Фотоупругий датчик Советский патент 1977 года по МПК E21C39/00 

1

Устройство относится к области торното дела, а и.менно к приборам для измерения напряжений В iropHbix породах.

Известны устанавливаемые е скважинах фотоупругие датчики для измерения нап-ряжеНИИ в горных породах, вььиолненные в виде цилиндра из оптически чувствительного материала и снабженные осевым отверстием небольшого диа.метра 4-2.

Недостатком указанных датчиков является невозможность из:мерения .напряжений в плоскостях, параллельных оси скважины.

Целью изобретения является из1меренне напряжений в плоскостях, параллельных оси скважины.

Это достигается тем, что датчик снабжен конусным зеркалом, установленным в его осевом отверстии, а внешняя |боковая поверхность цилиндрического элемента 1вынолнена зеркальной.

Такое выполнение устройства обеспечивает наблюдение онтической картины в цилнндрическом элементе, возникающей в нем за счет напряжений, действующих в плоскостях, параллельных оси скважины.

На фи1Г. 1 изображен фатоупр 1гий датчик, продольный разрез; на фиг. 2 - оптическая схама хода лучей при наблюдении датчика.

Датчик состоит из цилиндрическо;го элемента 1, снабженнаго осевым отверстием н выполненного из оптически чувствительного материала, например стекла, конусного зеркала 2 с зеркальной поверхностью з и соединительного элемента 4. Внешняя боко;вая поверхность цилиндрического элемента 1 снабжена зерка-льньгм слоем 5.

Датчик устанавливается в скважине 6 и приклеивается с помощью слоя клея 7 к ее боковым стенкаМ. При дефор.мировании породного массива, окружающего скважину с датчико-м, совместно с породой деформируемся и цилиндрический элемент 1, вследствие чего в нем возникают механические напряжения. Наблюдая датчик в поляризованном свете, по оптической картине, видимой при этом в датчике, судят о напряжениях в цилиндрическом элементе 1, а по ним о напряжениях в породеПуть лучей света при наблюдении датчика с помощью полярископа -может быть следующий.

Луч света от источника 8 проходит через поляризатор 9 н, отразивщись от полупрозрачной пластинки 10, проходит по скважи.не и попадает на конусное зеркало 2. Отразившись от зеркальной поверхности 3 последнего, свет попадает в стенку цилиндрического элемента 1, проходит через нее и, отразившись от зеркального слоя 5, -возвращается обратно -к коцусному зеркалу 2. Отразившись от него и пройдя скважину, полупрозрачную пластинку 10, собирательную линзу 11 и анализатор 12, луч попадает в глаз наблюдателя. Элементы 8-12 конструктивно входят в полярископ.

Благодаря тому, что луч света проходит через стеН|КИ цилиндрическо1го элемента I в направлении, перпендикулярном оси скважины, он будет реагировать на напряжения в них, действующие ъ плоскостях, параллельных оси скважины. Последние же пропорциональны напряжениям в породе, действующем в то-м же направлении.

Формула изобретения

Фотоупругий датчик для измере1ния напряжений в .горных породах, устанавливаемый в скважине и содержащий цилиндрический элемент из оптически чувствительного материала с осевым отверстием, отличающийся тем, что, с .целью измерения напряжений в плоскостях, параллельных оси окважины, датчик

снябжен .конусным зеркалом, установленны.м в eiro осевом отверстии, а внешняя .боковая поверхиость аилиидрического элемента выполнена зеркальной.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Сенук Д. П. Анализ работы фотоупругих датчиков при измерении напряжений в горном массиве. Сб. «Измерение напряжений в массиве (горных .пород. Новосибирск, «Наука, Сиб. отд., 1968, с. 93-104.

2.Авторское свидетельство СССР № 342049, кл. Е 31С 39/00, 1970.

/т,