Система для статического зондирования грунтов

Авторы патента:

E21B44 - Системы автоматического управления или регулирования процессом бурения, т.е. самоуправляемые системы, осуществляющие или изменяющие процесс бурения без участия оператора, например буровые системы, управляемые ЭВМ (неавтоматическое регулирование процесса бурения см. по виду процесса; автоматическая подача труб со стеллажа и соединение бурильных труб E21B 19/20; регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08); системы, специально предназначенные для регулирования различных параметров или условий бурового процесса (средства передачи сигналов измерения из буровой скважины на поверхность E21B 47/12)

Полезная модель относится к области инженерных изысканий в строительстве, в частности к изысканиям, проводимым методом полевых испытаний грунтов статическим зондированием. Заявленная система для статического зондирования грунтов позволяет увеличить точность измерения. Система для статического зондирования грунтов содержит зонд, вдавливаемый в грунт, включающий в себя конус, муфту трения, датчик лобового сопротивления, датчик бокового трения, предварительный усилитель сигналов лобового сопротивления, предварительный усилитель бокового трения, линию связи, наземный регистрирующий прибор, включающий в себя аналого-цифровые преобразователи сигналов лобового сопротивления и бокового трения, цифровые табло для индикации измеряемых величин. Дополнительно введены в зонд согласующий усилитель с регулируемым коэффициентом передачи и первый сумматор, а в наземный регистрирующий прибор - второй сумматор. Вход согласующего усилителя соединен с выходом предварительного усилителя сигналов лобового сопротивления, а выход - с одним из входов первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом предварительного усилителя сигналов бокового трения, а выход первого сумматора через линию связи с входом второго сумматора, второй вход которого соединен через линию связи с выходом предварительного усилителя сигналов лобового сопротивления, а выход второго сумматора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя сигналов бокового трения.

Уже известна выбранная заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа) система для статического зондирования грунтов, содержащая зонд, вдавливаемый в грунт, включающий в себя конус, муфту трения, датчик лобового сопротивления, датчик бокового трения, предварительный усилитель сигналов лобового сопротивления, предварительный усилитель бокового трения, линию связи, наземный регистрирующий прибор, включающий в себя аналого-цифровые преобразователи сигналов лобового сопротивления и бокового трения, цифровые табло для индикации измеряемых величин (см. полезную модель RU №35825, опубл. 10.02.2004).

Недостатком известной системы для статического недостаточная точность измеряемых параметров.

Задачей заявленной системы для статического зондирования грунтов является увеличения точности измерения.

Задача заявленной полезной модели, достигается за счет того, что в систему для статического зондирования грунтов, содержащую зонд, вдавливаемый в грунт, включающий в себя конус, муфту трения, датчик лобового сопротивления, датчик бокового трения, предварительный усилитель сигналов лобового сопротивления, предварительный усилитель бокового трения, линию связи, наземный регистрирующий прибор, включающий в себя аналого-цифровые преобразователи сигналов лобового сопротивления и бокового трения, цифровые табло для индикации измеряемых величин, дополнительно введены в зонд согласующий усилитель с регулируемым коэффициентом передачи и первый сумматор, а в наземный регистрирующий прибор - второй сумматор, причем вход согласующего усилителя соединен с выходом предварительного усилителя сигналов лобового сопротивления, а выход - с одним из входов первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом предварительного усилителя сигналов бокового трения, а выход первого сумматора через линию связи с входом второго сумматора, второй вход которого соединен через линию связи с

выходом предварительного усилителя сигналов лобового сопротивления, а выход второго сумматора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя сигналов бокового трения.

На чертеже изображена блок-схема системы для статического зондирования грунтов.

Система для статического зондирования грунтов содержит зонд (на фиг. не показан), состоящий из конуса с датчиком лобового сопротивления 1, муфты трения с датчиком бокового трения 2, предварительных усилителей 3 и 4, согласующего усилителя 5 с регулируемым коэффициентом передачи, первого сумматора 6. Зонд соединен с наземным регистрирующим прибором (на фиг. не показан) посредством линии связи 7. Наземный регистрирующий прибор состоит из второго сумматора 8, аналого-цифровых преобразователей лобового сопротивления и бокового трения 9 и 10, цифровых табло 11 и 12 для индикации измеряемых величин.

Система работает следующим образом.

Зонд вдавливается в грунт, при этом сопротивление, которое оказывает грунт конусу, передается на датчик 1 лобового сопротивления, аналогично сопротивление трения, которое оказывает грунт муфте трения, передается на датчик бокового трения. Полученные сигналы усиливаются соответствующими предварительными усилителями 3 и 4, расположенными в зонде. В результате того, что давление под конусом может в сотни раз превышать давление на муфте трения и невозможности создать идеальную механическую развязку между датчиками 1 и 2, возникает ошибка в измерении бокового трения. Эту ошибку можно уменьшить, применив систему компенсации. Для компенсации используется сложение сигналов лобового сопротивления и бокового трения на сумматоре 6. Регулировка компенсации выполняется за счет изменения коэффициента передачи согласующего усилителя 5. Восстановление сигнала, но с уменьшенной ошибкой, выполняется на втором сумматоре 7, расположенном в наземном приборе.

Система для статического зондирования грунтов, содержащая зонд, вдавливаемый в грунт, включающий в себя конус, муфту трения, датчик лобового сопротивления, датчик бокового трения, предварительный усилитель сигналов лобового сопротивления, предварительный усилитель бокового трения, линию связи, наземный регистрирующий прибор, включающий в себя аналого-цифровые преобразователи сигналов лобового сопротивления и бокового трения, цифровые табло для индикации измеряемых величин, отличающаяся тем, что дополнительно введены в зонд согласующий усилитель с регулируемым коэффициентом передачи и первый сумматор, а в наземный регистрирующий прибор - второй сумматор, причем вход согласующего усилителя соединен с выходом предварительного усилителя сигналов лобового сопротивления, а выход - с одним из входов первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом предварительного усилителя сигналов бокового трения, а выход первого сумматора через линию связи - с входом второго сумматора, второй вход которого соединен через линию связи с выходом предварительного усилителя сигналов лобового сопротивления, а выход второго сумматора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя сигналов бокового трения.