Устройство для исследования свойствгРуНТОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N33/24 E02D1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГРУНТОВ

Изобретение относится к технике исследования свойств грунтов и може .быть использовано в области строительства и почвоведения.

Известно устройство для исследования свойств г рунтов, включающее полый корпус с индукционной катушкой, ударник в виде сердечника и измерительные приспособления, соединенные с источником питания 1.

Недостатком этого устройства является ограниченная область применения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической-Сущности-и достигаемому результату является устройство для исследования свойств грунтов, включающее полый корпус с элементами съема параметров напряжений, выполненных в виде отдельных изолированных секций, установленных друг над другом на внешней стороне корпуса, элемент возбуждения напряжений, источник питания, блоки управления и измерения 2. ,

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения свойств грунтов,

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширения диапазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования свойств грунтов, 1 ключающем полый корпус с элементами съема параметров напряжений, выполненных

0 в виде отдельных изолированных секций, установленных друг над другом на внешней .стороне корпуса, элемент возбуждения напряжений, источник питания, блоки управления и измере5нии, элемент возбуждения напряжений выполнен в виде отдельных изолированных секций, каждая из которых установлена на внешней стороне секций элементов съема, причем элементы

0 съема и возбуждения парги летров напряжения выполнены в виде диё1метрально установленных на полом корпусе, связанных между собой двух пар катушек индуктивности, запитка одной из пар которых сдвинута на 90

5 относительно другой, а катушки индуктивности встроены в стенку корпуса под элементов возбуждения напряжений не менее, чем на полови0ну его параметра размещения. На фиг. 1 схематично показано ПЕ едлагаемое устройство с поперечны разрезом датчика на фиг. 2 - разрез по оси датчика. Устройство состоит из секционного датчика 1, каждая секция которого индивидуально электрически соединена через блок 2 управления с измерительным блоком 3 и источником 4 питания. Каждая секция 5 датч ка 1 содержит элементы 6 возбуждения вращающегося магнитного пОля и .элементы 7 его съема, размещенные изолированно на полом корпусе 8 Элементы 6 возбуждения выполнены, в виде двух пар катушек 9 и 10 индук тивности, диаметрально установленных и между собой электрически связанных, причём запитка одной из пар катушек сдвинута на 90 относи тельно другой. Каждый элемент 7 съе вращающегося магнитного поля выполнен, например, в виде катушки 11 ин дуктивности, смонтированной под элементом 6 возбуждения не менее;че на половину его периметра размещения. Для тарировки в цепь между катуш ками 9 и 11 индуктивности включен переменный резистор 12, обеспечиваю щий компенсацию ЭДС, возбуждаемую вращающимся магнитным полем в элеме тах 7 съема. Устройство работает следуквдим образом. в момент тарировки подачей тока ца. катушки 9 и 10 индуктивности получают между ними, вследствие сдв га, фазы их запитки, осевое однородное вращающееся магнитное поле, которое через среду (воздух), разме щенную в полости корпуса 8, наводит ЭДС в измерительной катушке 11. Эту ЭДС посредством переменного резисто ра 12 компенсируют и в измерительно блоке 3 устанавливают нуль. После тарировки помещают (посред ством вдавливания), датчик 1 в иссле дуемую среду - грунт, который заполняет полость корпуса 8 и наводят поочередно ток в каждой секции 5 датчика 1. При наведении тока в исследуемой среде получают смещения фазы вращаю щегося- магнитного поля, зависящее от электропроводности исследуемого :материала. Тангенс сдвига фазы магнитного поля, вращающегося с углорой скоростью UJ , в среде с про водч|юстью Ь находят из решения уравнёний Максвелла и равен .цД-ш.г, где D - диаметр контролируемого сочения;U - магнитная проницаемость .(константа) Сдвиг фазы вращающегося магнитного поля приводит к -сдвигу фазы ЭДС, индукцированной в съемной катушке, вследствие чегЪ измерительный блок 3 фиксирует нескомпенсированную ЭДС, являющуюся измерительным признаком. Таким образом, получаем значения влажности грунта в области секции 5 датчика 1. Фиксируя распределение значения ЭДС, по высоте датчика 1, определяют глубину и скорость просачивания влаги в почву при различных нормах и интенсивностях полива. С помощью устройства можно получать данные о глубине и степени засоленности почв и минерализации грунтовых вод. При измерении предлагаемым устройством контролируется одна веЛичинд - сдвиг фаз вращающегося магнитного поля, прямопропорциональный электропроводности исследуемой среды. При внесении датчика в контролируемую среду не нарушается структура грунта вследствие отсутствия центрального электрода, чем повышается точность измерения. Изменение характеристик грунтов по глубине измеряется с существенно большей точностью, так как область измерения находится непосредственно в зоне однородного вращающегося магнитного поля. Формула изобретения 1.. Устройство для исследов.ания свойств грунтов, включающее полый корпус с элементами съема параметров напряжений, выполненных в виде отдельных изолированных секций, установленных друг над другом на внешней стороне корпуса, элемент возбуждения напряжений, источники питания, блоки управления и измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона исследований, элемент возбуждения напряжений выполнен в виде отдельных изолированных секций, каждая из которых установлена на внешней стороне секций элементов съема. I . 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что элементы съема и возбуждения параметров напряжения выполнены в виде диаметрально установленных на полом корпусе, связанных между собой двух, пар катушек индуктивности, запитка одной из пар которых сдвинута на 90 относительно другой, причем катушки индуктивности выстроены в другой,причем катушки индуктивности , встроена в стенку корпуса под элементом возбуждения на.пряжений не мэнее чем на половину его периметра. . .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S Л ..

в /

Т/