Устройство для измерения механических напряжений Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к измери- , Феяьной технике для изучения напряженного состояния горных выработок для контроля и прогноза горнах ударов, а также прогноза сейсмических событий.

Известно устройство, включающее мембранный датчикдавления с промежуточньол уплоо няющим элементом

Нед6статка1ли устройства являются незначительная чувствительность к малым величинам давления и ограниченный диапазон изглерений.

Нёшболеё близко к изобретению устройство, включающее мембранный датчик, устанавливаемый в измерительную щель, и регистратор, соединенный .посредством трубопровода с датчиком .

Недостатками.устройства являются нйзкдя чувствительность, нестабильность и ограниченный диапазон измерений.

Цель изобретений - повышение Чувствительности датчика путем улучшения контакта рабочих.поверхностей датчика со стенками измерительной щели. .

Поставленная цель достигается .тем, что устройство снабжено злас;.гичным уплотнителем, установленным по периметру мембранного датчика, пневматическимкожухом, выполненным в виде двух пластин, связанных между собой по торцам эластичным упругим материалом и имеющим в центральной части отверстие-, повторяющее форму и размеры мембранного датчика для его размещения в этом от10верстии , эластичными упругими рука- :. .вами и пневматическ1ши герметизаторами, выполненными в виде цилиндрических емкостей, внутренние полости которых сообщены между собой,

15 при этом пневматические герметизаторы прикреплены к нижним частям пластины кожуха

Кроме того, пневматический кожух выполнен разъемным.

20

На чертеже изображено устройство для измерения механических напряжений . Устройство содержит мембранный датчик 1, трубопровод 2, соединяю25щий датчик с регистратором 3, уплот нитель 4, пневматический кожух 5, эластичные упругие рукава 6 и пневматические герметизаторы 7, прикрепленные к нижним частям пневматичес30кого кожуха.

Устройство работает следующим образом.

Пневматический кожух 5 с укрепленным в нем мембранным датчиком 1 устанавливается в заданной точке щели породного массива. В кожух подают давление, обеспечивающее надежную фиксацию датчика в щели. Затем подают давлениеВ эластичные упругие рукава б и пневматические герметизаторы 7. В таком состоянии, прижимаясь к стенкам щели и запол- няя благодаря эластичности все неровности (производственные и естественные) , эластичные упругие рукава и пневматические гёрметизаторы вместе с датчиком, укрепленным, в пневматическом кожухе, образуют полость для заполненияее контактным веществом. При этом эластичные упругие рукава препятствуют вытеканию контактного вещества в горизонтальном направлении, а пневматические герметизаторы - в вертикальном.

Перед заполнением полости контактным веществом в мембранный датчик подают давление, необходимое для обеспечения заданной величины предварительного прогиба мембран, определяемого из условий чувствительности датчика и предполагаемого диапазона измерений. После обеспечения необходимого прогиба мембран вся полость заливается контактным веществом.

После затвердения контактного вещества снимается давление с пневма тического кожуха, эластичных упругих рукавов и пневматических герметизаторов. Затем указанные элементы извлекают из щели, а в мембранный датчик подают дополнительное давление для обжатия контактного вещества плоскостями мембран. Установленно давление принимается за относительный нуль. Все последующие изменения давления в датчике, вызванные изменением напряженного состояния породного глассива, фиксируются регистратором 3/ и по разности показаний результатов измерений (текущих и нулевому) используя тарировочную зависимости , судят о напряжениях пород ного массива в исследуемой зоне.

Использование предложенного устройства позволяет, исключить ползучесть мембран и повысить чувствительность датчика напряжений за счет обеспечения ровной поверхности зоны контакта.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения механических напряжений, включающее мембранный датчик, устанавливаемый

в измерительную щель, и регистратор, соединенный посредством трубопровода с датчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика путем улучшения контакта рабочих поверхностей датчика со стенками измерительной щели, устройство снабжено эластичным уплотнителем, установленным по периметру мембранного датчика, пневматическим кожухом, выполненным в виде двух пластин,, связанных между собой по торцам эластичным упругим материалом, и имеющим в центральной части отверстие, повторяющее форму и размеры мембранного датчика для его размадения в этом отверстии, эластичными упругими рукавами и пневматическими герметизаторами, выполненными в виде цилиндрических емкостей, внутренние полости которых сообщены между собой, при этом пневматические герметизаторы прикреплены к нижним частям пластин кожуха. 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что пневматический кожух выполнен разъемным.

Источники информацииу принятые во внимание при экспертизе

1.Mayer А,, fiabib Р., Schmucher Merure en plase des press ions de terrain. Congrese J Nigar, 1961, Liege. ,

2.ЛУФТ Г.М. Конструкционный гистерезис мембран в зависимости от способа заделки. Тезисы докладов . научно-технической конференции Пути повышения надежности тепло-энергетических приборов. Смоленск, 1965.