Устройство для измерения напряжений в грунте

 

Изобретение относится к области строительства и предназначено для измерения напряжений в грунте. Цель изобретения - повышение точности измерения. В устройстве датчик напряжений выполнен с жесткой стальной диафрагмой 3, имеющей отполированную рабочую поверхность 4 с отношением ее диаметра к толщине 8:1. Регистрирующая аппаратура выполнена в виде голографической установки, соединенной с датчиком, вводимым и выводным световодами 15 и 16 в недеформируемой оболочке. В корпусе 2 датчика установлены вводной микроколлиматор 5 и выводной микроколлиматор 7 с микрообъективами 6 и 8 соответственно. Голографическая установка содержит лазер, делитель, коллиматоры опорного и предметного пучков, голографический экран и регистрирующее приспособление. При включении устройства луч лазера делится на опорный и предметный пучки. Опорный пучок, проходя коллиматор, освещает голографический экран, и предметный пучок по световоду 15 попадает в датчик, где после прохождения микрообъектива 6 и микроколлиматора 5 освещает рабочую поверхность 4 диафрагмы 3 и, отразившись от нее, проходит микроколлиматор 7 и микрообъектив 8, затем по световоду 16 через коллиматор освещает голографический экран, создавая вместе с опорным пучком голографическое изображение рабочей поверхности 4. Характер голографического изображения зависит от прогиба диафрагмы 3 и в итоге от напряжений в грунте. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1491956

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4122851/29-33 (22) 24.06.86 (46) 07.07.89. Бюл. М- 25 (72) А.В.Андреев, В.Н.Вараганов и С.В.Соченков (53) 624. 131(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1158859, кл. G 01 В 11/16, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1178839, кл . Е 02 D 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ГРУНТЕ (57) Изобретение относится к области строительства и предназначено для измерения напряжений в грунте. Цель изобретения — повышение точности измерения ° В устройстве датчик напряжений выполнен с жесткой стальной диафрагмой 3, имеющей отполированную рабочую поверхность 4 с отношением ее диаметра к толщине 8:1. Регистрирующая аппаратура выполнена в виде голографической установки, со4 единенной с датчиком, вводным и выводным световодами 15 и 16 в недеформируемой оболочке ° В корпусе 2 (51)4 Е 02 D 1/00, G 01 L 7/02

2 датчика установлены вводной микроколлиматор 5 и выводной микроколлиматор 7 с микроббъективами 6 и 8 соответственно. Голографическая установка содержит лазер, делитель, коллиматоры опорного и предметного пучков, голографический экран и регистрирующее приспособление. При включении устройства луч лазера делится на опорный и предметный пучки. Опорный пучок, проходя коллиматор, освещает голографический экран, и предметный пучок по световоду 15 попадает в датчик, где после прохождения микрообъектива 6 и микроколлиматора 5 освещает рабочую поверхность 4 диафрагмы 3 и, отразившись от нее, проходит микроколлиматор 7 и микрообъектив 8, затем по световоду 16 через коллиматор освещает голографический экран, создавая вместе с опорным пучком голографическое изображение рабочей поверхности 4.

Характер голографического изображения зависит от прогиба диафрагмы 3 и в итоге от напряжений в грунте.

1 З.п. ф-лы, 2 ил.

1О

30

3 . 14

Изобретение относится к строительству и инженерной геологии и предназначено для измерения на пряжений в массиве грунта.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг. 1 дана схема устройства; иа фиг.2 — схема датчика напряжений.

Устройство содержит датчик 1 напряжений, соединенный каналом связи с регистрирующей аппаратурой в виде голографической установки. Датчик

1 напряжений состоит иэ недеформируемого корпуса 2, жесткой стальной диафрагмы 3 с отполированной рабочей поверхностью 4, вводного микроколлиматора 5, микрообъектива 6, выводного микроколлиматора 7 и микрообъектива 8.

Голографическая установка состоит из лазера 9, делителя 1О, коллиматора 12 и 11 опорного и предметного пучков соответственно, голографиского экрана 13 и регистрирующего приспособления 14. Канал связи выполнен в виде вводного 15 и выводно"

ro 16 световадов (оптическое волокно), с помощью зажимов 17 и 19 соединенных с голографической установкой. На входе датчика 1 установлен зажим 19, а на выходе — зажим 20 для соединения с ним световодов 15 и 16.

Для устранения прямого воздействия давления грунта световоды 15 и

16 заключены в недеформируемую обо дочку (например, в спиральную стальную оплетку). Отношение диаметра диафрагмы 3 к ее толщине составляет

8: 1 для обеспечения минимально необходимой и надежной фиксации изменения голографического сигнала (для гелио-неонового лазера) °

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии избыточных напряжений в грунте производится запись уровня имеющихся в грунте (например, природных) напряжений. При этом пучок света, генерируемого лазером, попадает на делитель 10 и разделяется на опорный и предметный пучки.

Опорный пучок, пройдя коплиматор 11, освещает экран 13. Предметный пучок после делителя 10 через зажим

17 попадает во ввод световода 15, а после прохождения световода 15 через зажим 19, микрообъектив 6 и микР

91956

4 роколлиматор 5 — на рабочую поверхность 4 диафрагмы 3.

Диафрагма 3 под действием внешних природных напряжений грунта прогнется во внутреннюю сторону и предметный пучок света, отразившись от рабочей, деформированной поверхности 4, проходит через микроколлиматор 7, через микрообъектив 8, зажим

20, световод 17, зажим 18, коллиматор 12 и освещает экран 13,образуя голограмму, соответствующую данному нулевому уровню напряжений, которое фиксируется при помощи регистрирующего приспособления 14.

После силового воздействия на ис сл ед уемый гр унт в нем в о з ни кают напряжения, которые действуют на мембрану 3 датчика 1 и дополнительяо ее деформируют. По этой причине меняется голограмма на экране 13 и это изменение (а значит, и изменение напряжений) фиксируется регистрирующим приспособлением 14.

Дополнительный прогиб мембраны предлагаемого устройства, необходимый для регистрации данного уровня напряжений, на порядок меньше, чем в существующих устройствах для таких же напряжений, т.е. датчик напряжений в предлагаемом устройстве более жесткий и в меньшей степени нарушает характер напряжений, которые необходимо измерить, что обеспечивается выполнением соотношения диаметра диафрагмы к ее толщине 8: 1.

Применение изобретения обеспечивает повышение точности измеряемых напряжений в грунте.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения напряжений в грунте, включающее датчик напряжений с корпусом и стальной диафрагмой, соединенный с каналом связи с регистрирующей аппаратурой, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения точности измерения, датчик снабжен вводными и выводными микрообъективами и микроколлиматорами, размещенным в корпусе, диафрагма выполнена с отполированной рабочей поверхностью и соотношением диаметра к толщине 8:1 а регистрирующая аппаратура — в виде голографической установки, при этом канал связи выполнен в вице

Составитель Г.Мартынова

Редактор О, Головач Техред А, Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 3838/31 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101 вводного и выводного световодов, помещенных в недеформированную обо лочку.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что голографическая установка состоит иэ лазера, делителя, коллиматоров опорного и предметного пучка, экрана и реги1491956 6 стрирующего приспособления прй этом вводнои и выводнои световоды одними концами соединены соответственно с делителем и коллиматором предметного пучка голографической установки, а другими концами — с соответствующими микрообъективами датчика.