SU735774A2 - Фотоупругий датчик - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области горного дела, а именно к приборам дл  измерени  напр жений в горных породах.

По основному авт. св. № 578456 известен фотоупругий датчик дл  измерени  напр жений в горных породах 1.

Этот датчик предназначен измер ть напр жени , действующие в плоскост х, параллельных оси скважины, в которой он установлен, и ориентировочные - параллельно этой оси. Однако он не позвол ет одновременно получать информацию о напр жени х , действующих в породе в этих же плоскост х, ко в направлени х непараллельных оси д-кважины.

Цель изобретени  - увеличение объема получаемой информации.

Это достигаетс  тем, что фотоупругий датчик снабжен круговой прокладкой, закрывающей зеркальный слой вокруг радиального отверсти , выполненного в цилиндрическом элементе.

Благодар  наличию радиального отверсти , играющего роль концентратора напр жений , и круговой прокладки, исключающей приклеивание к стенкам скважины участка боковой поверхности цилиндрического элемента , окружающего радиальное отверстие, в датчике вокруг радиального отверсти  наблюдают дополнительную оптическую картину, по которой суд т о двух экстремальных напр жени х, действующих в плоскости , нормальной к оси отверсти , т. е. параллельной оси скважины. При наличии двух радиальных отверстий, направленных под углом друг к другу, в датчике наблюдают две дополнительные оптические картины , по которым суд т об экстремальных напр жени х в двух плоскост х, параллель10 ных оси скважины, и т. д. В общем случае экстремальные напр жени  непараллельны оси скважины и информаци  о них  вл етс  дополнительной по отношению к информации, получаемой по известному фотоупругому

15 датчику.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик , вид сбоку с разрезом в одну четверть; на фиг. 2 - то же, вид сверху с частичном разрезом по плоскости радиальных отверс20 тий; на фиг. 3 - ход лучей света при наблюдении устройства с помощью пол рископа .

Фотоупругий датчик состоит из цилиндрического элемента I, конусного зеркала 2,

прокладок 3 и пластинки 4. К ней прикреплены элемент 1 и зеркало 2.

Цилиндрический элемент I изготовлен из оптически чувствительного материала ив нем выполнены осевое отверстие 5 и два радиальных отверсти  6. Бокова  поверхность элемента 1 снабжена зеркальным слоем 7, причем последний на участках, окружающих радиальные отверсти , закрыт круговыми прокладками 3, изготовленными, например, из тонкой резины Прокладки 3 по их контуру приклеены к боковой поверхности цилиндрического элемента 1 клеем, обеспечивающим эластичное соединение. Конусное зеркало 2 снабжено зеркальным слоем 8 по внешней боковой поверхности и имеет угол при рсиоваиии 45°.

Дл  измерени  напр жений датчик устанавливают в скважине 9 и приклеивают по боковой поверхности цйлинД{ иЧ(ескогб элемента I к ее стенкам слоем кле  10. При этом участки под прокладками 3 остаютс  неприклеенными к стенкам скважины.

В процессе совместного деформировани  с окружаюп ей породой в цилиндрическом элементе I возникают напр жени , пропорциональные приросту напр жений в породе. При наблюдении датчика в пол ризованном свете с помощью пол рископа в нем можно видеть оптическую картину, состо щую нз двух участков, расположенных вокруг радиальных отверстий 6, и остальной части. При этом луч от источника света II, пройд  через пол ризатор 12, четвертьволновую пластинку 13 и наклонную полупрозрачную пластинку 14, попадает в скважину 9 и далее на-зеркальный слой 8 конусного зеркала 2. Преломивщись под углом 90°, луч проходит через степку цилиндрического элемента I и, отразивщись от зеркального сло  7, возвращаетс  назад, в скважииу 9. Пройд  снова через наклонную полупрозрачную пластинку 14, четвертьволновую пластинку 15, анализатор 16 и собирательную линЗУ 17, луч света попадает в глаз наблюдател .

По участку оптической картины, расположенному вдали от радиальных отверстий 6, суд т о величине напр жени , действующего

в направлении, параллельном оси скважины. Оптическа  картина иа участках вокруг радиальных отверстий 6 имеет следующие особенности. Поскольку бокова  поверхность цилиндрического элемента 1 на участках, окружающих радиальные отверсти  б, не приклеена к стенкам скважины и, следовательно , иа этих участках материал стенок цилиндрического элемента I свободно деформируетс , то оптическа  картина иа этих участках имеет две оси симметрии, ориентированные в направлени х двух экстремальных напр жений, действующий в плоскост х, нормальных к оси радиальных отверстий. Пор док изохром на этих участках пропорционален величине указанных напр жений. Таким образом, при наличии двух радиальных отверстий датчик позвол ет получать помимо информации о величине напр жени , действующего в направлении, параллельном оси скважины, еще и дополнительную информацию о величине и направлении

экстремальных напр жений, не параллельных оси скважины, но действующий в двух плоскост х, параллельных оси скважины.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фотоупругий датчик по авт. св. № 578456,, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  объема получаемой информации, ои снабжен круговой прокладкой, закрывающей зеркаль . ный слой вокруг радиального отверсти , выполненного в цилиндрическом элементе.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 578456, кл. Е 21 С 39/00, 1977. ,