Устройство для измерения неравномерно распределенной нагрузки в бетонном массиве

ОСУДАРСТВЕМНЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(21) (22) (46) (7) тельс и мар (72) (53) (56) 4002588/24-1002,01,8630.10.87. Бюл,Всесоюзный наукий институт гкшейдерского дЕ.В.Лодус531.787 (088.8Авторское свид51, кл. О 01торское свидет777, кл, Е 21(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВ-,НОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННОЙ НАГРУЗКИ ВБЕТОННОМ МАССИВЕ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияизмерение суммарной нагрузки и неравномерности распределения нагрузкипо нескольким направлениям. По уменьшению суммарного сопротивления проволок 3 и 9 определяется степень деформации трубки 1 с помощью тарировочных графиков или расчетом определяют суммарную нагрузку на данномучастке массива, а по изменению электросопротивления проволоки 3 определяют координату определения нагрузки по длине трубки 1. 1 ил,11348Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для измерения нагрузки, неравномерно рас. пределенной в бетонном массиве, на 5 пример в бетонной крепи горной выработки, в строительных плитах, в образцах различных материалов при механических испытаниях на прессах и в шахте,Целью изобретения является измерение суммарной нагрузки и неравномерности распределения нагрузки понескольким направлениям,На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит корпус 1 ввиде упругой трубки, который заполнен токопроводяцей жидкостью 2, чувствительный элемент 3 в виде высокоомной проволоки, установленный внутри корпуса, электроды 4 и 5 для определения сопротивления цепи проволоки3 и электроды 5 и 6 для определениякоординаты жидкости, подключенные кизмерительной аппаратурене показана)Устройство снабжено резервуаромв форме цилиндра 7 с поршнем 8, соединенным с трубкой 1 и заполненным 10 15 20 25 ЗО жидкостью, второй высокоомной проволокой 9, установленной внутри резервуара и последовательно соединеннойс проволокои 3 в трубке. При этомотношение удельных сопротивлений проволок 3 и 9 обратно пропорциональноотношению плоцадей поперечных сеченийтрубки 1 и дилиндра 7. Трубка 1 изогразом,Вращением винта 11 перемещают поршень 8 вдоль цилиндра 7 и выталкивают токопроводящую жидкость 2 в полость трубки 1, При этом перемещении поршня 8 на единицу длины вдоль оси цилиндра приводит к перемещению фронта жидкости в трубке 1 во столько раэ бол .шелу, во сколько раз поперечное сечение цилиндра больше поперечного сечения трубки 1. Перемещение поршня нута в соответствии с направлениями измерения нагрузки, Устройство, изображенное на чертеже, предназначено для измерения распределения нагрузки по площади сечения бетонного массива 10, поэтому трубка уложена в виде ломаной линии с многократным пересе чением массива, Для приведения в движение поршня 8 используется винт 11,Устройство работает следующим об 71 2и уменьшение объема жидкости в цилиндре приводит к увеличению сопротивления проволоки 9 на участкеот места контакта ее с жидкостью до электрода 5, а перемещение фронта жидкости в трубке приводит к уменьшению сопротивления проволоки 3 на участке от фронта жидкости до электрода 4, Если нагрузка на массиве 10 отсутствует, то трубка не деформирована и перемещение фронта жидкости при постепенном заполнении трубки не приводит к изменению суммарного сопротивления двух последовательно соединенных проволок 3 и 9 между электродами 4 и 5, поскольку из условия обратного соотношения удельных сопротивлений проволок и сечений трубки и цилиндра следует, что приращение сопротивления проволоки 9 полностью гасится таким же уменьшением сопротивления проволоки 3, При появлении нагрузки на массиве 1 О происходит неравномерное деформирование трубки 1 в соответствии с распределением нагрузки в массиве, При прохождении фронтом жидкости деформированных участков, на которых сечение трубки уменьшено, пропорциональность перемещения поршня 8 и фронта жидкости нарушается, Фронт жидкости перемещается быстрее, чем по соотношению между площадями трубки и цилиндра,Сопротивление проволоки 3 уменьшается на большую величину, чем возрастает сопротивление на проводнике 9, а суммарное сопротивление цепи гроволок уменьшаетсяУменьшение сопротивления дени проволок пропорционально изменению сечения трубки на данном участке и пропорционально величине нагрузки в массиве в области расположения данного участка трубки, Положение фронта жидкости в трубке пределяется по сопротивлению проволоки 3 .а участке между фронтом жидкости и электродомТаким образом, по уменьшению суммарного сопротивления проволок 3 и 9 определяют степень деформации трубки с помощью тарировочных графиков или расчетом определяют суммарную нагрузку на данном участке массива, а по изменению электрссопоявления проволоки 3 опредсля т координату определения нагрузки пс длине трубки.В этом состоит абта устройства,виде цилиндра с поршнем, торец цилиндра соединен с трубкой, жидкость размещена в цилиндре, а высокоомная проволока выполнена из двух последовательно соединенных частей, причем вторая часть размещена в цилиндФормула изобретенияУстройство для измерения пс;авномерно распределенной нагрузки в бе-. тонном массиве, содержащее упругую трубку, электропроводную жидкость высокоомную проволоку, первая часть Составитель А, СоколовскийРедактор Е,Копча Техред М,ХоданичКорректор В,Бутяга Заказ 5180/40 Тираж 775 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Пр ектная, 4 3 13В качестве токопроводящей жидкости используют ртуть или токопроводящую жидкость. Сечение трубки выбирают так, чтобы за счет сил поверхностного натяжения обеспечить целостность потока жидкости в трубке при наклонном ее расположении. При использовании ртути диаметр трубки не превышает Э мм. Для приведения устройства в исходное положение вращением винта 11 перемещают поршень 8 в исходное положение и эа счет разрежения в подпоршневой полости жидкость иэ трубки возвращается в цилиндр. В устройстве используются проволоки, применяемые при изготовлении реостатных датчиков,48674которой размещена в трубке по еедлине, три электрических вывода, дваиз которых подключены к концам высокоомной проволоки, а третий вывод 5подключен к электропроводящей стенке трубки, и привод перемещения жидкости, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью возможности измерения суммарной нагрузки и неравномерности распределения нагрузки понескольким направлениям, в нем привод перемещения жидкости выполнен в ре по его длине, а соотношение удельных сопротивлений частей проволокиобратно пропорционально отношениюплощадей поперечных сечений трубки ицилиндра, причем трубка изогнута вформе прямоугольной спирали,