RU102788U1

RU102788U1 - QUARTZ BAR LINEAR DEFORMOMETER FOR MEASURING ICE COVER STRAINS

Info

Publication number: RU102788U1
Application number: RU2010112390/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Шушлебин; Виктор Николаевич Смирнов
Original assignee: Государственное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский Институт" (ГУ "ААНИИ")
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-03-10

Abstract

1. Кварцевый штанговый линейный деформометр для измерения деформаций ледяного покрова, содержащий кварцевую штангу, постамент, стойку, датчик перемещений, термокомпенсационный шток, отличающийся тем, что постамент и стойка выполнены в виде ледошурупов с проточками под гаечный ключ. ! 2. Кварцевый штанговый линейный деформометр для измерения деформаций ледяного покрова по п.1, отличающийся тем, что на постаменте закрепляется хомут, а на стойке - фторопластовая подушка. 1. A quartz rod linear deformometer for measuring ice sheet deformations, comprising a quartz rod, pedestal, rack, displacement sensor, thermal compensation rod, characterized in that the pedestal and rack are made in the form of ice screws with grooves for a wrench. ! 2. Quartz rod linear deformometer for measuring ice sheet deformations according to claim 1, characterized in that a clamp is fixed on the pedestal and a fluoroplastic pillow is mounted on the stand.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для измерения относительных деформаций ледяного покрова, вызванных природными явлениями и техническими воздействиями.The utility model relates to the field of measurement technology and is designed to measure the relative deformations of the ice sheet caused by natural phenomena and technical influences.

Известны кварцевые штанговые линейные деформометры для измерения относительных деформаций Земной коры, вызываемых приливными волнами и землетрясениями [1, 2]. Такие устройства устанавливают в специально построенных шахтах, где климатические влияния на работу прибора практически отсутствуют. При этом один конец штанги заделывается в бетонное основание, а свободный конец покоится на подвесной опоре у другого основания. Оба основания заделываются в скальный грунт шахты.Known quartz rod linear deformometers for measuring the relative deformations of the Earth's crust caused by tidal waves and earthquakes [1, 2]. Such devices are installed in specially constructed mines, where climatic effects on the operation of the device are practically absent. In this case, one end of the rod is embedded in a concrete base, and the free end rests on the suspension support at the other base. Both bases are embedded in the rocky soil of the mine.

Недостатком устройства является отсутствие компенсации температурных колебаний воздуха и заделка кварцевой штанги в бетонном основании, что неприемлемо для ледовых условий эксплуатации прибора.The disadvantage of this device is the lack of compensation for temperature fluctuations in the air and the incorporation of a quartz rod in a concrete base, which is unacceptable for ice operating conditions of the device.

Известен ледовый кольцевой многофункциональный деформометр [3], который используется для измерения деформаций льда в скважинах и на поверхности. На поверхности ледяного покрова устройство устанавливается при помощи стоек, которые вмораживаются в предварительно пробуренные во льду отверстия.Known ice ring multifunctional strain gauge [3], which is used to measure ice deformation in wells and on the surface. On the surface of the ice sheet, the device is installed using racks that are frozen into holes previously drilled in ice.

Недостатком устройства является малая база измерения относительных деформаций льда (20-25 см) и отсутствие термокомпенсации перепадов температуры воздуха, что снижает чувствительность прибора, например при длительных деформациях, таких как приливные деформации льда или сезонные деформации ледяного покрова. Кроме того, необходимость замораживать стойки сокращает возможные сроки применения устройства.The disadvantage of this device is the small base for measuring relative ice deformations (20-25 cm) and the absence of thermal compensation of air temperature drops, which reduces the sensitivity of the device, for example, during long-term deformations, such as tidal ice deformations or seasonal ice sheet deformations. In addition, the need to freeze racks reduces the possible use of the device.

