Способ измерения объемной деформации сыпучих сред

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 9) и) 5 5 6 01 1 9/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛ ЬСТ ВТОРСКО ки Земли им о СССР974.о СССР981. Ы го ре начальное и текуще ктропроводныеская пласиа 2пучую среду 4.ъемной деформареде реализуется фиг, 1 представлен особа измерения об а фиг. 2 - тарир мости относитель схема реализ емной деформ вочный графи го сопротивл ии спии;авис(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ДЕФОРМАЦИИ СЫПУЧИХ СРЕД(57) Изобретение относится к приборостро ению и предназначено для измерения полей объемных деформаций (давлений) в сыпучих средах, Цель изобретения - измерение объ емной деформации в сыпучих средах при моделировании поведения горных пород в условиях сложного напряженного состояИзобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения полей объемных деформаций (давлений) в сыпучих средах,Цель изобретения - измерение объемной деформации в сыпучих средах при моделировании поведения горных пород в условиях сложного напряженного состояния,ния, Для этого в выбранном месте исследуемой среды 4 в процессе подготовки модельного образца выполняют полость - выемку, заполняют ее электропроводным материалом 3, например графитовым порошком заданной консистенции, на диэлектрическую пластину 2 наклеивают электропроводную пластину 1, Максимальный диаметр полости должен быть не меньше, чем два максимальных диаметра диэлектрической пластины, при этом сопротивление материала зависит только от расстояния между пластинами и объемной деформации, 8 ходе деформирования измеряют сопротивление резистора и на основании градуировочного графика определяют объемную деформацию. Для повышения точности измерения механические характеристики материала резистора согласованы с аналогичными характеристиками сыпучей среды. 2 ил,Й - Во я датчика Б = от относитель о изменения давления в ссопротивление, Ро, Р - начальное и текущ давление). Схема содержит эле пластины 1, диэлектриче графитовый порошок 3, сы Способ измерения об ции (давления) в сыпучей с следующим образом.В требуемом месте среды (песка) в процессе подготовки модельного образца выполняют полость (выемку, глубиной 10 мм и10 мм в диаметре), заполняют ее электропроводным материалом (графитовым порошком). На диэлектрическую пластину (размерами 3 х 3 х 1 мм) с двух противоположных сторон наклеивают электропроводные пластинь (раэмерами 3 х 3 х 0,1 мм, из латунной фольги), к которым припаивают тонкие изолированные проводники (0,05 мм) для ссединения с измерительной аппаратурой, Собранные таким образом контакты размещают в выемке, заполненной графитовым порошком, и засыпают песком. Максимальный диаметр полости должен быть не меньше, чем 2-3 максимальных диаметра диэлектрической пластины для того, чтоСы электрическое сопротивление электропроводного материалазависело только от расстояния между электропроводными пластинами и объемной деформации. При необходимости в другое место формируют еще один резистор и так далее, В ходе деформирования исследуемого образца измеряют сопротивление полученного таким образом резистора, это сопротивление зависит только от плотности контактов в электропроводчом материале, т. е. от объемной деформации (давления) в данной области, По изменению измеряемого сопротивления на основании тарировочного графика, приведенного на фиг, 2, судят об объемной деформации (относительном изменении давления) в области размещения датчика, Тензочувствительность полученного описанным способом датчика составляет 0,35 - 0,05,Благодаря сыпучести материала чувствительного элемента поведение резистора при деформировании определяется теми ке закономерностями, что и поведение исследуемой среды. Отсутствие оболочки позволяет избежать арочных эффектов и проскальзывания тела датчика относительно среды,Электропроводный материал для резистара должен удовлетворять определенным требованиям, Средний размер частиц электропроводного материала не должен превышать среднего размера частиц исследуемой сыпучей среды, иначе плотность контактов между частицами в резисторе будет меньше, чем в среде, что приведет к понижению чувствительности и точности датчика, Сцепление (прочность на отрыв) в электропроводном материале не5 10 15 20 2530 35 40 должно превышать сцепление в исследуемой среде. чтобы деформация датчика отслекивала деформацию среды,обеспечивая тем самым требуемую точность. Помимо выполнения условия на соотношение сцеплений, необходимо, чтобымодуль всестороннего сжатия используемого электропроводного материала датчика непревышал модуль всестороннего сжатиясреды, т. е, чтобы резистор,не являлся жестким включением, Более "мягкий", чем среда, датчик в процессе изготовления иустановки уплотнится до жесткости средь 1,что также необходимо для повышения точности измерений,Совокупность указанных условий является достаточной для обеспечений надежных и точных измерений объемныхдеформаций (давления) сыпучей среды,адекватных исследуемому процессу.Формула изобретенияСпособ измерения объемной деформации сыпучих сред, заключающийся в размещении в среде резистора, измерении егосопротивления и определении по изменению сопротивления искомых деформаций,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения измерений объемных деформаций всь 1 пучих средах при моделированииповедения горных пород в условиях сложного напряженного состояния, перед размещением в среде резистора выполняют всреде полость, заполняют ее сыпучим электропроводным материалом, вставляют в неедва плоских контакта, размещенных на диэлектрической пластине, при этом характеристики электропроводного материаласвязань 1 с характеристиками сыпучей средыследующими соотношениями:бэ,м Ос.с,Сэ.мСсс,бэ.м,Ос,с.,где О-.м - средний размер зерна электропроводного материала;бс,с - средний размер зерна сыпучейсреды;Сэ.м, - сцепление (прочность на отрыв)электропроводного материала;Сс,с. - сцепление (прочность на отрыв)сыпучей среды;Оз.м - модуль всестороннего сжатияэлектропроводного материала;бс.с - модул ь всестороннего сжатия сыпучей среды,а максимальный диаметр полости составляет 2 - 3 максимального размера диэлектрической пластины.% Яйлою Рюжа ЬРОГ йЬЮУеглян едакт Заказ 1834 Тираж 373 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Состав Тех ред ль В.ГодзиковМоргентал йКорректор О.Кун