Деформограф

 

ДЕФОРМОРРАФ, содержащий неподвижные репера, два проволочных чувствительных элемента с различными коэффициентами линейного расширения , соединенные с устройством постоянного натяжения чувствительных элементов , и отсчетное устройство, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен, неравноплечим рычагом, установленным на одном из рейеров и соединенным с отсчетным устройством , а чувствительные элементы, прикреплены к рычагу, при этом длины плеч рычага выбираются из соотношения di ot. , , § где d и dj длины плеч рычага; оС-, - коэффициент линейного (/} расширения земной поверхности; С csC-и 063,,- коэффициенты линейного расширения проволок. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10

g(gg E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««1 1 « 2

2 1 3 где Й,,и Й QL

«3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3242519/22-03 (22) 21.01.81 (46) 07.07.84 ° Бюл. ¹ 25 (72) А.Г. Петров и И.И. НауменкоБондаренко (71) Институт физики Земли

-им.О.Ю.Шмидта и Институт сейсмологии

АН СССР (53) 622.289(088.8) (56), 1. Латынина Л.А., Кармалеева P.И.

Деформографические измерения, М., 1978, с. 153.

2. Авторское свидетельство СССР № 483566, кл. С 01 В 5/30, 1968. (54) (57) ДЕФОРИОГРАФ, содержащий неподвижные репера, два проволочных чувствительных элемента с различными коэффициентами линейного расширения, соединенные с устройством постоянного натяжения чувствительных элементов, и отсчетное устройство, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен неравноплечим рычагом„ установленным на одном из реперов и соединенным с отсчетным устройством, а чувствительные элементы, прикреплены к рычагу, при этом длины плеч рычага выбираются из соотношения длины плеч рычага; коэффициент линейного расширения земной поверхности; коэффициенты линейного расширения проволок.

1101551

11 с 2 2 1

2. » 3

Изобретение относится к горному делу и геофизике и предназначено для измерения деформаций горных пород.

Известно устройство для измерения деформаций, содержащее чувствительный элемент и отсчетное устройство Г13.

Недостаток данного устройства заключается в его сложности и громоздкости

Известен деформограф, содержащий неподвижные репера, два проволочных чувствительных. элемента с различными коэффициентами линейного расшире- 15 ния, соединенные с устройством постоянного натяжения чувствительных элементов, и отсчетное устройство 52 3.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений. 20

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в деформографе, содержащем непод- р5 вижные репера, два проволочных чувствительных элемента с различными коэффициентами линейного расширения, соединенные с устройством постоянного натяжения чувствительных элементов, и отсчетное устройство, он снабжен неравноплечим рычагом, установленным на одном из реперов и соединенным с отсчетным устройством, а чувствительные элементы прикреплены к рычагу, при этом длины плеч рычага выбираются из соотношения где Й„и d — длины плеч рычага; с „ — коэффициент линейного расширения земной поверхности; о и а(— коэффициенты линейного 45 .расширения проволок.

На чертеже представлен деформог-. раф.

Устройство состоит из неподвижно50 го репера 1, жестко соединенного с исследуемой горной породой, проволочных чувствительных элементов 2 .и 3, рычага 4, оттяжек 5 и 6, репера 7 закрепления оттяжек, отсчетного

55 устройства 8 и регистратора 9.

Принцип действия устройства saключается в следующем.

На исследуемом участке земной поверхности закрепляются два репера.

К одному из них жестко присоединяются одним концом оба проволочных чувствительных элемента. На втором репере закрепляются устройство постоянного натяжения проволок и отсчетное устройство. Рычаг 4, к которому крепятся проволоки,. устанавливается на катке или подвешивается на кронштейны таким образом, что он может следовать за температурным изменением проволочных элементов. Проволоки крепятся к рычагу. К этому же рычагу крепится подвижная часть отсчетного устройства. Устройство полностью температурно скомпенсировано при выполнении следующего условия:

В первом приближении температурное удлинение исследуемого участка земной коры можно представить в виде

AL» = La(1 +a<, hT) — Ь, (1). где A L» — удлинение участка земной поверхности под действием температурных изменений;

L — исходная длина участка;

oL„ — коэффициент линейного расширения земной поверхности

ЬТ вЂ” величина температурных изменений.

В дальнейшем будем считать, что всякое дополнительное изменение длины исследуемого участка земной, поверхности является его деформацией.

Если над исследуемым участком расположен один проволочный чувстви. тельный элемент, удлиняющий при измерении температуры по закону

dL2 Ьо(1 + eC дТ) — Ьо, (2) где AL - удлинение проволоки под

2 действием температурных изменений; — исходная длина проволочного чувствительного элемента; о - коэффициент линейного

2 расширения проволоки;

ЬТ вЂ” величина температурных изменений, 1101551

Составитель И. Назаркина

Редактор И. Николайчук Техред М.Надь

Корректор A- Ференц

Заказ 4735/19 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 то разность удлинений д д . будет пропорциональна изменению .температуры

d Lã = -о дТ („- Я (3)

Для того чтобы d LlL О, необходимо применять чувствительный элемент с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения исследуемого участка поверхности земли, что осуществить практически невозможно. Если в деформограф ввести еще один проволочный чувствительный элемент с коэффициентом линейного расширения с, отличным от коэффициентов линейного расширения земной поверхности исследуемого участка и основного проволочного чувствительного элемента, то температурное удлинение такого дополнительного чувствительного элемента имеет также вид

3 — Lo (1 +с д Т) —, (4) где 8 1, — удлинение дополнительной

Э проволоки под действием температурных изменений;

L — исходная длина дополнио тельного проволочного чувствительного элемента; о — коэффициент линейного расширения дополнительной проволоки; йТ вЂ” величина температурных изменений.

Разность уравнений (1) и (4) дает

5 рдЬ =д1, — д1, = 1. аТ(„- (), (5)

2 1 3 а отношение выражения (3) к выраже нию (5) д„D L d L — Д Ь2 à-î ã C (6) д 1-з 4 з где С вЂ” постоянная величина, не зависящая от температурных

15 изменений.

Из формулы (6) видно что любая комбинация отношений разностей линейно расширяющихся от температуры неодинаковых элементов дает возможность исключить температурные влияния из наблюдений. Действительно, если измерить величины о . — о и d о з и

2 взять их отношение, то всякое отклонение величины С от исходной величины С в формуле (6), характеризует деформацию исследуемого участка земной поверхности. Кроме того. раз берется отношение изменения длин проволок, то это позволит уменьшить и влияния крипа.