Способ регистрации давления ударной волны в горных породах Советский патент 1990 года по МПК G01L9/06 G01L23/08 

liii r-prvrenne отиосмггс.я к г.псюобам Р( .пи-/1-1, даплрпип п ударттых вол-- на;х, TirajiMtfycMbix rivni динамических нагрузках, и быть истгол товаио г тш замерах давления от взрыва в орвыу, породах.

Цель изобретения - повышение на- дежности и точности рстистрагтии дав- летгия ударной волны..

На .фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - осциллограмма записи ЭДС, генерируемой датчиком, установленным в ближней зоне взрыва, при прохождении по нему ударной волны.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит подключенный к осциллогра(})у датчик дав- ления взрыва с. рабочим телом, выполненным из стального цельнотянутого провода.

Латчик давления взрыва включает в себя рабочее тело 1, выполненное Из металла, у которого интервал времени столкновений носителей тока с

- Ч

решеткой лежит в предапах 10 - 10 °с, например, стали или меди в

виде 7 линдрического стержня, один конец которого имеет резьбу 2 под гайку 3 для 5-;репления токопо двода 4. Конструкщ1я датчика может иметь и другой тип узла соединения непосредственно рабочего тела с токоподводом. Обязательным условием является обеспечение надежного электрического контакта между токоподводом и рабочим телом. Токоподвод 4 датчика подключен к входу 5 осхилллографа 6, а клемма 7 входа осциллографа заземлена.

Способ осуществляют следующим образом.

„

В исследуемом образце горной породы или в массиве создают отверстие по диаметру близкое к диаметру рабочего тела датчика. Вставленный в отверстие датчик закрепляют, например, с помоп ью эпоксидного компаунда, в котором наполнителем является исследуемый материал (например, исследуе- мая горная порода) . Состав закрепляющего материала может быть и другим.

однако -необходимо, чтобы его акус- тическ1;е свойства быпи идентичны - с акустическими cвoйcтвa пl исследуемой среды.

Q

п

5

0

45

50

55

Ось отпорстия, совпадающую с осью датчика, ориентируют па. .чло.пьно фронту ударной .волны. Установку датчика производят в зоне действия ударной волны от вз.рыва заряд.а взрывчатого вещества (ВВ), в преде. .3-25 диаметров заряда.

При прохождении ударной волны от взрыва заряда ВВ в проводниках возникает пять основных видов электрических эффектов, связанных с изменением внутренней контактной разности потенциалов, деформацией поверхностных двойных электрических слоев, проскоком носителей тока по инер1дии на фронте ударной волны, увеличением носителей тока деформируемой решеткой и ударной поляризацией. Исследованиями величин ЭДС, возникающих при прохождении ударной волны в проводниках (висмуте и сурьме), установлено, что от ударной поляризации она достигает 15 В, а от остальных электрических эффектов не превышает 0,25 В. Наведенную в датчике ЭЛС, определяемую в основном ударной поляризацией, снимают с помощью токо- подвода 4, который подключают к регистрирующей аппаратуре - осциллографу 6. Величина ЭДС, регистрируемая осциллографом, пропорциональна давлению в ударной волне (фиг. 2).

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными заключа- . ются в следующем:

выполнение рабочего тела датчика из материала, обладающего высокой прочностью и большим входным механическим импедансом, обеспечивает расширение пределов измеряемой величины давления;

вьтолнение рабочего тела датчика в виде стального стержня круглого сечения обеспечивает повышение точности его ориентировки, в горных породах, создание надежного аккустичес- кого контакта рабочего тела датчика с горными породами, что повышает надежность замеров давления в ударной волне;

использование эффекта электронной поляризации в проводниках обеспечивает повьш1ение точности замеров давления в ударной волне за счет увели- чё ния отнощения величины полезного сигнала (ЭЛС поляриза1Ц-1и) к уровню помех..

( о р м ч л а и ч о б р с т о и и я

Способ р(п-1и:трапии лавления удар- noi полны н горньк породах при тры- ве заряда взрьтчатого нетсства, яа- ключаюип- 11ся в установке датчика в отверстие,, вьшолнеипое в горной породе, закреплр-иии. датчика в отверстии с помощью связующего материала, акустические свойства которого идентичны акустическим свойствам ropHoii

103296

породы, и подключетти -атчика к регистрирующей аппаратуре, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности регистрации, отверстие выполняют параллельно фронту ударной волны на расстоянии от центра заряда взрывчатого вещества, равном 3-25 диаметрам заряда,а в качестве датчика давления используют стерже-чь выполненный из стали или меди.

10

Изобретение относится к способам регистрации давления в ударных волнах и может быть использовано при проведении научно-исследовательских работ в области физики взрыва. Цель изобретения - повышение надежности и точности регистрации давления ударных волн в ближней зоне взрыва. Для этого в качестве датчика давления взрыва используют стальной или медный стержень 1, который с помощью токоподвода 4 непосредственно соединяют с регистрирующей аппаратурой (осциллографом 6). Датчик устанавливают в отверстие, выполненное в горной породе параллельно фронту ударной волны. При прохождении ударной волны за счет ударной поляризации в стальном стержне наводится ЭДС, величина которой, регистрируемая осциллографом, пропорциональна давлению в ударной волне. 2 ил.

О

0,6 ц 1.8 t,fic Фиг.2