Устройство для измерения деформаций горных пород Советский патент 1978 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к технике измерения .деформаций в земле, в част ности к устройствам, служащим для измерения деформаций твердых тел, например горных пород, и может быть использовано для измерения деформаций в земле при прогнозе землетрясений, а также для измерения деформаций в подземных горных выработках и бортах карьеров при разработке профилактических мер борьбы с горными ударами, стрелянием и выбросами горных пород. Известно устройство для измерения деформаций горных пород, основанное на измерении разности давлений l. Однако это устройство не обладает чувствительностью, достаточной для измерения деформаций, характеризующихся маль1ми (порядка единиц миллибар) давлениями. Известно устройство для измерения деформаций горных пород, содержащее регистратор, рабочий датчик с рамкой состоящий из двух мембран с образованной между ними герметичной полостью, заполненной жидкостью и соединен ной с регистратором, и компенсационный датчик, выполненный аналогично рабочему 2. Компенсационный датчик служит для компенсации температурных влияний. Полная температурная компенсация при такой конструкции возможна .лишь при идеально равных размерах рабочего .и компенсационного датчиков, т.е. для надежной компенсации необходима высокая точность изготовления элементов устройства. Датчик для измерения деформаций горных пород изготавливается в производственных условиях, и размеры его могут быть вьадержаны с раданной точностью. Щель, в которой--устанавливается датчик, вырезается в полевых условиях. Устройства, которые обеспечивают точные размеры щели, дорогие, громоздкие и сложны в транспортировке в целый ряд тектонических районов, где ведутся измерения. Колебания в размерах щели ведут к увеличению или уменьшению расстояния (зазора) между толщиной датчика и ишриной щели. Соответственно меняется и объем жидкости, находящейся в рабочем датчике. Объем жидкости в компенсационном датчике остается постоянным, что ведет к декомпенсации при измерении деформации горных пород. Диапазон температурной, компенсации такого устройства весьма невелик, а для измерений деформаций в задачах прогноза землетрясений необходимо вести измерения в диапазоне температур от-4 О до- -50°С Делью изобретения является расширение диапазона температурной компенсации . Это достигается тем, что мембраны компенсационного датчика заключены между двумя жесткими пластингили, со динеиными с компенсационного датчика упругими элементами, расположеннкели симметрично относительно центров пластин. На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из металлической реьмки 1, двух рабочих мембран измерительного датчика 2, двух соединительных трубок 3, регистратора 4,мембрав компенсационного датчика 5 с жёсткими пластинами 6 и упругими элементами 7, металлической рамки компе сационного датчика 8. Рамки 1 и 8 ис ключают влияние нерабочих поверхносгей датчиков. Устройство работает следуквдим образ(Я4. В полость датчиков под давлением нагнетается жидкость, в результате чего мембраны рабочего датчика сопри касаются с внутренней поверхностью цели, а мембраны кхэтятенсационного с внутренней поверхностью пластин, соединенншс с рамкой датчика. Рабочий и компенсационный датчики соединительной трубкой связаны с дифферен циальным манометром. Неточности при изготовлении цели ведут к уменьшению или увеличеншо объема жидкости в рабочем датчике, однако наличие пере мещающихся пластин, упруго соединенных, с рамкой ксжшенсационного датчик нозволягт автоматически изменять о&ъем кс шенсационного датчика, в результате чего объем жидкости в 060 их датчиках одинаков. Температурные изменения ведут к одинаковому в рабо чем и компенсационном датчиках иэменению объема, в результате чего удается получить необходимую температур-. ную компенсацию, В предлагаемом устройстве расширен диапазон температурной компенсации за счет введения в него новых конструкционных узлов - жестких пластин и упругих элементов, соединенных с рамкой компенсационного датчика, что увеличивает точность измерений и расширяет область применения устройства для измерения деформаций горных пород. Формула изобретения Устройство для измерения деформаций горных пород, содержащее регистратор, рабочий датчик с рамкой, состоящий из двух мембран с образованной между ними герметичной полостью, заполненной жидкостью и соединенной с регистратором, компенсационный датчик , выполненный аналогично рабочему, отличающеес я тем, что, с целью расширения диапазона темпера- турной компенсации, мембраны компенсационного датчика заключены между двумя жесткими пластинами, соединенньми с рамкой.компенсационного датчика упругими элементами, расположенньали симметрично относительно центров пластин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Устройства для измерения упругих деформаций разгружаемых элементов. В. кн. Распределение напряжений в горных массивах, М., Недра, 1972, с. 46-54. 2.Stress-monitor ing svstem for earthc udlce preeiction Bv H.S-S woEisti and etc Terra Tet: 3nc Univerbits Researcli Porl 420. Wa-kara Wm SciCt Citv Utan 84108