首页 / 专利库 / 地球科学 / 地球科学 / 弦频式钻孔应变仪

弦频式钻孔应变仪

阅读:256发布:2020-12-09

专利汇可以提供弦频式钻孔应变仪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 地球科学 方面的一种测量仪器,特别是一种能探测 地震 的仪器。该仪器具有:全金属密封组合 传感器 、遥控自动加 力 装置、自动调压平衡装置、全自动控制、数学显示、打印记录系统。传感器可整体下井,为直接 接触 的线应变测量。该仪器的灵敏度为2×10-9,测量 精度 为5×10-9,能测出连续、完整、可靠的钻孔应变固体潮资料。实测中已获得了一批有一定理论意义和实用价值的震前、震时、震后应变信息。,下面是弦频式钻孔应变仪专利的具体信息内容。

1.一种钻孔应交变仪,由探头,壳体.电缆,加装置、激发器, 接收器,调压装置、数摸记录系统,数字传入系统组成.其特征在于:
a .该仪器釆用弦振一類率传感器,这种#感器为全金属密封组 合式.它是四个测量元件(探头( 3〕和伺服加力装置9 5〕)的组合 体.其组合元件内的四个探头中. 一个为自校用的悬空探头,另三个为 受力測量元件探知这三个探头的友位互成6
b ,伺康知力装置( 5 )为遥控式自动如力装置.
c.设有自动调压平街装置( 7)
2.播权利要求1所述的姓孔该交仪.其特征在于它的传感器由吊 环( 1〕,电巍( 2)探头(3〕.外壳( 4〕、伺服加力装置(5〕 壳体组合件(6〕,自动调压平衡装( 7〕,寻的器〔8〕,定向器 ( 9〕,紧固开花筒(10)组成。
3. 据权利要求1 , 2所述的钻孔应变仪.其特征在于它的探头(3〕 是由滑轴(1 1 ),致丝固定夹C 12〕,弦丝(13),激发器(14〕, 择性框架(15〕,接收器(16 )组成。
4. 据权利要求1 , 2所述的姑孔应交亿其特狂在于它的传感券 上的询腹加方装95 )由连轴 (17) 测量叛合件(I 8〕.波 纹管〔19),传19触头(20)密对环(21〕,伺服电机(22〕, 双螺旋面加力圆盘(23〕,弦(24 )组成.
5.据权利要求4所述的钻孔应应仪,其特征在于:为保证传感触 头(20)处均密对传45教头(2 0 )烊接在波紋管(1 9〕上 而波纹管( 19 )焊接在密封环(2 1〕上密封环(2 1)再焊接到 外壳(4〕上
6.据权利要求1, 2所述的钻孔应交仪.其特征在于:为排除气 压和地下位变化时对传感器工作性能的影响,自动调压平衡装置(7〕 由内盛 有油( 2 6〕的调压腔(2 5〕,密封胶垫(2 7 },密封盖 〔28〕,汽〔2 9〕,调座孔〔30).活门(31)组成。

说明书全文

弦頻 式钻孔 应变仪

发明涉及地球科学方面的一种测量仪器,特别是一种能探测地 震的仪器。

随着近代量测技术的发展,直接测取地球及其壳层的各种参数有 了可能.测量地壳表层应值和获得平应变的性质,不仅是地质学 地球物理学所涉及的大陆谋移,海底扩张及构造等一系列基本理 论假说论证的有力论据,也是当前地震预氣工程结构部急犄得知 的重要参数。

国外用于钻孔中观测地应力的仪器,有美国研制的钻孔式振弦应 力仪.该应力仪上的传感器(测量元件的组合体)为园柱体套,钢 套上固定有振动弦和激励线圈,通过多芯电缆与地表系统相接.在一 个钻孔中安装有三个传感器,传感器在水平方向成4 5 °,测量记 录的是应力值,仪器的爽敏度为1 0 一 7量级,而10 一7量级是记 录不到地球固体湖的.(地球固体潮是日、月、天体作用于地球所产 生的地球微量弹性变化)

国内7 0型钢弦应力仪的不足之处:密封性不好、易滲水、传感 器寿命短汽压、地下水位变化对传感器衫响较大,干換了记录资料的质 量;记录为人工谀数;灵敏度为10 一7量级,记录不到地球固体潮。

上述提及到的国内外观测地应力的仪器均存在灵敏度低的问 记录不到地球固体瀨潮.

