Устройство для дистанционного измерения деформаций горных пород

Устройство для дистанционного измерения деформаций горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

И ЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскил

Сецивлистическнл

Республик (ii 863850 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 14.12.79 (21) 285415g/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.81.бюллетень М 34

Дата опубликования описания 15.09 8 1 (53)M. Кл.

Е 21 В 49/10

9Ьеударстввниый комитет

СССР ие делам изобретений и отврытнй () 3.K 528. 02 (088. 8) (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИЙ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольвыход которого соединен с управляющими входами АЦП и регистратора (2 J.

Эти устройства имеют недостаток, заключающийся в том, что в случае управления процессом нагружения они не вырабатывают управляющего сигнала, необходимого для осуществления автоматического нагружения исследуемой породы в момент, когда разность текущего и предыдущего значений парамет ров, выбранных из общего их числа контролирующим устройством, не превышает определенной величины, задан"r ной значением погрешности управления. Кроме того, для регистрации сравнительно медленных процессов не требуется включения АЦП в каждый канал измерения, т.е. такие устройства недостаточно автоматиэированы.

Обслуживающий персонал при проведении измерений должен находитьея в опасной зоне района горной выразовано для дистанционного измерения и регистрации значений величин перемещений горных пород при искусственном нагружении грунта, например, в

5 процессе проведения опытов по исследованию физико-механических свойств горных пород.

Известно многоканальное измерительное устройство цифрового измерения и регистрации, содержащее коммутатор, вторичный измерительный преобразователь, цифровой вольтметр (ЦВ) или аналого-цифровой преобразователь (АЦП), регистратор (цифропечатающее устройство — ЦПУ, перфоратор) и управляющий блок, синхропиэирующий работу устройства (I J.

Наиболее близко к предлагаемому устройство, содержащее АЦП в каждом канапе, соединенных со входами регистратора, и блох алусха устройства, 10 оотки, что является нарушением правил техники безопасности.

Н.В.Матвеева, А.В.Филимонов, Ю.Н.Грязев и П.П.Капацина

Ленинградское отделение Всесоюэногф ордена Ленина проектно-изыскательского и .научно-Йсследовательского института "Гидропроект" им. СЛГ;Жука.

3 86 3850

Целью изобретения является обеспечение безопасности работы обслуживающего персонала и повышение точности и быстродействия измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные коммутатор, измерительный преобразователь

АЦП, регистратор и блок управления, дополнительно введЕны два реверсивных счетчика, дна блока памяти, два элемента сравнения с нулем, два логичес ких элемента ИЛИ, генератор счетных импульсов, блок формирования импульсов и дешифратор, причем информационHbN выход АЦП соединен со входом одного реверсивного счетчика и блоком памяти, а управляющий выход АЦП соединен с одним из нходов блока управле» ния и блока формирования импульсов, ДРУ "OH B O KOTO O1 O Cae HeH C re нератором счетных импульсон,при этом один выход блока формирон ани я импульсов соединен с ренерсинными входами реверсинных счетчиков и со входами блоков памяти,а другой выход соединен

I со входами "Запись" — "Сброс" ренерсинных счетчиков, выход одного из блоков памяти соединен со входом второго реверсивного счетчика импульсов, а вход — с выходом дешифратора, вход которого соединен с коммутатором, а выход — со вторым входом другого блока памяти, входы элеме гтов сравнения с нулем подключены к выходам ренерсивных счетчиков импульсов. а выходы подключены ко входам логических элементов ИЛИ, причем выход одного из них подключен ко входу блока формирования импульсов, а выход другого — ко входу блока памяти.

На чертеже представлена блок-схема устройства для дистанционного измерения деформаций горных пород.

Датчики информаций соединены со входом коммутатора 1 номера параметров, выходы которого соединены со входами измерительного преобразователя 2 и дешифратора 3 номера параметров, выбранных из числа контролируемых устройством параметров.

Выход измерительного преобразователя 2 соединен со входом аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 4, информационные выходи которого непосредственно подключены к информационному входу регистратора 5; к информационному входу реверсивного

55 счетчика 6 импульсов текущего значения параметров, к информационному входу блока 7 памяти предыдущего значения параметров, а управляющий выход соединен с управляющими входами блока 8 управления и блока 9 формирования управляющих четом и памятью импульсов. Выходы дешифратора 3 номера параметров подключены к управляющим входам блока 7 памяти предыдущего значения параметров и блока 10 памяти разностного сигнала.

Управляющий выход регистратора 5 подключен ко входу блока 8 управления.

С выходов блока 8 управления управ ляющие сигналы подаются на входы АЦП

4 и регистратора 5.

С выхода блока 7 памяти предыдущего значения параметров сигнал от подключенного в данный момент ко входу устройства датчика поступает на информационный вход реверсивного счетчика 1! импульсов предыдущего значения параметра.

Выходы блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов соединены со входами блока 7 памяти предыдущего значения параметра; реверсивных счетчиков импульсов предыдущего ll и текущего 6 значения параметров; блока 10 памяти разностного сигнала.

Информационные выходы реверснвных счетчиков 6 и ll соединены соответственно со входами элементов 12, 13 сравнения с нулем, выходы которых соединены с элементами ИЛИ 14 и 15. Выход элемента ИЛИ 14 соединен со вторым входом блока 10 памяти разностного сигнала, а выход элемента ИЛИ

15 — со входом блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов. Выход генератора 16 счетных импульсов соединен со входом блока

9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов.

