Устройство для дистанционного измерения деформаций горных пород

О П И С А Н И Е 86 З 85 ОИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскикСфциалис тически кРеспублик(23) Приоритет ПО удлрстлеиныи квмитет СССР е аэллм изобретеик и открытийДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯЙ ГОРНЫХ ПОРОД эобретение относится к иэ ной технике и может быть но для дистанционного иэм гистрации значений величи ний горных пород при иску нагружении грунта, наприм ессе проведения опытов по ованию физико-механически ных пород. ери- спольтель зова перест вен мещ р, в м ой го зм е комтметр бра- цифро- ерфора- опиэиаждом о являетс оотк техни ги ст езопасност ва,Известно многоканальное изм тельное устройство цифрового и рения и регистрации, содержаще мутатор, вторичный измерительнь преобразователь, цифровой воль (ЦВ) или аналого-цифровой прео зователь (АЦП), регистратор ( печатающее устройство - ЦПУ, и тор) и управляющий блок, синхр руюптий работу устройства 11 1.Наиболее близко к предлагае устройство, содержащее АЦП в к канапе, соединт нных со входами ритора, и блок запуска устройс выход которого соединен с управляющими входами АЦП и регистратора 2 .Эти устройства имеют недостаток,заключающийся в том, что в случаеуправления процессом нагружения они н вырабатывают управляющего сигнала, необходимого для осуществления автоматического нагружения исследуемой породы в момент, когда разность текущего и предыдущего значений параме ров, выбранных из общего их числа контролирующим устройством, не превышает определенной величины, задан" ной значением погрешности управления. Кроме того, дпя регистрации сравнительно медленных процессов не требуется включения АЦП в кажцый канал измерения, т.е. такие устройства недостаточно автоматиэированы.Обслуживающий персонал при проведении измерений должен находитьея в опасной зоне района горной выраи, чт я нарушением правил3 863850Целью изобретения является обеспечение безопасности работы обслуживающего персонала и повышение точности и быстродействия измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеепоследовательно включенные коммутатор, измерительный преобразовательАЦП, регистратор и блок управления,дополнительно введЕны два реверсивныхсчетчика, дна блока памяти, два элемента сравнения с нулем, два логических элемента ИЛИ, генератор счетныхимпульсов, блок формирования импульсов и дешифратор, причем информационный выход АЦП соединен со входом одного реверсивного счетчика и блокомпамяти, а управляющий выход АЦП соединен с одним из нходов блока управления и блока формирования импульсов,другой вход которого соединен с генератором счетных импульсон,при этомодин выход блока Формирования импульсов соединен с ренерсинными входамиреверсинных счетчиков и со входамиблоков памяти,а другой выход соединенсо входами "Запись" - "Сброс" ренерсинных счетчиков, выход одногоиз блоков памяти соединен со входомвторого реверсивного счетчика импульсов, а вход - с выходом дешифратора,вход которого соединен с коймутатором, а выход - со вторым входомдругого блока памяти, входы элеме 1 тов сравнения с нулем подключены квыходам ренерсивных счетчиков импульсов. а выходы подключены ко входамлогических элементов ИЛИ, причемвыход одного из них подключен ковходу блока Формирования импульсов,а выход другого - ко входу блока памяти. На чертеже представлена блок-схема устройства для дистанционного измерения деформаций горных пород.Датчики информаций соединены со входом коммутатора 1 номера параметров, выходы которого соединены со входами измерительного преобразователя 2 и дешифратора 3 номера параметров, выбранных из числа контролируемых устройством параметров.Выход измерительного преобразователя 2 соединен со входом аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 4, информационные выходи которого непосредственно подключены к информационному входу регистратора 5; к информационному входу реверсивного 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 счетчика 6 импульсов текущего значения параметров; к информационному входу блока 7 памяти предыдущего значения параметров, а управляющий выход соединен с управляющими входами блока 8 управления и блока 9 формирования управляющих четом и памятью импульсов, Выходы дешифратора 3 номера параметров подключены к управляющим входам блока 7 памяти предыдущего значения параметров и блока 1 О памяти разностного сигнала.Управляющий выход регистратора 5 подключен ко входу блока 8 управления.С выходов блока 8 управления управ- ляющие сигналы подаются на входы АЦП 4 и регистратора 5.С выхода блока 7 памяти предыдуще - го значения параметров сигнал от подключенного в данный момент ко входу устройства датчика поступает на информационный вход реверсивного счетчика 1 импульсов предыдущего значения параметра.Выходы блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов соединены со входами блока 7 памяти предыдущего значения параметра; реверсивных счетчиков импульсов предыдущего 1 и текущего 6 значения параметров; блока 1 О памяти разностного сигнала.Информационные выходы реверснвных счетчиков 6 и 11 соединены соответственно со входами элементов 12, 13 сравнения с нулем, выходы которых соединены с элементами ИЛИ 14 и 15. Выход элемента ИЛИ 14 соединен со вторым входом блока 10 памяти разностного сигнала, а выход элемента ИЛИ 15 - со входом блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов, Выход генератора 16 счетных импульсов соединен со входом блока 9 Формирования управляющих счетом и памятью импульсов.