Электроемкостный зонд

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в горной промышленности для контроля свойств и состояния массива горных пород. Цель изобретения - повышение информативности при определении неоднородностей, ориентированных вдоль продольной оси зонда. В электроемкостном зонде, содержащем автогенераторе колебательным контуром, переключатель , с которым соединены два электрода, и блок питания, размещенные в цилиндрическом корпусе, электроды выполнены в виде частей цилиндрической проводящей оболочки, имеющих разную ширину и отделенных одна от другой двумя изолирующими полосами, расположенными вдоль продольной оси зонда. Выполняя измерения при повороте зонда вокруг оси, строят полярную диаграмму трещиноватости массива в направлении, совпадающем с направлением оси зонда, определяя таким образом анизотропию трещиноватости пород вокруг шпура, в который помещен зонд. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 V 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4478948/25 (22) 02.09.88 (46) 28,02.91. Бюл. ¹ 8 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) Г.Г.Литвинский и В.А,Касьянов (53) 550.837 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1168710, кл. Е 21 С 39/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1453351, кл. G 01 V 3/06, 1987. (54) ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫЙ 30Н4 (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в горной промышленности для контроля свойств и состояния массива горных пород. Цель изобретения — повышение информативности при определении неоднородностей, ориенИзобретение относится к технической физике и может быть использовано в горной промышленности для контроля свойств и состояния массива горных пород.

Цель изобретения — повышение информативности при определении неоднородностей, ориентированных вдоль продольной оси зонда, На чертеже изображена схема электроемкостного зонда.

Электроемкостный зонд состоит из корпуса 1 в виде цилиндрической оболочки, покрытой слоем 2 диэлектрика. Внутри последнего размещены электроды 3 и 4 электроемкостного преобразователя, выполненные из проводящего материала, подсоединенные к измерительному автогенератору 5,и блок 6 питания. Электроды 3 и 4 электроемкостного преобразователя выполнены в виде цилиндрических

„„5U„„1631482 А1 тированных вдоль продольной оси зонда. В электроемкостном зонде, содержащем автогенервтор с колебательным контуром, переключатель, с которым соединены два электрода, и блок питания, размещенные в цилиндрическом корпусе, электроды выполнены в виде частей цилиндрической проводящей оболочки, имеющих разную ширину и отделенных одна от другой двумя изолирующими полосами, расположенными вдоль продольной оси зонда. Выполняя измерения при повороте зонда вокруг оси, строят полярную диаграмму трещиноватости массива в направлении, совпадающем с направлением оси зонда, определяя таким образом анизотропию трещиноватости пород вокруг шпура, в который помещен зонд.

1 ил, поверхностей различной ширины. Узкий электрод 3 выполнен шириной не менее расстояния от его поверхности до стенки шпура

7 по нормали, а длина электродов 3 и 4 на порядок больше этого расстояния. Узкий и широкий электроды 3 и 4 электроемкостного преобразователя электрически соединены соответственно с "горячим" и

"холодным" концами колебательного контура автогенератора 5. С помощью переключателя, входящего в состав измерительного автогенератора 5, возможно их взаимное переключение относительно концов колебательного контура измерительного автогенератора 5.

Электроемкостный зонд работает следующим образом.

В пробуренный шпур 7 досылают зонд на заданный участок массива и включают питание на блок б, На регистрирующем при1631482 боре(не показан) наблюдают результаты измерений и, вращая зонд в шпуре, ориентируют узкий электрод 3 в пространстве, добиваясь экстремума показаний. По тарировочному графику определяют степень раскрытия трещины, а по положению зонда— ее ориентировку в пространстве относительно оси шпура 7. Взаимно переключая электроды 3 и 4 относительно концов колебательного контура измерительного автогенератора 5, изменяют ориентировку и размеры электрического поля, которое формируется вокруг широкого электрода 4. По тарировочному графику определяют среднеинтегральную характеристику трещиноватости (неоднородности) массива вокруг шпура 7. Выполняя измерения при повороте зонда вокруг оси, строят полярную диаграмму трещиноватости массива, Предлагаемая конструкция зонда позволяет измерять величину и пространственное расположение параллельных оси зонда трещин за счет создания двумя параллельными электродами 3 и 4 асимметрично электрического поля в массиве относительно продольной оси шпура 7, в котором расположен зонд. При этом узкий электрод 3 позволяет идентифицировать отдельные трещины, определять их раскрытие и направление, а после взаимно о переключения электродов 3 и 4 относительно

"холодного" и "горячего" концов колебательного контура автогенератора 5 можно измерить интегральную характеристику трещиноватости массива. По результатам измерений можно построить полярную диаграмму трещиноватости массива горных пород вокруг измерительного шпура. Кроме того, выполнение узкого электрода 3 шириной не менее расстояния от его поверхности до стенки шпура 7 по нормали гарантирует проникновение его электрического поля в массив и тем самым возможность надежных измерений. Выполнение длины

5 обоих электродов 3 и 4 на порядок больше ширины узкого электрода 3 обеспечивает снижение искажающего влияния на результаты измерения концевых эффектов.

Таким образом, электроемкостный зонд

10 обеспечивает определение полярной анизотропии трещиноватости {неоднородности) пород вокруг шпура, а также выявление степени раскрытия и пространственной ориентации отдельных продольных трещин.

15 Это позволяет увеличить информативность измерений состояния массива и принять обоснованные инженерные решения по управлению физическими процессами и обоснованию изменений параметров горной

20 технологии при ведении горных работ.

Формула изобретения

Электроемкостный зонд, содержащий электроемкостный преобразователь, элект25 роды которого расположены на цилиндрическом корпусе зонда и покрыты снаружи слоем диэлектрика, автогенератор с колебательным контуром, переключатель и блок

30 питания, причем электроды подсоединены к колебательному контуру через переключатель, а блок питания подключен к автогенератору, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности при

35 определении неоднородностей, ориентированных вдоль продольной оси зонда, электроды выполнены в виде двух разных по плошади частей цилиндрической оболочки, отделенных одна от другой по ее образую40 щей двумя разрезами, заполненными слоем диэлектрика.

1б31482

3 г

Составитель В.Попов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор M,Ïåòðoâà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 544 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5