Известно устройство для измерения деформаций льда [4], взятое за прототип. Такое устройство содержит кварцевую штангу, один конец которой жестко связан с основанием, вмороженным в лед. У свободного конца штанги вмораживается стойка с термокомпенсационным штоком, на котором крепится преобразователь перемещений свободного конца кварцевой штанги. Длина штанги может составлять от одного метра до нескольких метров в зависимости от решаемых задач.A device for measuring ice deformation [4], taken as a prototype. Such a device contains a quartz rod, one end of which is rigidly connected to the base, frozen in ice. At the free end of the rod, a stand with a thermocompensation rod, on which the transducer of displacements of the free end of the quartz rod is mounted, is frozen. The length of the rod can be from one meter to several meters, depending on the tasks being solved.

Недостатком устройства является длительность подготовки прибора на льду к эксплуатации. Это связано с необходимостью предварительного выбуривания отверстий под постамент и стойки и временем их замораживания в лед, а при температурах льда близких к 0°С замораживание постамента и стоек вообще может оказаться невозможным. Кроме того, подвес свободного конца штанги деформометра не устраняет поперечных паразитных вибраций конца штанги, что снижает точность работы устройства.The disadvantage of this device is the duration of the preparation of the device on ice for operation. This is due to the need for preliminary drilling of holes for the pedestal and racks and the time of their freezing in ice, and at ice temperatures close to 0 ° C, freezing of the pedestal and racks may not be possible at all. In addition, the suspension of the free end of the rod of the strainmeter does not eliminate the transverse spurious vibrations of the end of the rod, which reduces the accuracy of the device.

Техническим результатом предложенной конструкции является повышение производительности труда за счет сокращения времени установки деформометра и расширения температурного диапазона его эксплуатации, повышение точности работы устройства во всем диапазоне упруго-пластических деформаций льда.The technical result of the proposed design is to increase labor productivity by reducing the installation time of the strainmeter and expanding the temperature range of its operation, improving the accuracy of the device in the entire range of elastic-plastic ice deformations.

Указанный технический результат достигается тем, что постамент и стойка у деформометра выполнены в виде ледошурупов, которые закручиваются при помощи гаечного ключа в лед любой температуры. При этом на постаменте закреплен хомут, в котором жестко зажимается один конец кварцевой штанги. На стойке у свободного конца штанги устанавливается фторопластовая подушка, и на нее укладывается свободный конец штанги, что обеспечивает снижение поперечных вибраций деформометра.The specified technical result is achieved by the fact that the pedestal and the stand at the deformometer are made in the form of ice screws, which are screwed into the ice of any temperature with a wrench. At the same time, a clamp is fixed on the pedestal, in which one end of the quartz rod is rigidly clamped. A fluoroplastic cushion is installed on the stand at the free end of the rod, and the free end of the rod is placed on it, which reduces the transverse vibrations of the strainmeter.

На фиг.1 приведена схема кварцевого штангового линейного деформометра для измерения относительных деформаций ледяного покрова, который содержит постамент 1 в виде ледошурупа с выборкой 3 под гаечный ключ и хомут 5; стойку 2 с выборкой 4 под гаечный ключ, второпластовую подушку 6 и термокомпенсатор 8, на котором закреплен датчик перемещений 9. В хомуте 5 жестко закрепляется конец кварцевой штанги 7. При этом свободный конец штанги 7 лежит на фторопластовой подушке 6.Figure 1 shows a diagram of a quartz rod linear strain gauge for measuring the relative deformations of the ice sheet, which contains pedestal 1 in the form of an ice screw with sample 3 for a wrench and a clamp 5; rack 2 with sample 4 for a wrench, a second-plastic cushion 6 and a temperature compensator 8, on which the displacement sensor 9 is fixed. In the clamp 5, the end of the quartz rod 7 is rigidly fixed. In this case, the free end of the rod 7 lies on the fluoroplastic cushion 6.