Один выход блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов соединен с реверсивными входами счетчиков импульсов текущего 6 и предыдущего 1 значения параметров, а другой выход блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов соединен со входами Запись" "Сброс" ренерснвных счетчиков импульсов текущего 6 и предыдущего 11 значения параметрон, блок 7 памяти предыдущего значения параметров и блока 10 памяти разностнога сигнала863850 45 Устройство для дистанционногоизмерения деформаций горных пород, содержащее последовательно соединенные коммутатор, измерительный преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, регистратор, блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения безопасности обслуживающего персонала, повышения. точности и быстродействия измерений, в устройство дополнительно введены два реверсивных счетчика,два блока памяти, два элемента сравнения с нулем, два логических элемента ИЛИ, генератор счетных импульсов,Принцип работы предлагаемого устройства основан на сравнении двух значений перемещений исследуемой породы при следующих друг за другом циклах измерения (текущего и предыдущего) для выбранного количества 1 из общего числа контролируемых устройством) параметров, подключенных ко входу измерительного устройства, причем при каждом последующем подключении любого иэ этих каналов, предыдущее значение заменяется значением, зарегистрированным в данный момент.В момент, когда разность значений перемещений становится равной или меньше заданной величины для выбранного числа параметров, вьщает - ся управляющий сигнал, свидетельствующий о прекращении деформарции горной породы в данном канале. По этому сигналу производится очередное нагружение горной породы.Работа предлагаемого устройства происходит в следующей последовательности. двоично-десятичный цифровой код значения параметра, поданного в данный момент на АЦП 4, по сигналу блока 8 снимается с информационных выходов АЦП 4 и заносится в счетчик 6. Одновременно предыдущее значение параметра этого же канала с выхода блока 7 заносится в счетчик 11.После прихода импульса "Отработка" АЦП на блок 9 последняя разрешает прохождение счетных импульсов от генератора 6 .на реверсивные входы счетчиков 6 и 11. Уменьшение "запомненных" счетчиками 6 и 11 значений параметров происходит до тех пор, пока в одном иэ них не окажется записанным нуль. Этот момент определяется логическими элементами 12 и 13 сравнения с нулем, с соответствующих выходов которых, через элемент ИЛИ 15 выдается на блок 9 управления счетом н памятью сигнал, запрещающий прохождение счетных импульсов на вход счетчиков 6, 1. Таким образом, в одном из счетчиков к этому моменту оказывается запомненной" разность между предыдушим и текущим значениями параметров, которая сравнивается с по-. мощью логических элементов 12 и 13 сравнения с нулем с наперед заданной величиной, определяемой точность 5 10 15 2025 зо 35 4 О управления. Если величина разности оказывается равной или меньше заданной величины ."о на выходах элементов 12 или 13 появляется сигнал,который через элемент ИЛИ 14 поступает на блок 1 О памяти разностного сигнала и запоминается на один цикл работы коммутатора. Для выбора в данный такт работы устройства необходимых ячеек памяти предыдущего и разностного сигналов, соответствующих номеру подключенного параметра, используется дешифратор 3, управляемый коммутатором 1.В случае, если для всех выбранных параметров величина разности оказывается равной или меньше заданной величины, на выходе блока 10 памяти разностного сигнала, вследствие осуществления логической операции ИЛИ, появляется управляющий сигнал, воздействующий на устройство нагруже- нияе Запись значения величины соответ. ствующего параметра в блок 7 памяти предыдущих значений параметров производится в конце каждого такта, а в счетчики 6 и 11 - в начале каждогс такта подключения очередного иэ выбранных параметров после прихода на схему управления счетчиком и памятью импульса "Обработка АЦП".Автоматизация процесса обработки данных позволяет исключить необходимое ранее пребывание обслуживающего персонала в опасной зоне при проведении опытов по нагружению пород в районе горной выработки, а также повышает точность и быстродействие измерений,Формула изобретенияСоставитель И.Томинел 4 ктор С.Тимохина Техред А. Бабинец Корректор Г. 11 аэаров 731/50ВНИИПИ Государпо делам5, Москва Тирах 630твенного коизобретений Ж,Рауас Подписно ета СССР открыти наб., 11303 нт", г. Ухго ичнал НИН "Т о в в т в з т уя блок формирования импульсов и дЕшифратор, причем информационный выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом одного изоеверсивных счетчиков и блоком памятиа управляющий выход аналого-цифровогопреобразователя соединен с одним извходов блока управления и блока формирования импульсов, другой вход которого соединен с генератором счетныхимпульсов,при этом один выход блокаформирования импульсов соединен с реверсивными входами реверсивных счетчиков и со входами блоков памяти, адругой выход соединен со входами"Запись" - "Сброс" реверсивных счет"чиков, выход одного из блоков памяти соединен с входом второго ревер"сивного счетчика, а вход - с выходом 1 В 508дешифратора, вход котдрл о соединенс коммутатором а выход - со вторымвходом второго блока памяти, входыэлементов сравнения с нулем подклю чены к выходам реверсивных счетчиков, а выходы - ко входам логическихэлементов ИЛИ, причем выход одногоиз них подключен ко входу блока формирования импульсов, а выход друго О го - к третьему входу второго блокапамяти. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЦаненко М,И. Измерительные информационные системы. М., "Энергия",1974.2. Авторское свидетельство СССРВ 462991, кл. Е 21 В 49/00, 1979,