трубой 3 через опору 10.охватывает щкив 12 без возможности проскальзывания относительно него. При этом гибкая тяга

О5

О 05

05

сл

со

натянута без возможности ее прогиба и жестко закреплена во фланце 4 и втулке 9, например зачеканена. Резисторы 11 и 13 соединены проводами 18 по мостовой схеме и подключены к разъему 19, закрепленному на торце фланца 5. На оси резистора 13 зафиксирована гибкая передача 20, например пружина, которая выведена в совмещенные отверстия на фланце 5 и трубе 3 и оканчивается цилиндрической головкой 21 со шлицом, причем головка 21 не имеет возможности перемещения вдоль оси передачи 20. К разъему 19 подключена его ответная часть 22 с кабелем, соединяющим устройство с измерительным прибором (не показано). Герметизация резистив- ного элемента датчика 11 смещений и дополнительного резистора 13 может быть осуществлена заполнением густой нерастекающейся смазкой полости между щкивом 12 и неподвижными элементами резистора 11, а также полости, ограниченной трубой 3, фланцем 5 и разъемо1у1 19.

Устройство работает следующим образом. Реперы 1 закрепляются в контролируемых точках горного моссива. При этом коаксиальные трубы 2 и 3 занимают определенное взаимное положение относительно их общей оси, перемещаясь в противоположных направлениях по втулке 9 и опоре 10. При этом происходит вращение оси резистора 11, жестко связанной со щкивом 12 посредством взаимодействия жестко натянутой в трубе 2 тяги 14 через опоры 15 с поверхностью сопряжения шкива 12 и тяги 14. При этом возникает произвольная разбалансировка моста, образованного резисторами 11 и 13. Кабель ответной части разъема 22 присоединяют к измерительному прибору и вращением головки 21 балансируют мост из резисторов 11 и 13, т.е. устанавливают «О на щкале (табло) измерительного прибора. В дальнейшем при измерении расстояния между контролируемыми точками с закрепленными в них реперами 1 трубы 2 и 3 соосно перемещаются и за счет взаимодействия тяги 14 со щкивом 12 без возможности проскальзывания их относительно друг друга поворачивают ось резистора 11, вызывая тем самым разбаланс моста, образованного резисторами 11 и 13. При этом на разъеме 19 появляется сигнал с измерительной диагонали моста, пропорциональный изменению расстояния между реперами (т.е. смещение), при условии подачи на другую диагональ моста питающего напряжения, например от измерительного прибора через соответствующие контакты разъема 19.

Жесткое закрепление гибкой тяги в первой трубе, ее натяжение и взаимодействие с направляющими и щкивом датчика линейных перемещений, расположенных во второй трубе, двигающейся внутри первой, обеспечивает преобразование линейного перемеще

:ия труб одна относительно другой во-враща- тельное движение оси резистора датчика линейных перемещений.

Размещение датчика линейных перемещений и гибкой тяги в трубах, ее жесткое натя- жение, заполнение полости шкива смазкой обеспечивают защиту устройства от специфических воздействий технологии горного производства (ветровые воздействия при вентиляции, обрущение горной породы). Введение дополнительного многооборотного высо- коомного резистора и соединение его с датчиком линейных перемещений по мостовой схеме обеспечивает исключение дополнительных погрещностей при измерениях за счет воздействия внещней среды (изменение температуры, индустриальные электромагнитные помехи), исключает влияние изменения параметров резисторов с течением времени. Указанные конструктивные особенности устройства обеспечивают повышение точности

измерений, и кроме того, отсутствие груза, натягивающего гибкую тягу, позволяют применять устройство в пространстве с заклад- koй или в скважинах.

Формула изобретения

1.Устройство для дистанционного измерения смещений горных пород, содержащее датчик линейных перемещений, выполненный в виде многооборотного высокоомного резистора с жестко закрепленным на его оси шкивом, регистрирующий прибор, два репера, связанную с одним из последних гибкую тягу, охватывающую щкив витками без проскальзывания, рабочая поверхность шкива выполнена шириной, равной суммарной толщине охватывающих витков диаметром, определяемым выражением , где d - диа-- метр рабочей поверхности шкива, мм; L - заданный диапазон измерений, мм; п - полное число оборотов оси резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

и надежности измерений, оно снабжено опорными роликами, защитным кожухом, выполненным в виде телескопических труб, каждая из которых жестко соединена с одним из реперов, и кинематически связанных между собой посредством гибкой тяги, перекинутой через опорные ролики, установленные по обе стороны шкива, и натянутой в трубе большего диаметра, дополнительным многооборотным высокоомным резистором, аналогичным основному и соединенным с ним по мостовой

схеме, при этом оба резистора размещены в трубе меньщего диаметра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что щкив выполнен с герметичной полостью, заполненной нерастекающей смазкой, предназначенной для установки в ней оси основного резистора.

8П

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение точности и надежности измерений. Устройство содержит опорные ролики, защитный кожух, выполненный в виде коаксиальных труб. Каждая труба жестко соединена с одним из реперов. При этом трубы связаны между собой посредством гибкой тяги, перекинутой через опорные ролики, установленные по обе стороны шкива, и натянутой в трубе большего диаметра. Устройство имеет также дополнительный многооборотный высокоомный резистор, аналогичный основному и соединенный с ним по мостовой схеме. Оба резистора размещены в трубе меньшего диаметра. Жесткое закрепление тяги в трубе обеспечивает преобразование линейного перемещения труб относительно друг друга во вращательное движение оси резистора. Введение дополнительного резистора и соединение его по мостовой схеме с основным обеспечивает исключение дополнительных погрешностей при измерениях, исключает влияние изменения параметров резисторов с течением времени. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.