本发明弦頻式钻孔应变仪,是专为地球科学基本理论研究而研制 的仪器,能记录到地球固体潮,适合于对地球固有弹性应变性质.地 质力学中介质力学性质,板块构造及其边界运动形式.地震前后大面 积应力场及其动态过程等方面的研究,也可直接用于地震预报前兆探 索,断层微量位移及工业国防部门中高精度应力应变测量.

该仪器的设计原理:在一个固定的弹性框架上,固紧一根金属弦 丝,釆用电磁的方式使弦振动起来,通过测量该弦的固有频率,以获 得作用于振弦上张应力的状况,进而研究弹性框架所处介质的应变图 象.釆用公式:

式中:

f0——弦振动之固有频率

T ——弦振动之固有周期

L ——弦之长度

O —作用于弦上之张应力

P ——振弦之线密度

当所选取的L、P固定之后,弦振频率仅与弦长的张应力有关,

即f仅与o有关,而o决定于框架所受钻孔介质的应力或应变,从

而通过f,的测定即可获得所测实体的应力应变状况.

该仪器的核心部件采用弦振——频率传感器,这种传感器,为四 个测量元件(探头〔3〕和伺服加力装置〔5〕)的组合体.其组合 体内的四个探头中,一个为自校用的悬空探头,另三个为受力测貴元 件探头,这三个探头的方位亙成6 0° .探头在井孔中所接受到的钻 孔应变信息将通过特制的电缆传输:到井上自动显示记录和控制系统内 实施计算和遥传.在正常测量时,该仪器处于全天候工作状态,

该仪器的传感器结构简图如图1所示.传感器是由吊环〔1〕、 电缆〔2〕、探头〔3〕、外壳C 4〕、伺服加力装置〔5〕、壳体 组合科〔6〕、自动调压平衡装置〔7〕、寻的器〔8〕、定向器 〔9〕、紧固开花筒〔1 0〕组成.

传感器上探头〔3 )的结构镝图如图3所示.探头〔3〕是由滑 轴〔1 1〕、弦丝固定夹〔12〕、致丝〔1 3〕、激发器〔14〕 弹性框架〔15〕、接收器〔16〕等零、部件组成.

传感器上的伺服加力装置〔5〕如图4所示.该装置为遥控式自 动加力装置,是由连接轴〔17〕、测量组合件(18〕、波纹管 〔19〕、传感触头〔20〕、密封环〔21〕、饲服电机〔22〕 双螺旋面加力装置〔2 3〕、弦座〔2 4〕等零、部件组成.

为了避免加力时发生卡死现I设计了浮动装置,为保证传感蝕头 〔20〕处的密封性和自由伸缩性,传感触头〔20〕焊接在玫纹管

(1 9〕上,而波纹管〔19〕焊接在密封环〔2 1〕上.密封环 〔2 1〕再焊接到外壳〔4〕上.

为了排除气压和地下水位变化时对传感器工作性能的彩赞,在传 感器的下方设计有自动调压平衡装里〔7〕,如图2所示。该装置由 调压腔〔25〕、油( 2 6〕、密封胶垫〔27〕、密封隻〔28〕 汽门( 2 9 )、调压孔(30〕、活门〔3 1〕等部分组成.

该仪器具有全金属密封组合式传感器及全自动控制,数字显示, 打印记录系统.记录方式为集成化全自动打印记录.测量方式为直接 接触的线应变测量.传感器可整体下井并分别将受力元件调正到工作 点上.仪炎敏度为2 X10 一 9,测量精度为5X10 一 9.可测 出连续、完整、可靠的钻孔应变固体湖资料.实测中巴获得了一批有 一定理论意义和实用价值的震前、震时、震后应交信患.在距覌测点 200公美以内的中、小地震,其篾前应变异常褓度在1 0一7数量级上。

参考文献

1、柯波,日本东海大震预报,地震战报,3, 1 9 80.

2、N.哈斯特,矿井#石压力的测量方法,岩石和地壳的应力 测量,1— 14,地质出版社,1 9 80.

3、潘力宙,地应力与地应变的定向测量,力学与实践.

1, 2 0 — 26, 1 9 8 0.

4、L . A . Latynina等,强震前地亮应变变化的某些异常, Tec tonophy sics , 9 ,2- 3, 2 3 9, 1 9 7 0.

5、M. V . a zovsky 关于地壳应力、形变、破裂和形 变机制的地壳构造物理特性间題,国外地篾,5, 41, 1 9 7 7.

6、G.Beaumont,地震预报:澎胀引起的地球固体瀨倾斜 和应变的变异,国外地震,6, 44—47, 1 9 77.

7' “岩石和地壳的应力测量”;国家地震局地质大队情报室 编译,地质出版社1 9 80。

高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