Импульсный возбудитель упругих волн

 

275436

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х!!.1968 (№ 1294488/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 03.Ч!!.1970. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 1.Х.1970

Кл. 42с, 42

МПК G 01ъ 1/14

УДК 550.834(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

О. А. Байконуров и А. Умирьяев

Институт горного дела АН Казахской ССР

Заявитель

ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ УПРУГИХ BOJIH

Изобретение относится к устройствам для изучения физико-механических свойств горного массива.

Известны импульсные возбудители упругих волн, содержащие преобразователь электрической энергии и возбудитель упругих волн (датчик). Однако в известных устройствах возбуждение в горном массиве упругих волн большой интенсивности ведет к разрушению исследуемой породы, невозможно управление частотой колеоаний упругих волн и отсутствует автоматическая регистрация момента их возбуждения.

Предлагаемое устройство позволяет возбуждать упругие волны без разрушения исследуемого горного массива и управлять частотой колебаний. Для этого корпус датчика и его электроды помещены в пластикопроводящую среду (например, глину), контактирующую с исследуемым горным массивом.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема прибора; на фиг. 2 изображен прибор в разрезе.

Высоковольтный трансформатор 1 включается в сеть включателем 2 через предохранитель 8. Напряжение сети контролируется вольтметром 4 и сигнальной лампой б. Высоковольтный выпрямитель б сооран по схеме удвоения. Зарядный ток батарей конденсаторов 7 устанавливается сопротивлением 8. Наблюдение за выпрямленным напряжением осуществляется киловольтметром 9, который во время транспортировки прибора закорачивается ключом 10. Для защиты выпрямителя

5 в момент разряда батарей конденсаторов от импульсов тока между выпрямителем и батареей конденсаторов подключены дроссели ll u обрыватель 12 цепи заряда батарей конденсаторов. Фронт импульса формируется в разряд10 нике 18. Разрешение на разряд батарей конденсаторов дается с помощью электронного синхронизатора записи 14. Упругие волны в массиве возбуждаются возбудителем (датчиком) упругих волн 15.

15 Возбудитель (датчик) упругих волн 15 состоит из регулировочпого электрода lб (см. фиг. 2), неподвижного электрода 17, патрона

18, изоляционной резьбовой втулки 19, переходника 20 и трубы 21, служащей для обратно20 го токопровода.

Работа устройства заключается в следующем. Батарея конденсаторов 7, .которая выполняет функцию накопителя энергии, заряжается от сети переменного тока через высо25 ковольтный преобразователь 1, б, 8, 11, 12.

Когда напряжение на обкладках батарей конденсаторов достигает 8 кв, электронный синхронизатор записи 14 сокращает воздушный зазор разрядника 18, и происходит пробой воз30 душного зазора. Короткий импульс с крутым

275436

Фиг.1

17 18 19

Заказ 2759/15

Тираж 480

Подписное

Тппограррпп, пр. Сапунова, 2 передним фронтом поступает на возбудитель (датчик) упругих волн 1о, помещенный в пластикопроводящей среде (например, глине).

Так как длительность разряда составляет несколько десятков микросекунд, а сопротивление пластикопроводящей среды (глины) намного выше сопротивлений остальных участксв цепи, то в промежутке между электродами возбудителя (датчика) упругих волн за указанное время в результате преобразования электрической энергии в тепловую выделяется большое количество тепловой энергии. В зоне разряда и на контакте с ним проводящая среда переходит в газообразное, а возможно, и в плазменное состояние, образуя так называемый газовый пузырь, расширение которого приводит к удару и образованию упругих волн в исследуемом массиве. Этот процесс в определенной мере подобен взрыву, но значительно кратковременпее его; в результате чего спектр возбуждаемых упругих волн является более высокочастотным.

В приборе упрощается операция, связанная с получением момента разряда батарей конденсаторов, и увеличивается надежность ее регистрации. Ввиду электромагнитной природы прнвзрывного импульса возможен беспроводный вариант приема отметки момента разряда на осциллограммах. С этой целью одноименнь е зажимы всех сейсмоприемников электрически соединяются между собой и заземляются, тем самым уменьшается число соединительных проводов между сейсмоприемниками

5 и осциллографом в два раза. Первый небольшой всплеск во всех осциллограммах соответсгвует моменту разряда батарей конденсато ов.

i3 зависимости от свойств пластикопроводягцей среды прибор позволяет изменять частоту упругих волн, возбуждаемых в горном массиве.

Прибор возбуждает упругие волны в горном массиве периодически, что значительно облег15 чает выделение возбуждаемых прибором упругих волн от помех.

Предмет изобретения

Импульсный возбудитель упругих волн, сосгоягций из преобразователя электрической энергии и датчика упругих волн, выполненного в виде корпуса и электродов, отличающийся тем, что, с целью возбуждения упругих волн без разрушения исследуемого горного массива и управления частотой, корпус датчика и его электроды помещены в пластикопроводягцую среду (например, глину), контактирующую с горным массивом.