Устройство для измерения скоростираспространения упругих волн наизменяющейся базе прозвучивания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ©РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Республик

<в815520

Г

/ =--" (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 070679 (21) 2777048/18-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень ЙЯ 11

Дата опубликования описания 250381 р )м. к.

G 01 Н 5/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 534 ° 022 °

° 094(088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Г. Баранов, В. Н. Зюзь, В. И. Крымский и A. A. ÌôÚpàîs

„ у .. -;; ffff ., f1.1-,1» (71) Заявитель с

Днепропетровский ордена Трудового Красного Зйамени горный институт им. Артема (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УПРУГИХ ВОЛН НА ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ БАЗЕ ПРОЗВУЧИВАНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изучения физико-механических и технологических .свойств горных пород путем измерения скорости распространения упругих волн в их среде.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения скорости .раснрострайения упругих воЛн, изменяющейся базе прозвучивания, содержащее цепь возбуждения и цепь приема, в каждую из которых входят последовательно соединенные датчик, усилительформирователь импульса, электронный ключ, ко входам которого подключены цепь возбуждения и цепь приема, блок регистрации и цепь заряда или разряда, состоящую из эталонного конденсатора, подключенного ко.входу блока регистрациц t1J .

Однако устройство характеризуется большими з а тратами време ни для о п ределен ия скорости упругих волн, так как требует дополнительных расчетных опе- 5 раций. целью изобретения является уменьшение времени измерения.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство снабжено переменным резистором с установочной шкалой, включенным между цепью заряда и выходом электронного ключа, а отсчетная шкала нроградуирована в значени ях длины базы прозвучивания.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 вЂ, график зависимости напряжения на конденсаторе от времени разряда.

Устройство для измерения скорости распространения упругих волн на изменяющейся. базе прозвучивания содержит цепь возбуждения и цепь приема, в каждую из которых входят последовательно соединенные датчик 1 или 2, усилитель-Формирователь 3 и 4 импуль са, электронный ключ 5, ыо входам которого подключены цепь возбуждения и цепь приема, блок б регистрации и цепь заряда или разряда, состоящую иэ эталонного конденсатора 7, подключенного ко входу блока 6 регистрации, переменного резистора 8 с установочной шкалой, включенного между цепью заряда и выходом электронного ключа 5, установочная шкала которого проградуирована в значениях длины базы прозвучивания.

Устройство для измерения скорости распространения упругих волн на изме815520

"с где uc,(.(ц„ — максимальное напряжение на конденсаторе 7; основание натуральных логарифмов; — время разряда конденсатора; — постоянная времени цепи разряда конденсатора.

RC где С вЂ” емкость эталонного конденса- 40 тора 7;

R — величина сопротивления цепи разряда эталонного конденсатора.

Пусть расстояние 1, равное базе прозвучивания, упругие волны пройдут эа время t =, тогда конденсатор 7 разрядится до напряжения (фиг. 2, кривая 9).

«t(7(uс, - u0, е =-0 е, 50

0,37 0 с мс(кс.

Если скорость распространения упругих волн в исследуемой горной породе постоянна (т. е. среда однородна), то при изменении базы прозвучивания устройство должно показывать одно и то жв значение скорости упругой волны, т. е. конденсатор 7 должен разря- 6О жаться все время до одного и того же напряжения, равного 0,37 U цс,„ . Уменьшим базу прозвучивания, например, в два раза. Тогда упругая волна, распространяющаяся с той же скоростью, проияющейся базе прозвучивания работает следующим образом.

Перед измерением эталонный конденсатор 7 заряжают до напряжения 0

Первые вступления упругих волн поочередно преобразуются датчиками 1, 2, в электрические импульсы, которые усиливаются усилителями-формйрователями 3, 4, пропускающими только первые вступления упругих волн,.и формируются в виде стандартных остроконечных импульсов с интервалом времени, равным времени прохождения упругой волной расстояния l между датчиками (базы прозвучивания). Первый импульс замыкает нормально разЬмкнутый электронный ключ 5. Происходит разряд конден- 15 сатора 7 через разрядное сопротивление переменного резистора 8 и электронный ключ 5. Импульс второй цепи переводит электронный ключ 5 в исходное положение, прекращая разряд кон- Щ денсатора 7. Йапряжение на конденсаторе 7 измеряется блоком б регистрации, шкала которого проградуирована в единицах скорости. При разряде конденсатора 7 напряжение на его обклад-,": ках уменьшается по экспоненциальному закону йдет это расстояние эа вдвое меньшее время (фиг. 2, кривая 10).

0,5 t 0,5,.

Уменьшим при помощи переменного резистора 8 сопротивление разрядной цепи эталонного конденсатора пропорционально уменьшению размера базы прозвучивания, т. е, в два раза. Тогда

Ъ = 05 RC = 05® и конденсатор 7 разрядится до того же напряжения, что и первый раз.

0 5 t("С4 "СМаКР К Ъ (о<с

0,37 0

В устройстве необходимо предварительно протарировать шкалу от из-, менения положения ручки переменного резистора 8, подавая на вход его запускающие импульсы от генератора с изменяющимся интервалом времени, изменяя прямо пропорционально ему сопротивление цепи разряда эталонного кон- денсатора 7. Показания блока 6 регистрации при этом должны оставаться постоянными, соответственно шкалы определенной скорости распространения упругих волн.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известных тем, что позволяет определять скорость распространения упругих волн при изменяющейся базе прозвучивания непосредственно по шкале блока регистратора проградуированной в -единицах скорости, сократить время определения скорости упругих волн и устранить дополнительные расчетные операции.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости распространения .Упругих волн. на изменяющейся базе прозвучивания, содержащее цепь возбуждения и цепь приема, в каждух из которых входят последовательно соединенные датчик, усилитель-формирователь импульса, электронный ключ, ко входам которого подключены цепь возбуждения и цепь приема, блок регистрации и цепь заряда или разряда, состоящую из эталонного конденсатора, подключенного ко входу блока регистрации, о т л и ч а ю— щ е в с я твм, что, с целью уменьшения времени измерения, оно снабжено переменным резистором с установочной шкалой, включенным между цепью заряда и выходом электронного ключа, установочная шкала проградуирована в значениях длины базы прозвучивания.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. "Разрушение горных пород и крепких углей," — Научные сообщения ИГД им. A. A. Скочинского, 1974, вып., с. 22-25 (прототип).

815520 фиа1

О7 а ю

Составитель A. Шман

Редактор М. Ликович Техред Е.Гаврилешко Корректор С..Юомак

Заказ 1019/68 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4