Кварцевый штанговый линейный деформометр для измерения деформаций в ледяном покрове работает следующим образом. В ледяной покров вворачивается постамент 1 в виде ледошурупа при помощи гаечного ключа, который вставляется в проточки 3 (вторая проточка на фиг.1 не видна). На постаменте закрепляется хомут 5. На некотором расстоянии, в направлении измеряемых деформаций льда, вворачивается стойка 2 в виде ледошурупа при помощи гаечного ключа, который вставляется в проточки 4 (вторая проточка на фиг.1 не видна). На стойке 2 закрепляется фторопластовая подушка 6 и термокомпенсационный шток 8 с датчиком перемещений 9. В хомуте 5 жестко закрепляется один конец кварцевой штанги 7, а второй свободный конец укладывается на фторопластовую подушку 6. Изменения расстояния между постаментом 1 и стойкой 2 фиксируются при помощи датчика перемещений 9, соединенного кабелем с электронным регистратором (на фиг.1 не указаны).Quartz rod linear strain gauge for measuring deformation in the ice cover works as follows. Pedestal 1 is screwed into the ice cover in the form of an ice screw with a wrench, which is inserted into the grooves 3 (the second groove in figure 1 is not visible). Clamp 5 is fixed on the pedestal. At a certain distance, in the direction of the measured ice deformations, a stand 2 is screwed in the form of an ice screw with a wrench, which is inserted into the grooves 4 (the second groove in figure 1 is not visible). A fluoroplastic cushion 6 and a thermal compensation rod 8 with a displacement sensor 9 are fixed to the stand 2. One end of the quartz rod 7 is rigidly fixed in the clamp 5, and the second free end is laid on the fluoroplastic cushion 6. The distance between the pedestal 1 and the stand 2 is fixed using a displacement sensor 9, connected by a cable to an electronic recorder (not shown in FIG. 1).

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства проявится:The technical and economic effect of the application of the proposed device will manifest itself:

- в повышении производительности труда;- in increasing labor productivity;

- в расширении температурного режима, при котором возможно применение устройства;- in expanding the temperature regime at which the use of the device is possible;

- в повышение точности работы устройства во всем диапазоне упруго-пластических деформаций льда.- to increase the accuracy of the device in the entire range of elastic-plastic deformations of ice.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Латынина Л.А. Анализ работы штангового деформографа. АН СССР, ин-т «Физики Земли», №4218-72, деп., М., 1977 г.1. Latynina L.A. Analysis of the work of a rod strain gauge. USSR Academy of Sciences, Institute of Physics of the Earth, No. 4218-72, dep., M., 1977

2. Латынина Л.А., Кармалеева P.M. Деформографические измерения. Изд. «Наука», М. 1978 г.2. Latynina L.A., Karmaleeva P.M. Deformation measurements. Ed. "Science", M. 1978

3. Смирнов В.Н., Сыроваткин В.И., Шушлебин А.И. Ледовый кольцевой многофункциональный деформометр. Патент на полезную модель №82838, опубликовано: 10.05.2009. Бюл. №13.3. Smirnov V.N., Syrovatkin V.I., Shushlebin A.I. Ice ring multifunctional strainmeter. Utility Model Patent No. 82838, Published: May 10, 2009. Bull. No. 13.

4. Смирнов В.В., Шушлебин А.И. Устройство для измерения деформаций льда. - Авт. св. №712744. Опубликовано 30.01.1980 г. Бюллетень №4 (прототип).4. Smirnov V.V., Shushlebin A.I. Device for measuring ice deformation. - Auth. St. No. 712744. Published 1/30/1980, Bulletin No. 4 (prototype).

Claims

1. A quartz rod linear deformometer for measuring ice sheet deformations, comprising a quartz rod, pedestal, rack, displacement sensor, thermal compensation rod, characterized in that the pedestal and rack are made in the form of ice screws with grooves for a wrench.

2. Quartz rod linear deformometer for measuring ice sheet deformations according to claim 1, characterized in that a clamp is fixed on the pedestal and a fluoroplastic pillow is mounted on the stand.