PL66139Y1 - Czujnik tensometryczny do pomiaru zmian naprezen w skalach lub betonach - Google Patents

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru u zytkowego jest tzw. „sztywny” czujnik do pomiaru zmian napr eze n w ska- lach lub betonach. W urz adzeniu tym, zmiana napr ezenia w skale lub betonie oddzia lywuje na „sztyw- ny” w porównaniu ze ska la lub betonem stalowy cylinder pomiarowy, z umieszczonym wewn atrz mostkiem tensometrycznym i przetwornikiem napi ecie - pr ad. Czujnik tensometryczny wg wzoru jest rozpierany klinem stalowym w otworze badawczym. Urz adzenie przeznaczone jest do ci ag lej rejestra- cji zmian napr eze n w górotworze skalnym w podziemnych wyrobiskach kopalnianych, górniczych szy- bach betonowych, tunelach lub naziemnych konstrukcjach betonowych. Dotychczas stosowane tzw. „sztywne” czujniki do zdalnych pomiarów zmian napreze n w ska- lach (patent USA nr 4203192) posiadaj a wiele niedogodno sci, które ograniczaj a ich zastosowanie. Podstawow a wad a ich jest to, ze do pomiaru odkszta lcenia otworu badawczego w skale w wyniku zmian napr eze n stosuje si e stalowy cylinder pomiarowy z napr ezonym wewn atrz cylindra drutem sta- lowym, który musi by c pobudzany do drga n elektromagnesem, wymagajacym stosowania du zej mocy impulsów pobudzaj acych. Ogranicza to ich zastosowanie, szczególnie przy duzej odleg lo sci czujnik - urz adzenie odczytowe. Otrzymany sygna l cz estotliwo sci drga n w lasnych drutu stalowego z odbiorczej cewki indukcyjnej jest bardzo s laby, wi ec wp lyw zak lóce n na dok ladno sc pomiaru jest bardzo istotny. Dodatkow a wad a tych urz adze n jest samoistne zmniejszanie si e naci agu drutu w czasie oraz ko- niecznosc dostosowywania si ly naci agu drutu stalowego do wytrzyma lo sci badanej ska ly, co stwarza du ze trudno sci w produkcji tych czujników. Podane wady powoduj a to, ze czujniki te nie znalaz ly szer- szego zastosowania w krajowym górnictwie rud. Czujnik tensometryczny do pomiaru zmian napr eze n wed lug wzoru, zawiera czujnik si ly w po- staci stalowego cylindra z umieszczonym wewn atrz mostkiem tensometrycznym oraz uk ladem elek- tronicznym do przetwarzania zmiany napi ecia wyj sciowego mostka tensometrycznego na sygna l pr a- dowy. Cylinder ten jest rozpierany w otworze badawczym przy pomocy stalowej kszta ltki dociskowej i klina stalowego stykaj acego si e ze sciet a (p lask a) powierzchni a cylindra, co zapewnia przeniesienie na niego zmian napr eze n. Do powierzchni czo lowych cylindra pomiarowego przykr ecane s a tarcze prowadz ace klina wraz z prowadnicami kszta ltki dociskowej, pokrywka przednia z dwoma tulejkami do pozycjonowania urz adzenia w otworze oraz tylna z przepustem na przewód sygna lowy. Przedmiot wzoru u zytkowego przedstawiony jest w widokach na rysunku fig. 1, fig. 2 i fig. 3, a w roz lo zeniu na rysunku fig. 4. Czujnik tensometryczny do pomiaru zmian napr eze n sk lada si e ze scietego jednostronnie sta- lowego cylindra pomiarowego 1 z gwintowanymi otworami 2, z naklejonymi wewn atrz tensometrami 3 w uk ladzie pe lnego mostka pomiarowego i umieszczon a wewn atrz p lytk a elektroniki 4. Do otworów gwintowanych 2 w powierzchniach czo lowych cylindra 1 przykr econe s a wkr etami 15 poprzez pokryw- k e przedni a 11 oraz pokrywk e tyln a 13 dwie tarcze prowadz ace 7, do których przyspawane s a dwie prowadnice 8 dla stalowej kszta ltki dociskowej 6 i klina 5. Prowadnice 8 utrzymuj a kszta ltk e dociskow a 6 i klin 5 w odpowiedniej pozycji w trakcie monta zu czujnika wg wzoru w otworze badawczym. Kszta ltka dociskowa 6 posiada górn a powierzchni e o promieniu krzywizny odpowiadaj acej promieniowi otworu badawczego, co zapewnia docisk czujnika do scian otworu badawczego. Do pokrywki przedniej 11 przymocowane s a dwie tulejki 12 s luzace do pozycjonowania urz adzenia w otworze badawczym pod odpowiednim k atem. Pokrywka tylna 13 posiada przepust 14 na przewód sygna lowy. Do klina 5 mocowany jest ko lkiem rozpr eznym 10 uchwyt 9 z otworem gwintowanym, s luzacy do rozpierania czujnika wg wzoru w otworze badawczym poprzez wyci aganie klina 5 w stron e wylotu otworu ba- dawczego przy pomocy pr eta metalowego wkr econego w w/w gwintowany otwór. PL PL

Claims (1)

