Устройство для измерения параметров трещиноватости горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному долу. а именно к конструкции устройств для определения параметров трещиноватости горных пород в массиве.

Цель изобретения-повышение достоверности показаний при определении величины раскрытия трещин.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения параметров трещиноватости горных пород.

Устройство состоит из датчика трещин, выполненного в виде выносного зонда 1, и прибора 2. Зонд 1 содержит задающий генератор 3, чувствительный элемент 4, выпрямитель 5. Прибор 2 содержит блок 6 сравнения, блок 7 регистрации и источник питания (не показан). Выносной зонд 1 соединен с прибором 2 трехжильным кабелем.

ГенераторЗ соединен с чувствительным элементом 4, который через выпрямитель 5 и блок 6 сравнения подключен на вход блока 7 регистрации. Чувствительный элемент 4 выполнен в виде открытого высокодобротного контура с частичным включением нагрузки на контур. Контур выполнен симметричным, балансным, что позволяет компенсировать влияние влажности и температуры окружающей среды на стабильность параметров контура и получить резко выраженный максимум радиальной чувствительности устройства в центре катушки. Частичное включение нагрузки на контур (например, не более 1/10 части витков) позволяет исключить влияние параметров внешних цепей на расстройку и добротность контура. Точное количество витков отвода определяется из условия соответствия выходного напряжения входным параметрам блока регистрации, в качестве которого может быть применен и как интегральный аналого-цифровой преобразователь с цифровой индикацией, и как стрелочный измерительный прибор.

Устройство работает следующим образом.

Контур 4 настроен в резонанс на частоту генератора 3. Высокочастотное напряжение с генератора 3 подводится непосредственно в приемный контур 4, в центр катушки На контуре наводится значительная ЭДС U катуш- ки СШгенератора, где Q - добротность контура, что позволяет получить высокую напряженность электромагнитного поля при малой подводимой мощности (мощность генератора около 0,02 Вт). Пропорционально числу витков отвода сконтура снимается чать наводимой ЭДС

При изменении характеристик среды, окружающей датчик, электромагнитное поле искажается, меняются комплексные параметры контура (L.C.Q), а следовательно, и

величина наводимой ЭДС. Появление трещин в монолитном породном массиве резко изменяет его электромагнитные свойства, пропорционально изменению которых меняются параметры контура, а следовательно, и измеряемая ЭДС.

С выхода выпрямителя 5 сигнал поступает на прямой вход 6 сравнения. Блок 6 сравнения выполнен в виде повторителя напряжения с коэффициентом усиления около единицы и предназначен для компенсации неинформативного сигнала (при отсутствии трещин в массиве)напряже- нием, подаваемым на инверсный вход повторителя (установка нуля) Отсутствие

сигнала позволяет свести нелинейные искажения, вносимые узлом сравнения дрейф нуля, к минимуму Заданное значение выходного напряжения с большой точностью поддерживается регулятором коэффициента передачи (чувствительность), включенного в цепь обратной связи, чем обеспечивается неизменное сопротивление нагрузки.

Результирующее напряжение Ј U с выхода блока 6 сравнения поступает в блок 7 регистрации для отображения на цифровом табло либо стрелочным прибором.

Кон-роль трещиноватости массива осуществляется из шпура диаметром 42 мм

нужной длины. По показаниям устройства и шкалы мерной досыяочной штанги определяются параметры трещиноватости: характерные зоны трещиноватости, местонахождение и величина раскрытия

трещин, которые используются для назначения технологических и геомеханических параметров иньекционного упрочнения, определения требуемой глубины анкерова- ния, а также при разработке мероприятий

5 по повышению устойчивости выработок.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения па- 0 раметров трещиноватости горных пород,содержащее задающий генератор,выпрямитель,соединенный через блок сравнения с блоком регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения 5 достоверности показаний при определении величины раскрытия трещин, в него вводят чувствительный элемент, который выполнен в виде балансного высокодобротного контура, средняя точка которого подключена к задающему генератору, а части витков, сим51687777б

метрично расположенных относительночувствительного элемента в процессе изме

средней точки, подключены к входам еыпря-рения, блок сравнения выполнен в виде по

мителя.вторителя напряжения, содержащего

2.Устройство по п. 1,отличающее-регулятора коэффициента передачи, вклюс я тем, что с целью сохранения параметров5 ченный в цепь обратной связи.

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение достоверности показаний при определении величин раскрытия трещин и сохранение параметров чувствительного элемента в процессе измерения. Устро-во содержит задающий генератор 3, выпрямитель 5, соединенный через блок 6 сравнения с блоком 7 регистрации. Дополнительно устро- j во снабжено чувствительным элемен- .том 4, который выполнен в виде балансного высокодобротного контура. Средняя точка контура подключена к генератору 3, а часть витков симметрично относительно средней точки подключена к выпрямителю 5. Блок 6 выполнен в виде повторителя напряжения, содержащего регулятор коэффициента передачи, включенный в цепь обратной св язи. Элемент 4 настроен в резонанс на частоту генератора 3. При появлении трещин в массиве пород меняются параметры контура элемента 4, а следовательно, и измеряемая ЭДС. С выхода выпрямителя 5 сигнал поступает на прямой вход блока 6. Результирующий сигнал с выхода блока 6 поступает в блок 7 для цифровой или стрелочной индикации. 1 з.п ф- лы,1 ил. ё О 00 VJ XI VJ