Устройство для исследования оптико-электрических и акустических свойств горных пород в процессе их разрушения Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к физическим измерениям, в частности к устройствам для изучения оптико-электрических и акустических свойств горных пород (трибо-, электролюминесценция, механические колебания при разрушении и др.) в процессе их разрушения, что необходимо знать при разработке новых методов, способов и технических средств оценки напряженного состояния.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и сокращение времени на проведение исследований,

На чертеже изображено устройство, общий вид,

Устройство содержит корпус 1 с размещенной в нем рабочей камерой 2, в которой помещен образец 3 горной породы, и плунжер 4 с осевым отверстием 5, в котором установлен фоточувствительный элемент 6. К торцовой части образца 3 непосредственно прилегают пьезокерамический элемент 7 и один из его электродов 8. Торцовая часть плунжера 4, взаимодействующая с образцом 3, выполнена выпуклой осесимметриче- ской, в данном случае конической формы, а торцовая часть образца 3 горной породы со стороны плунжера 4 имеет осесимметриче- скую коническую выемку.

Устройство снабжено системой нагревания и охлаждения, а также силовым механизмом с регистратором (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В рабочую камеру 2 помещают образец 3 горной породы, одна из торцовых частей которого имеет коническую (осесимметри- ческую) выемку. Другая торцовая часть образца 3 непосредственно прилегает к пьезокерамическому элементу 7 с электродами 8. Затем в рабочую камеру 2 вводят плунжер 4 с фоточувствительным элементом 6 так, чтобы коническая (осесимметри- ческая) торцовая часть плунжера 4 контактировала с конической выемкой образца 3. Устройство помещается в термостат (не показан), в рабочей камере создают вакуум или избыточное давление (в зависимости от цели эксперимента). В качестве агента для создания избыточного давления используют исследуемую среду (флюид), газ, жидкость. Подключаются регистрирующие приборы (не показаны) к фоточувствительному 6 и пьезокерамическому 7 элементам. К измерителю электрических зарядов, например, кулонометру (не показан), подключаются электрод 8 пьезокерамического

элемента 7, контактирующий с образцом 3, а также вывод, имеющий контакт с торцовой частью конической формы плунжера 4.

Посредством плунжера 4 силовым механизмом создается давление на образец 3

горной породы до образования трещин. Благодаря выполнению одной из торцовых частей плунжера 4 конической, при воздействии давления на образец первые трещины образуются напротив осевого отверстия 5.

Образующиеся при этом импульсы света регистрируются фоточувствительным элементом 6, а механические колебания - пьезокерамическим элементом 7.

При нагружении образца 3 горной породы, а также при его разрушении возникающие электрические заряды на его поверхности (электрические потенциалы) регистрируются кулонометром.

Использование устройства позволяет

одновременно регистрировать при разрушении горных пород оптические, механиче- , ские (акустические) и трибоэлектрические эффекты. Это расширяет функциональные возможности устройства и сокращает затраты времени на проведение исследований.

Формула изобретения Устройство для исследования оптико- электрических и акустических свойств горных пород в процессе их разрушения, содержащее корпус с рабочей камерой и размещенный в них плунжер, электроды и фоточувствительный элемент, отличающееся тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей устройства и сокращения времени на проведение исследований, оно снабжено дополнительным электродом и разделяющим его с имеющимся электродом пьезокерамическим элементом, размещенным в рабочей камере со стороны, противоположной плунжеру, выполненному с осевым отверстием, в котором установлен фоточувствительный элемент, причем внутренняя торцовая часть

плунжера выполнена выпуклой осесиммет- рической, при этом плунжер выполняет функцию одного из основных электродов для измерения электрического потенциала.

Изобретение относится к исследованию горных пород. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и сокращение времени на проведение исследований. Устройство содержит корпус 1 с рабочей камерой 2 и размещенный в них плунжер 4, электроды и фоточувствительный элемент б. В рабочей камере 2 установлены дополнительные электроды, разделенные пьезокерамическим элемен5 /////////) Щ Ti I & -§ га Ј#::::. том 7, Дополнительные эпектроды размещены со Стороны, противоположной плунжеру 4. выполненному с осевым отверстием 5. В последнем установлен фоточувствительный элемент 6. Внутренняя торцовая часть плунжера 4 выполнена выпуклой осе- симметрической При этом плунжер 4 выполняет функцию одного из основных электродов для измерения электрического потенциала. Посредством плунжера 4 силовым механизмом создают давление на образец горной породы до образования трещин. В качестве агента для создания избыточного давления используют исследуемую среду, газ, жидкость. Подключают регистрирующие приборы к фоточувствительному и пьезокерамическим элементам 7. К измерителю электрических зарядов подключают электрод элемента 7, контактирующий с образцом горной породы, а также имеющий контакт с торцовой частью плунжера. Использование данного устройства позволяет одновременно регистрировать при разрушении горных пород оптические, механические и трибоэлектрическиеэлементы. 1 ил. в ///) Ti Ј#::::. I / ,в О сл о io го