Устройство для измерения смещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК сю е 21.с 39/о ТЕНИ. КА гоова- ханики о СССР69.СССР8 ЕНИ ыпо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО, ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ПИСАНИЕ ИЗ ОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Всесоюзный ордена ТрудовоКрасного Знамени научно-исследтельский институт горной геоми маркшейдерского дела(51)(57) устРойство для измеСМЕЩЕНИЙ, содержащее реперы,.801033738 ненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическимиконтактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения. эффективности измерений,электрические контакты реперов размещены на их внутренней поверхности,а контакт стержня расположен на егобоковой. поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали ра"вен длине стержня, а сам стерженьимеет возможность поворота вокругсвоей оси.1 10Изобретение относится к горномуделу и предназначено для 4 змерениясмещений горных пород по оси скважиныИзвестно устройство для определения смещений массива горных пород,содержащее реперы и измерительныеприспособления1 ,Недостатком данного устройстваявляется низкая эффективность егоработы, связанная с тем, что измерительные приспособления не могут использоваться многократно,Известно устройство для измерениясмещений, содержащее реперы, выполненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическими контактами, стержень иэ диэлектрического материала, который пропущенчерез кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, соединяющий контакты реперов Г 23.Недостатком известного устройстваявляется его малая эффективность,поскольку измерительное приспособлесние, выполненное в виде стержня, может быть использовано только в однойскважине,Целью изобретения является повышение эффективности измерения за счет сокращения количества измерительных приспособлений и их многократного использования.Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения смещений, содержащем реперы, выполненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическими контактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, соединяющий контакты реперов,электри. ческие контакты реперов размещены на их внутренней поверхности, а контакт стержня расположен на его боковой поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали равен длине стержня, а сам стержень имеет возможность поворота вокруг своей оси.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2- сечение А-А на Фиг.1; на фиг,3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг. 1.Устройство состоит из ряда реперов 1, установленных по оси стержня Репер выполнен в форме кольца из.5 10 15 диэлектрического материала и имеет один электрический контакт 2, Все электрические контакты 2 реперов 1 соединены друг с другом проводником 3, включенным в цепь измерительного прибора ( не показан ). Стержень 4 с электрическим контактом 5 в виде спирали установлен в отверстие реперов 1 соосно скважине и имеет возможность вращаться вокруг своей оси,При такой конструкции устройства смещения реперов по оси сважины или по оси стержня приводят к более раннему или более позднему, в эависимос" ти от.направления смещения, замыканию контактов репера и стержня при вращении стержня вокруг своей оси, т.е,смещение репера выражается в изменении угла ориентации стержня на момент 20 замыкания электрических контактов.Здесь каждый репер не связан своейструной с аппаратурой, а связан с нейчерез общий контакт стержня и одинпроводник, соединяющий контакты всех 25 реперов. Следовательно, отсутствиестесняющих условий и взаимного влияния реперов друг на друга позволяетповысить их количество в одной скважине без ущерба для точности измере"ний, Кроме того, отсутствует непо- "средственное соединение стержня с реперами, и поэтому один стержень,снабженный измерительной аппаратурой,может обслуживать несколько скважин 35с установленными в них реперами, чемуспособствует тот факт, что стерженьимеет контакт в Форме лишь одноговитка, что обеспечивает простуюрасшифровку снятых отсчетов относительно первого репера. Возможность увеличения количества невлияющих друг на друга реперов иприменение одного измерительногостержня на нескольких скважинахпри небольшой их длине позволяетповысить эффективность исследований.Устройство работает следующимобразом.Сразу после сборки устройства в, 50скважине производят определениеначального положения реперов 1, длячего стержень 4 поворачивают вокругсвоей оси на 360 О При этом каждыйиэ реперов 1 поочередно замыкаетэлектрическую цепь по схеме прибор 55не показан ) - контакт 5 - контакт 2 проводник 3 - прибор, Момент замыкания цепи фиксируется прибором, напри;мер, путем загорания лампочки, и для3 10337 этого момента фиксируется угловое положение стержня 4. По известному шагу спирали, с которым установлен , контакт 5, и угловому положению стержня 4 определяют. начальное поло 5 жение каждого из реперов 1, Затем, по мере надобности, производят снятие отсчетов со скважины, для чего проделывают описанную операцию и производят определение текущего положения реперов 1. Изменение положения репера относительно своего начального положения при его смещении вдоль оси скважины приводит к изменению момента замыкания контактов электрической цепи и соответствующей угловой ориентации стержня. После снятия отсчетов в одном отверстии. стержень 4 извлекают и переносят вместе с прибором в следующую скважину, и операция що снятия отсчетов повторяется.В качестве измерительного прибора может быть использован любой из серийно выпускающихся приборов, способный фиксировать угловые перемещения. Про стейшим устройством, фиксирующим момент замыкания контактов, может слу-. жить батарейка с лампочкой. В лабораторных условиях применения устройства, например при измерении деформаций зо образцов с отверстия, процесс снятия отсчетов может быть механизирован, для чего стержень 4 соединяют с приводом, вращающим его с постоянной скоростью, а момент замыкания кон 35 тактов записывают на пленку осциллографа одновременно с метками времени. Рассчитать смещение реперов по этимданным не трудно, и при таком подходе можно производить измерения при крат- ФО ковременных экспериментах. Это есть наиболее оптимальныеусловия применения предлагаемого устройства,В целом устройство обеспечивает высокую точность при сравнительно ма 38 4лых глубинах скважин ( до нескольких метров ).Рекомендуется следующая конструкция для реперов. Они могут быть изготовлены двухслойными, наружный слой -из эластичного материала, на-пример резины, а внутренний слойиз жесткого материала, например эбонита, что облегчает установку и извлечение реперов иэ скважин и препятствует зажатию стержня при радиальных смещениях скважины. Установку реперов производят с помощью трубы, извлекают с:помощью крючьев. Контакт можно изготовить из подпружиненного металлического шарика, эаглубляемого в теле репера. В центре шарика проделывают отверстие для размещения общего для всех реперов проводника 3.Установка реперов заключается в следующем. С помощью монтировочной трубы устанавливают дальний от устья отверстия репер с прикрепленным к нему общим проводником. Затем свободный конец общего проводника вставляют в отверстие шарика контакта следующего репера и, перемещая репер вдоль проводника по осискважины, устанавливают его на требуемую глубину и переходят к следующему реперу, Наружный диаметр репера должен быть на 1-2 мм больше диаметра скважин, что обеспечивает ему надежную установку эа счет эластичных свойств верхнего слоя кольца. Извлечение реперов производится в обратном порядке. Стержень может быть изготовлен из металлического прутка, покрытого слоем изолирующего вещества, например эпоксидной смолы. Поверх изолирующего слоя наклеивается полоска фольги в форме винтовой пинии, которая служит контактом стержня.1033738А "АСоставитель ЯБерезкинаРедактор А.Шишкина Техред Т.Фанта Корректор А.ПовхажЮ Заказ Б 88/37 Тираж бОЗ Подписное 3 ГНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. Ы 5 Филиал ППП Ч)атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4