SU1659756A1 - Способ измерени объемной деформации сыпучих сред - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и предназначено дл  измерени  полей объемных деформаций (давлений) в сыпучих средах. Цель изобретени  - измерение объемной деформации в сыпучих средах при моделировании поведени  горных пород в услови х сложного напр женного состо ни . Дл  этого в выбранном месте исследуемой среды 4 в процессе подготовки модельного образца выполн ют полость - выемку, заполн ют ее электропроводным материалом 3, например графитовым порошком заданной консистенции, на диэлектрическую пластину 2 наклеивают электропроводную пластину 1. Максимальный диаметр полости должен быть не меньше , чем два максимальных диаметра диэлектрической пластины, при этом сопротивление материала зависит только от рассто ни  между пластинами и объемной деформации. В ходе деформировани  измер ют сопротивление резистора и на основании градуировочного графика определ ют объемную деформацию, Дл  повышени  точности измерени  механические характеристики материала резистора согласованы с аналогичными характеристиками сыпучей среды. 2 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и предназначено дл  измерени  полей объемных деформаций (давлений) в сыпучих средах.

Цель изобретени  - измерение объемной деформации в сыпучих средах при моделировании поведени  горных пород в услови х сложного напр женного состо ни .

На фиг. 1 представлены схема реализации способа измерени  объемной деформации; на фиг. 2 - тарировочный график зависимости относительного сопротивлени  датчика

го

дР

Ег

R -RO

от относительноRO

изменени  давлени  в среде Р-Ро

Ро

(Ro, R - начальное и текущее

С

сл

ю

VI

сл.

о

сопротивление, Р0, Р - начальное и текущее давление).

Схема содержит электропроводные пластины 1, диэлектрическа  пластина 2, графитовый порошок 3, сыпучую среду 4.

Способ измерени  объемной деформации (давлени ) в сыпучей среде реализуетс  следующим образом.

В требуемом месте среды (песка) в процессе подготовки модельного образца выполн ют полость (выемку, глубиной 10 мм и 10 мм в диаметре), заполн ют ее электропроводным материалом (графитовым порошком). На диэлектрическую пластину (размерами 3x3x1 мм) с двух противоположных сторон наклеивают электропроводные пластины (размерами 3 х 3 х 0,1 мм, из латунной фольги), к которым припаивают тонкие изолированные проводники (0,05мм) дл  соединени  с измерительной аппаратурой. Собранные таким образом контакты размещают в выемке , заполненной графитовым порошком, и засыпают песком. Максимальный диаметр полости должен быть не меньше, чем 2-3 максимальных диаметра диэлектрической пластины дл  того, чтобы электрическое сопротивление электропроводного материала зависело только от рассто ни  между электропроводными пластинами и объемной деформации . При необходимости в другое место формируют еще один резистор и так далее. В ходе деформировани  исследуемого образца измер ют сопротивление полученного таким образом резистора, это сопротивление зависит только от плотности контактов в электропроводном материале, т. е. от объемной деформации (давлени ) в данной области. По изменению измер емого сопротивлени  на основании тарировоч- ного графика, приведенного на фиг. 2, суд т об объемной деформации (относительном изменении давлени ) в области размещени  датчика. Тензочувствительность полученного описанным способом датчика составл ет 0,35 - 0,05.

Благодар  сыпучести материала чувствительного элемента поведение резистора при деформировании определ етс  теми же закономерност ми, что и поведение исследуемой среды. Отсутствие оболочки позвол ет избежать арочных эффектов и проскальзывани  тела датчика относительно среды .

Электропроводный материал дл  резистора должен удовлетвор ть определенным требовани м. Средний размер частиц электропроводного материала не должен превышать среднего размера частиц исследуемой сыпучей среды, иначе плотность контактов между частицами в резисторе будет меньше, чем в среде, что приведет к понижению чувствительности и точности датчика. Сцепление (прочность на отрыв) в электропроводном материале не

должно превышать сцепление в исследуемой среде, чтобы деформаци  датчика отслеживала деформацию среды, обеспечива  тем самым требуемую точность . Помимо выполнени  услови  на соотношение сцеплений, необходимо, чтобы модуль всестороннего сжати  используемого электропроводного материала датчика не превышал модуль всестороннего сжати 

среды, т. е. чтобы резистор.не  вл лс  жестким включением. Более м гкий, чем среда , датчик в процессе изготовлени  и установки уплотнитс  до жесткости среды, что также необходимо дл  повышени  точности измерений.

Совокупность указанных условий  вл етс  достаточной дл  обеспечений надежных и точных измерений объемных деформаций, (давлени ) сыпучей среды,

Claims (1)

1. адекватных исследуемому процессу. Формула изобретени  Способ измерени  объемной деформации сыпучих сред, заключающийс  в размещении в среде резистора, измерении его

   сопротивлени  и определении по изменению сопротивлени  искомых деформаций, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  измерений объемных деформаций в сыпучих средах при моделировании

   поведени  горных пород в услови х сложного напр женного состо ни , перед размещением в среде резистора выполн ют в среде полость, заполн ют ее сыпучим электропроводным материалом, вставл ют в нее

   два плоских контакта, размещенных на диэлектрической пластине, при этом характеристики электропроводного материала св заны с характеристиками сыпучей среды следующими соотношени ми:

   бэ.м dc.c,

   э.м

   Сс

   Сэ.м. 5S GC.C.,

   где бэ.м - средний размер зерна электропроводного материала ;

   dc.c - средний размер зерна сыпучей среды;

   Сэ.м. - сцепление (прочность на отрыв) электропроводного материала;

   Сс.с. - сцепление (прочность на отрыв) сыпучей среды;

   Сэ.м - модуль всестороннего сжати  электропроводного материала;

   Gc.c модуль всестороннего сжати  сыпучей среды,

   а максимальный диаметр полости составл ет 2-3 максимального размера диэлектрической пластины.