Устройство для измерения деформаций горных пород

ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(М) Заявлено 250277 (2 Ц 2456897/18-25с присоединением заявки ЭЙ(45) Дата опубликования описания 28.12,78 Союз Соаетсныа Соцыеиыстычвсиык Республик(51) М. Кл. Ц 01 Ч 1/16 Государственный комитетСовета Мннстров СССРно дедам изобретенийи открытий(72) Автор изобретения М. И. Шпоркин Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ГОРНЫХ ПОРОД Изобретение относится к техникеизмерения, деформаций в земле, в частности к устройствам, служащим для измерения деформаций твердых тел, на-пример горных пород, и может быть ис пользовано для измерения деформацийв земле при прогнозе землетрясений,а также для измерения деформаций вподземных горных выработках и бортах. карьеров при разработке профилакти ческих мер борьбы с горными ударами, стрелянием и выбросами горных пород.Известно устройство для измерения деформаций горных пород, основанное на измерении разности давлений Я . ИОднако зто устройство не обладает чувствительностью, достаточной для измерения деформаций, характеризующихся малыми (порядка единиц миллибар) давлениями. 20Известно устройство для измерения деформаций горных пород, содержащее регистратор, рабочий датчик с рамкой, состоящий иэ двух мембран с образованной между ними герметичной полос- М тью, заполненной жидкостью и соединенной с регистратором, и компенсационный датчик, выполненный аналогично рабочему )21. Компенсационный датчик служит для компенсации температурных 80 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 выдержаны с заданной 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 шириной щели. Соответственно меняется и объем жидкости, находящейся в рабочем датчике. Объем жидкости в компенсационном датчике остается постоянным, что ведет к декомпенсации при измерении дефор" мации горных пород. Диапазон температурной компенсации такого устройства весьма невелик, а для измерений деформаций в задачах прогноза земле638909 Формула изобретения ЦНИИПИ Тираж Эаказ 7270 Подпнс П Патент, ул,Проектная филиал г.ужго трясений необходимо вести измерения в диапазоне температур отдо+5 ЭС.Целью изобретения является расшнрение диапазона температурной компенсацииЭто достигается тем, что мембраны компенсационного датчика заключены между двумя жесткими пластинами, со единенными с рамкой компенсационного датчика упругими элементами, расположенньвщ сюеетрично относительно центров пластин.На чертеже дана принципиальная 10 схема предлагаемого устройства.Устройство состоит иэ металлической рамки 1, двух рабочих мембран измерительного датчика 2, двух соединительных трубок 3, регистратора 4,мембран компенсационного датчика 5 с жесткими пластинами б и упругими элементами 7, металлической рамки компенсационного датчика 8. Рамки 1 и 8 исключают влияние нерабочих поверхностей датчиков.Устройство работает следующим об" разом.В полость датчиков под давлением нагнетается жидкость в результате25 чего мембраны рабочего датчика сопри- -5 касаются с внутренней поверхностью щели, а мембраны коьшенсационного - с внутренней поверхностью пластин, соединенных с рамкой датчика. Рабочий и компенсационный датчики соеди нительной трубкой связаны с диФФеренциальиым манометром. Неточности при изготовлении щели ведут к уменьшению или увеличению объема жидкости в рабочем датчике, однако наличие пере мещающихся пластин, упруго соединенных,с рамкой компенсационного датчика, позволяет автоматически изменять объем компенсационного датчика, в результате чего объем жидкости в обо,1 их датчиках одинаков. Температурные изменения ведут к одинаковому в рабочем и компенсационном датчиках нэменению 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 н упругих элементов, соединенных с рамкой компенсационного датчика, что увеличивает точность измерений и расширяет область применения устройства для измерения деФормаций горных пород. Устройство для измерения деФормаций горных пород, содержащее регистратор, рабочий датчик с рамкой, состоящий нз двух мембран с образованной между ними герметичной полостью,заполненной жидкостью и соединеннойс регистратором, компенсационный датчик, выполненный аналогично рабочему,о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения диапазона темпера турной компенсации, мембраны компенсационного датчика заключены междудвумя жесткими пластннамн, соединенными с рамкойкомпенсационного датчика упругими элементами, расположенными симметрично относительно центров пластин,Источники инФормации, принятые вовнимание при экспертизе:Устройства для измерения упругих деФормаций разгружаемых элементов.В,кн. Распределение напряженийв горных массивах, М., Недраф,1972, с. 4 б. 2.Ыеээ-еопйоипд эзз 1 ет аког еагМца%е ргедФсСоп Вэ Н.Ь. бжобаи опд е 1 с Телега ТеЫ Лис Оп 1 чегьйз Яеэеасп Раг% 420. Ма%ага%а ЬаИ 1.аде Сйз ОСап 84108