SU1687777A1

SU1687777A1 - Device for measuring rock parting characteristics

Info

Publication number: SU1687777A1
Application number: SU884623748A
Authority: SU
Inventors: Юлий Зиновьевич Заславский; Евгений Петрович Пирогов; Александр Иванович Ефимов; Владимир Викторович Ковшов; Александр Герасимович Шарабарин; Евгений Борисович Дружко; Эдуард Константинович Фролов; Иван Иванович Бурма; Сергей Георгиевич Лунев; Николай Александрович Вострецов
Original assignee: Макеевский Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1991-10-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу. Цель изобретени - повышение достоверности показаний при определении величин раскрыти трещин и сохранение параметров чувствительного элемента в процессе измерени . Устро-во содержит задающий генератор 3, выпр митель 5, соединенный через блок 6 сравнени с блоком 7 регистрации. Дополнительно устро- j во снабжено чувствительным элемен- .том 4, который выполнен в виде балансного высокодобротного контура . Средн точка контура подключена к генератору 3, а часть витков симметрично относительно средней точки подключена к выпр мителю 5. Блок 6 выполнен в виде повторител напр жени , содержащего регул тор коэффициента передачи, включенный в цепь обратной св зи. Элемент 4 настроен в резонанс на частоту генератора 3. При по влении трещин в массиве пород мен ютс параметры контура элемента 4, а следовательно, и измер ема ЭДС. С выхода выпр мител 5 сигнал поступает на пр мой вход блока 6. Результирующий сигнал с выхода блока 6 поступает в блок 7 дл цифровой или стрелочной индикации. 1 з.п ф- лы,1 ил. ё О 00 VJ XI VJThe invention relates to mining. The purpose of the invention is to increase the reliability of indications when determining the values of crack opening and to preserve the parameters of the sensitive element during the measurement process. The device contains a master oscillator 3, a rectifier 5, connected through block 6 of comparison with block 7 of registration. Additionally, the device is equipped with a sensing element 4, which is designed as a balanced high-quality contour. The middle point of the circuit is connected to the generator 3, and a part of the turns symmetrically with respect to the middle point is connected to the rectifier 5. Block 6 is designed as a voltage follower that contains a gain controller connected to the feedback circuit. Element 4 is tuned to resonance at the frequency of generator 3. When cracks appear in an array of rocks, the parameters of the contour of element 4 change, and hence the measured EMF. From the output of the rectifier 5, the signal goes to the forward input of block 6. The resulting signal from the output of block 6 goes to block 7 for digital or arrow indication. 1 з.п f-ly, 1 ill. ё About 00 VJ XI VJ

Description

Изобретение относитс к горному долу. а именно к конструкции устройств дл определени параметров трещиноватости горных пород в массиве.The invention relates to the mountain valley. namely, the design of devices for determining the parameters of rock fracturing in the massif.

Цель изобретени -повышение достоверности показаний при определении величины раскрыти трещин.The purpose of the invention is to increase the reliability of indications when determining the value of crack opening.

На чертеже представлена функциональна схема устройства дл измерени параметров трещиноватости горных пород.The drawing shows a functional diagram of the device for measuring parameters of rock fracturing.

Устройство состоит из датчика трещин , выполненного в виде выносного зонда 1, и прибора 2. Зонд 1 содержит задающий генератор 3, чувствительный элемент 4, выпр митель 5. Прибор 2 содержит блок 6 сравнени , блок 7 регистрации и источник питани (не показан). Выносной зонд 1 соединен с прибором 2 трехжильным кабелем.The device consists of a crack sensor, made in the form of a remote probe 1, and device 2. Probe 1 contains a master oscillator 3, a sensitive element 4, a rectifier 5. Device 2 contains a comparison unit 6, a registration unit 7 and a power source (not shown). The remote probe 1 is connected to the device 2 by a three-core cable.