Один выход блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов соединен с реверсивными входами счетчиков импульсов текущего 6 и предыдущего 11 значения параметров, а другой выход блока 9 формирования управляющих счетом и памятью импульсов соединен со входами Запись

"Сброс" ренерснвных счетчиков импульсов текущего 6 и предыдущего 11 значения параметрон, блок» 7 памяти предыдущего значения параметров и блока 10 памяти разностнога сигнала

863850

25 зо

Устройство для дистанционного измерения деформаций горных пород, содержащее последовательно соединенные коммутатор, измерительный преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, регистратор, блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения безопасности обслуживающего персонала, повышения. точности и быстродействия измерений, в устройство дополнитель55 но введены два реверсивных счетчика, два блока памяти, два элемента сравнения с нулем, два логических элемента ИЛИ, генератор счетных импульсов, Принцип работы предлагаемого устройства основан на сравнении двух значений перемещений исследуемой породы при следующих друг за другом циклах измерения (текущего и предыдущего) для выбранного количества (из общего числа контролируемых устройством) параметров, подключенных ко входу измерительного устройства, причем при каждом последующем подключении любого иэ этих каналов, предыдущее значение заменяется значением, зарегистрированным в данный момент.

В момент, когда разность значений перемещений становится равной или меньше заданной величины для выбранного числа параметров, выдается управляющий сигнал, свидетельствующий о прекращении деформарции горной породы в данном канале. По этому сигналу производится очередное нагружение горной породы.

Работа предлагаемого устройства происходит в следующей последовательности.

Двоично-десятичный цифровой код значения параметра, поданного в данный момент на АЦП 4, по сигналу блока 8 снимается с информационных выходов АЦП 4 и заносится в счетчик 6.

Одновременно предыдущее значение параметра этого же канала с выхода блока 7 заносится в счетчик 11.После прихода импульса "Отработка" АЦП на блок 9 последняя разрешает прохождение счетных импульсов от генератора 16 на реверсивные входы счетчиков 6 и 11.

Уменьшение "запомненных" счетчиками 6 и 11 значений параметров происходит до тех пор, пока в одном иэ них не окажется записанным нуль.

Этот момент определяется логическими элементами 12 и 13 сравнения с нулем, с соответствующих выходов которых, через элемент ИЛИ 15 выдается на блок 9 управления счетом н памятью сигнал, запрещающий прохождение счетных импульсов на вход счетчиков 6, 11. Таким образом, в одном из счетчиков к этому моменту оказывается запомненной" разность между предыдушим и текущим значениями параметров, которая сравнивается с помощью логических элементов 12 и 13 сравнения с нулем с наперед заданной величиной, определяемой точность

15

20 управления. Если величина разности оказывается равной или меньше заданной величины ."о на выходах элемен тов 12 или 13 появляется сигнал,который через элемент ИЛИ 14 поступает на блок 10 памяти разностного сигнала и "запоминается" на один цикл работы коммутатора. Для выбора в данный такт работы устройства необходимых ячеек памяти предыдущего и разностного сигналов, соответствующих номеру подключенного параметра, используется дешифратор 3, управляемый коммутатором 1.

В случае, если для всех выбранных параметров величина разности оказывается равной или меньше заданной величины, на выходе блока 10 памяти разностного сигнала, вследствие осуществления логической операции ИЛИ, появляется управляющий сигнал, воздействующий на устройство нагруженияе

Запись значения величины соответствующего параметра в блок 7 памяти предыдущих эначений параметров производится в конце каждого такта, а в счетчики 6 и 11 — в начале каждогс такта подключения очередного иэ выбранных параметров после прихода на схему управления счетчиком и памятью импульса "Обработка AIUI".

Автоматизация процесса обработки данных позволяет исключить необходимое ранее пребывание обслуживающего персонала в опасной зоне при проведении опытов по нагружению пород в районе горной выработки, а также повышает точность и быстродействие измерений.

Формула изобретения

Составитель И.Томин

Рел4ктор С.Тимохина Техред А. Бабинец Корректор Г. Назарова

Зз :. < 773 l /50 Тирам 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

«о делам изобретений и открытий

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

Фи «<а < НИИ "Патент", г. Умгород, у«. 11ро «т««<, 4 блок формирования импульсов и двшифратор, причем информационный выход аналого-цифрового преобразователя. соединен со входом одного из оеверсивных счетчиков и блоком памяти а управляющий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с одним из входов блока управления и блока форм« рования импульсов, другой вход которого соединен с генератором счетных нмпульсов,«ри этом один выход блока формирования импульсов соединен с ре версивными входами реверсивных счетчиков и со входами блоков памяти, а другой выход соединен со входами

"Запись" — "Сброс" реверсивных счетчиков, выход одного из блоков памяти соединен с входом второго реверсивного счетчика, а вход — с выходом 850

Я дешифратора, вход кот ) f)<«о «..епн«ен с коммутатором„а выход — со вторым входом второго блока «амяти, входы элементов сравнения с нулем «одклю5 чены к выходам реверсивных счетчиков, а выходы — ко входам логических элементов ИЛИ, причем выход одного из них подключен ко входу блока формирования импульсов, а выход друго<о го — к третьему входу второго блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Цаненко М.И. Измерительные информационные системы. М., "Энергия", 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 462991, кл. Е 21 В 49/00, 1979,