Устройство для измерения температуры горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21B47/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры стен промышленных сооружений, а именно к устройствам для измерения температуры горных пород в подземных выработках.

Известно устройство для измерения температуры горных пород, содержащее термистор, помещенный в винипластовый насадок залитый теплопроводящим материалом 1 .

Это устройство фактически измеряет температуру воздуха в подушке на герметизируемом участке, а не температуру горных пород на этом участке.

Известно также устройство для измерения температуры горных пород, содержащее полый цилиндрический корпус, в основании которого смонтирован термопроводящий элемент из эластичного материала и полость которого заполнена термопроводящей жидкостью (2.

В этом устройстве только часть поверхности сферы контактирует с горной породой, при этом площадь контакта, а следовательно, и результаты измерения сильно зависят от усилия прижатия и положения всего прибора в скважине (шпуре). ГОРНЫХ ПОРОД

Таким образом, упомянутые устройства не обладают стабильностью показаний вследствие инерционности теплопередачи и непостоянства контакта с породой.

Цель изобретения-уменьшение инерционности устройства и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что полость корпуса устройства заполнена легкокипящей термопроводящей жидкостьюфреоном-22, а в верхней части корпус имеет 10 клапан с нониусом и шкалой.

Термопроводящий элемент может быть выполнен в виде пластинВ, имеющей толщину от 0,7 до 1,0мм.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - уст5 ройство в рабочем положении, при прижатии к вертикальной поверхности; на фиг. 3то же, при прижатии к горизонтальной поверхности.

Устройство состоит из слоистого батарейного датчика теплового потока, включающего опрессованную заготовку 1 и эластичную заливку 2 из самовулканизирующегося герметика марки ВТУР. Батарейный датчик теплового тЮтока установлен с помощью жесткой теплопроводящей пластины 3 в основании профилированного полого корпуса 4 из теплоизоляционного материала. Батарейный датчик теплового потока установлен выступающим на 1/2 эластичной заливки 2 за ограничивающую сжатие кромку 5 основания полого корпуса 4, частично заполненного легкокипящей жидкостью 6. В непосредственной близости от теплопередающей пластины 3 установлен нагреватель 7, который замыкается с автономным источником питания, например аккумуляторной, батареей, (на чертеже не показано) через выключатель. Полый корпус 4 снабжен клапаном 8 с регулятором нагрузки, включающим микрометрический винт 9, уравновещивающую пружину 10, цилиндрический конус 4 снабжен клапаном 8 с регулятором нагрузки, включающим микрометрический винт 9, уравновещивающую пружину 10, цилиндрический нониус 11 и линейную щкалу 12, проградуированную в единицах давления насыщения паров легкокипящей жидкости в полом корпусе, а также щтуцер 13 отвода паров-в пароприемную эластичную емкость (на чертеже не показано). Предохранительный клапан 8 устанавливается на пробке 14, соединенной с полым корпусом 4 через резь-бовове соединение, герметизирующее прокладку 15. Термоэлектроды от батарейного датчика теплового потока подключены к нульгальванометру (на чертеже не показано). Толщина эластичной заливки 2 выбрана равной I мм.. Перед эксплуатацией устройство заполняется легкокипящей жидкостью-фреоном Ф-22. Устройство прижимается к поверхности горных пород (см. фиг. 2 и 3). Эластичная заливка 2 сжимается, заполняя все неровности в поверхности горных пород, вытесняет воздух из поверхности контакта. Кромка 5 основания полого корпуса 4, ограничивающая сжатие, соприкасается с поверхностью горных пород. Сжатие эластичной заливки 2 прекращается. Обеспечивается надежный контакт датчика теплового потока с поверхностью горных пород. При этом легкокипящая жидкость 6 контактирует с поверхностью пластины. Нулевая отметка цилиндрического нониуса 11 клапана 8 устанавливается на отмутку линейной шкалы 12, соответствующую давлению кипения легкокипящей жидкости 6 при температуре, ориентировочно равной температуре горных пород в измеряемой точке. Затем замыкается электрическая цепь нагревателя 7. Температура жидкости 6 повыщается до температуры кипения, соответствующей установленному на щкале давлению, и после вскипания стабилизируется. При повыщении давления паров в полом корпусе 4 клапан 8 срабатывает, стравливая пары через штуцер 13 в пароприемную емкость. Вращением микрометрического винта 9, изменяем нагрузку на клапан 8 и устанавливаем стрелку нуль-гальванометра в нейтральное положение. Тепловой поток через батарейный датчик теплового потока прекращается. Температура кипящей жидкости 6 становится равной температуре горных пород. По щкале 12 и нониусу 11 определяется давление в полом корпусе 4, а по нему - температура горных пород. Формула изобретения 1.Устройство для измерения температуры горных пород, содержащее полый цилиндрический корпус, в основании которого смонтирован термопроводящий элем(ент из эластичного материала И полость которого заполнена термопроводящей жидкостью, отличающееся тем, что, с целью уменьшения инерционности устройства и повышения точности измерений, полая часть корлуса заполнена фреоном, Ф-22, а в верхней части имеет клапан с нониусом и шкалой. 2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что термопроводящий элемент вьшолнен в виде пластины. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что термопроводящий элемент имеет толщину от 0,7 до 1,0мм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Веденнн А. И., Наконечный В. В. Термисторный снаряд для измерения температуры горных пород,-Сб. Новые исследования в горном деле. Научные труды ЛТИ, вып. 6, 1973, с. 18-20. 2.Авторское свидетельство СССР № 468991, кл. Е 21 В 47/06, 1972 (протогип).

7 8

Фи..1

5,