1. 2 PL 66 139 Υ1 Opis wzoru Przedmiotem wzoru użytkowego jest tzw. „sztywny” czujnik do pomiaru zmian naprężeń w skałach lub betonach. W urządzeniu tym, zmiana naprężenia w skale lub betonie oddziaływuje na „sztywny” w porównaniu ze skałą lub betonem stalowy cylinder pomiarowy, z umieszczonym wewnątrz mostkiem tensometrycznym i przetwornikiem napięcie - prąd. Czujnik tensometryczny wg wzoru jest rozpierany klinem stalowym w otworze badawczym. Urządzenie przeznaczone jest do ciągłej rejestracji zmian naprężeń w górotworze skalnym w podziemnych wyrobiskach kopalnianych, górniczych szybach betonowych, tunelach lub naziemnych konstrukcjach betonowych. Dotychczas stosowane tzw. „sztywne” czujniki do zdalnych pomiarów zmian naprężeń w skałach (patent USA nr 4203192) posiadają wiele niedogodności, które ograniczają ich zastosowanie. Podstawową wadą ich jest to, że do pomiaru odkształcenia otworu badawczego w skale w wyniku zmian naprężeń stosuje się stalowy cylinder pomiarowy z naprężonym wewnątrz cylindra drutem stalowym, który musi być pobudzany do drgań elektromagnesem, wymagającym stosowania dużej mocy impulsów pobudzających. Ogranicza to ich zastosowanie, szczególnie przy dużej odległości czujnik -urządzenie odczytowe. Otrzymany sygnał częstotliwości drgań własnych drutu stalowego z odbiorczej cewki indukcyjnej jest bardzo słaby, więc wpływ zakłóceń na dokładność pomiaru jest bardzo istotny. Dodatkową wadą tych urządzeń jest samoistne zmniejszanie się naciągu drutu w czasie oraz konieczność dostosowywania siły naciągu drutu stalowego do wytrzymałości badanej skały, co stwarza duże trudności w produkcji tych czujników. Podane wady powodują to, że czujniki te nie znalazły szerszego zastosowania w krajowym górnictwie rud. Czujnik tensometryczny do pomiaru zmian naprężeń według wzoru, zawiera czujnik siły w postaci stalowego cylindra z umieszczonym wewnątrz mostkiem tensometrycznym oraz układem elektronicznym do przetwarzania zmiany napięcia wyjściowego mostka tensometrycznego na sygnał prądowy. Cylinder ten jest rozpierany w otworze badawczym przy pomocy stalowej kształtki dociskowej i klina stalowego stykającego się ze ściętą (płaską) powierzchnią cylindra, co zapewnia przeniesienie na niego zmian naprężeń. Do powierzchni czołowych cylindra pomiarowego przykręcane są tarcze prowadzące klina wraz z prowadnicami kształtki dociskowej, pokrywka przednia z dwoma tulejkami do pozycjonowania urządzenia w otworze oraz tylna z przepustem na przewód sygnałowy. Przedmiot wzoru użytkowego przedstawiony jest w widokach na rysunku fig. 1, fig. 2 i fig. 3, a w rozłożeniu na rysunku fig. 4. Czujnik tensometryczny do pomiaru zmian naprężeń składa się ze ściętego jednostronnie stalowego cylindra pomiarowego 1 z gwintowanymi otworami 2, z naklejonymi wewnątrz tensometrami 3 w układzie pełnego mostka pomiarowego i umieszczoną wewnątrz płytką elektroniki 4. Do otworów gwintowanych 2 w powierzchniach czołowych cylindra 1 przykręcone są wkrętami 15 poprzez pokrywkę przednią 11 oraz pokrywkę tylną 13 dwie tarcze prowadzące 7, do których przyspawane są dwie prowadnice 8 dla stalowej kształtki dociskowej 6 i klina 5. Prowadnice 8 utrzymują kształtkę dociskową 6 i klin 5 w odpowiedniej pozycji w trakcie montażu czujnika wg wzoru w otworze badawczym. Kształtka dociskowa 6 posiada górną powierzchnię o promieniu krzywizny odpowiadającej promieniowi otworu badawczego, co zapewnia docisk czujnika do ścian otworu badawczego. Do pokrywki przedniej 11 przymocowane są dwie tulejki 12 służące do pozycjonowania urządzenia w otworze badawczym pod odpowiednim kątem. Pokrywka tylna 13 posiada przepust 14 na przewód sygnałowy. Do klina 5 mocowany jest kołkiem rozprężnym 10 uchwyt 9 z otworem gwintowanym, służący do rozpierania czujnika wg wzoru w otworze badawczym poprzez wyciąganie klina 5 w stronę wylotu otworu badawczego przy pomocy pręta metalowego wkręconego w w/w gwintowany otwór. Zastrzeżenie ochronne Czujnik tensometryczny do pomiaru zmian naprężeń w otworach badawczych wywierconych w skale lub betonie, znamienny tym, że wyposażony jest w ścięty cylinder stalowy (1), zawierający wewnątrz naklejone tensometry (3) i płytkę przetwornika sygnału wyjściowego (4), do którego powierzchni czołowych przymocowane są wkrętami (15) poprzez pokrywkę przednią (11) i tylną (13) dwie tarcze prowadzące (7) z przyspawanymi prowadnicami (8) dla ruchomej kształtki dociskowej (6) i ruchomego klina (5) z przymocowanym do niego przy pomocy kołka rozprężnego (10) uchwytem (9).