Тензометр жидкостной

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц ЗИ 068 Союз Советских Социалистических51) М. Кл.б 01 В 5/ б 01 Ч 1/1 Государствеииый комитет Бюллетеньисания 07.03.8(43) Опубликовано 07.03.81. (45) Дата опубликования о по делам изобретеии и открь(72) Автор изобретения ардаров 71) Заявите Институт геологии Дагестанского филиала АН 4) ТЕНЗОМЕТР ЖИДКОСТН 61) Дополнительное к авт. 1Изобретение относится к измерительнойтехнике и служит для определения объемной деформации горных массивов земнойкоры с целью выявления деформационного предвестника землетрясения.Известно устройство для измерения изменений в схождении породных формаций вполости горной выработки с обкладнымистенками, содержащее измерительные анкеры, неподвижно закрепленные в скважине, 10выполненной в стенке 11.Известен также прибор для измерениямеханических напряжений, содержащийэластичную камеру с жидкостью, установленную в исследуемом горном массиве 2. 15Однако отмечается отсутствие компенсации изменений окружающих термодинамических параметров,Изменение размеров (деформация) тела,вызванные температурными изменениями,могут быть больше величин изменений, вызванных исследуемыми природными явлениями (например, деформацией горныхмассивов под влиянием земных приливов),Для измерения малых линейных или угловых величин порядка 10- см и меньше,0,001 сек дуги/мм записи и меньше с высокой точностью и стабильностью во временитребуется чрезвычайно сложная измерительная техника. 30 Кроме того, отмечается ограниченность чувствительности устройств, связанная с флуктуациями нуля, когда их величины сопоставимы или превосходят измеряемые величины. Ограниченность временных и пространственных интерпретаций опытных данных, получаемых этими устройствами, Необходимость в сложной измерительной технике для чрезвычайно малых величин вариаций исследуемого параметра, Так, например, высокоточные нивелиры (точность 10 -и выше) обеспечивают измерения на значительных площадях, но не позволяют проследить процесс деформации пород во времени непрерывно,Современные наклономеры (чувствительность 0,001 сек дуги/мм записи), установленные почти в изотермические условия (шахты, штольни, колодцы и пр.), прослеживая процесс деформации непрерывно, не позволяют распространить результаты наблюдений на значительные площади, Интерпретация ограничивается базой прибора, т. е. несколькими десятками сантиметров.Необходимо иметь прибор с непрерывной регистрацией, обладающий полной компенсацией изменений окружающей температуры и давления и позволяющий производить отсчет вариаций деформаций горного массива в относительных линейных единицах с минимальным расходом электроэнергии.Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений и упрощение эксплуатации тензометра,Поставленная цель достигается тем, что в жидкостном тензометре, содержащем эластичную камеру с жидкостью, установленную в исследуемом горном массиве, эластичная камера соединена с помощью жидкостного дифференциального манометра с жесткой камерой, заполненной такой же жидкостью и равного объема, что и эластичная камера,На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого тензометра.Тензометр включает эластичную камеру 1, которая при заполнении ее жидкостью плотно прилегает к стенкам исследуемого объекта (расщелина в штольне, скважина, шахта и т. д,), жесткую камеру 2, которая заполнена тем же самым количеством той же жидкости, что и эластичная камера. 5 Кесткая камера размещается так же, как и эластичная камера в горном массиве (скважина, штольня, шахта и т. д.), благодаря чему исключается воздействие вариаций температуры окружающей среды. Поэтому изменения объема эластичной камеры с жидкостью вызываются только изменениями напряжений в исследуемом горном массиве. Уровнемерная трубка 3, заполнена жидкостью на половину своей длины. Инертный газ (или воздух) 4 заполняет свободное пространство трубки между уровнями жидкостей дифференциального манометра и уровнемерной трубки жесткой камеры 2,Разность уровней жидкостей дифференциального манометра 5 остается постоянной и не зависит от изменений окружающей температуры и давления, Вариация разности уровней жидкости в дифференциальном манометре зависит от величины и направления воздействия внешней силы. При сжатии пород горного массива эластичная камера сжимается и уровень жидкости в уровнемерной трубке 6 поднимается, а в трубке дифманометра опускается.При расширении пород горного массива эластичная камера принимает первоначальный объем и уровень жидкости в трубке 6 опускается, а в трубке манометра 5 поднимается под воздействием упругих сил в 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 трубке 3. В случае отсутствия внешних сил разность уровней жидкости в дифманометре равна нулю независимо от изменений температуры.Измеритель 7 временных вариаций электрического сопротивления проволоки (спирали) размещен в правом колене манометра 5,В связи с тем, что жидкость в уровнемерной трубке (как и в камерах) является проводником электрического тока (каким является обычная минеральная вода), то перемещения жидкости вызывают изменения сопротивления проволоки, что и фиксируется самописцем,Тензометр включает измеритель временных вариаций электрической емкости цилиндрического конденсатора, возникающих в связи с перемещением уровня жидкости в левом колене манометра в пространстве между обкладками конденсатора. Измене ния электрической емкости во времени автоматически регистрируются самописцем.Предлагаемый тензометр не только прост в изготовлении и в эксплуатации, но он позволяет заменить функции трех измерительных дорогостоящих и сложных измерительных приборов подобного назначения: струнного деформографа, дилатометра и тензометра, Тензометр может быть применен и в качестве гравиметра для анализа земных приливов и нарушений их периодичностей и амплитуд, предшествующих землетрясениям. Формула изобретения Тензометр жидкостной, содержащий эластичную камеру с жидкостью, установленную в исследуемом горном массиве, отлич а ющи й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений и упрощения эксплуатации прибора, эластичная камера соединена с помощью жидкостного дифференциального манометра с жесткой камерой, заполненной такой же жидкостью и равного объема, что и эластичная камера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Мо 3894427, кл, 73 - 88 Е, опублик. 1975,2. Патент США Мо 3956926, кл. 73 - 88 Е, опублик. 1976 (прототип),811068 Редактор О. филиппова Заказ 357/6 Изд. Юо 189 Тираж 661 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. сапунова, в Составитель Е. Городничев Техред И. Заболотнова Корректоры: В. Нам и А, Галахова