ГенераторЗ соединен с чувствительным элементом 4, который через выпр митель 5 и блок 6 сравнени подключен на вход блока 7 регистрации. Чувствительный элемент 4 выполнен в виде открытого высокодобротного контура с частичным включением нагрузки на контур. Контур выполнен симметричным, балансным, что позвол ет компенсировать вли ние влажности и температуры окружающей среды на стабильность параметров контура и получить резко выраженный максимум радиальной чувствительности устройства в центре катушки. Частичное включение нагрузки на контур (например, не более 1/10 части витков) позвол ет исключить вли ние параметров внешних цепей на расстройку и добротность контура. Точное количество витков отвода определ етс из услови соответстви выходного напр жени входным параметрам блока регистрации, в качестве которого может быть применен и как интегральный аналого-цифровой преобразователь с цифровой индикацией, и как стрелочный измерительный прибор.The generator is connected to the sensing element 4, which is connected through the rectifier 5 and the comparison unit 6 to the input of the registration unit 7. The sensing element 4 is made in the form of an open high-quality circuit with a partial inclusion of the load on the circuit. The contour is symmetrical, balanced, which makes it possible to compensate for the influence of humidity and ambient temperature on the stability of the contour parameters and to obtain a pronounced maximum of the radial sensitivity of the device in the center of the coil. Partial inclusion of the load on the circuit (for example, no more than 1/10 of the turns) eliminates the influence of external circuit parameters on the detuning and quality of the circuit. The exact number of turns of the tap is determined from the condition of matching the output voltage to the input parameters of the recording unit, which can be used as an integrated analog-to-digital converter with digital indication, and as a dial gauge.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Контур 4 настроен в резонанс на частоту генератора 3. Высокочастотное напр жение с генератора 3 подводитс непосредственно в приемный контур 4, в центр катушки На контуре наводитс значительна ЭДС U катуш- ки СШгенератора, где Q - добротность контура, что позвол ет получить высокую напр женность электромагнитного пол при малой подводимой мощности (мощность генератора около 0,02 Вт). Пропорционально числу витков отвода сконтура снимаетс чать наводимой ЭДСCircuit 4 is tuned to resonator at the frequency of generator 3. High-frequency voltage from generator 3 is supplied directly to the receiving circuit 4, to the center of the coil. electromagnetic field at low input power (generator power about 0.02 W). In proportion to the number of turns of the outlet, the contour is removed from the induced emf

При изменении характеристик среды, окружающей датчик, электромагнитное поле искажаетс , мен ютс комплексные параметры контура (L.C.Q), а следовательно, иWhen the characteristics of the environment surrounding the sensor change, the electromagnetic field is distorted, the complex parameters of the circuit (L.C.Q) change, and, consequently,

величина наводимой ЭДС. По вление трещин в монолитном породном массиве резко измен ет его электромагнитные свойства, пропорционально изменению которых мен ютс параметры контура, а следовательно , и измер ема ЭДС.the value of induced emf. The appearance of cracks in a monolithic rock massif drastically changes its electromagnetic properties, in proportion to which the parameters of the circuit and, consequently, the measured emf change.

С выхода выпр мител 5 сигнал поступает на пр мой вход 6 сравнени . Блок 6 сравнени выполнен в виде повторител напр жени с коэффициентом усилени около единицы и предназначен дл компенсации неинформативного сигнала (при отсутствии трещин в массиве)напр же- нием, подаваемым на инверсный вход повторител (установка нул ) ОтсутствиеFrom the output of rectifier 5, the signal arrives at the direct input 6 of the comparison. Comparison unit 6 is made in the form of a voltage follower with a gain of about one and is designed to compensate for a non-informative signal (if there are no cracks in the array) with the voltage applied to the inverter's inverted input (zero setting) No

сигнала позвол ет свести нелинейные искажени , вносимые узлом сравнени дрейф нул , к минимуму Заданное значение выходного напр жени с большой точностью поддерживаетс регул тором коэффициента передачи (чувствительность), включенного в цепь обратной св зи, чем обеспечиваетс неизменное сопротивление нагрузки.the signal allows the non-linear distortions introduced by the comparison node to drift zero to a minimum. The output voltage setpoint is maintained with great accuracy by the gain control (sensitivity) included in the feedback circuit, which ensures a constant load resistance.

Результирующее напр жение Ј U с выхода блока 6 сравнени поступает в блок 7 регистрации дл отображени на цифровом табло либо стрелочным прибором.The resulting voltage Ј U from the output of the comparison unit 6 enters the registration unit 7 for display on a digital display or a pointer device.

Кон-роль трещиноватости массива осуществл етс из шпура диаметром 42 ммThe con-role of the fracture of the array is made from a hole with a diameter of 42 mm

нужной длины. По показани м устройства и шкалы мерной досы очной штанги определ ютс параметры трещиноватости: характерные зоны трещиноватости, местонахождение и величина раскрыти the desired length. According to the indications of the device and the scale of the measured dosy of the full-time rod, the fracture parameters are determined: characteristic fracture zones, location and size of the fracture.

трещин, которые используютс дл назначени технологических и геомеханических параметров иньекционного упрочнени , определени требуемой глубины анкерова- ни , а также при разработке меропри тийcracks, which are used to assign technological and geomechanical parameters of injection hardening, determine the required anchorage depth, and when developing measures

5 по повышению устойчивости выработок.5 to improve the sustainability of workings.

Claims

1. A device for measuring rock fracture parameters, comprising a master oscillator, a straightener connected through a comparison unit with a recording unit, characterized in that, in order to increase the 5 reliability of indications in determining the crack opening, a sensitive an element that is designed as a balanced high-quality contour, the midpoint of which is connected to the master oscillator, and part of the coils, sim51687777b

metrically located relative-sensitivity element in the process of measuring

midpoint, are connected to the entrances of the power supply, the comparison unit is made in the form

Mitel. Power Clamp containing

2. The device according to claim 1, characterized by a transfer coefficient controller, is included in that in order to store the parameters of the feedback circuit.