Устройство для исследования свойствгрунтов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСК©МУ Сви ИТЕЛЬСТВУ, Союз Советских

Социалистических

Республик р>842580 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 020479 (21) 2744328/29-33 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 30,06.81.Бюллетень М924

<я)м. кл.

G 01 N 33/24

Е 02 D 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 831.б:e31..4(088.8) Дата опубликования описания 30.0 81 (72) Авторы изобретения

t0.И. Заболотный и С,В. Новожилов

) (1

::." И к " Т:;„л :.

Конструкторско-технологический центр Ме и стандартизация Всесоюзного научно-производственного объединения Союзводавтоматика (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ

ГРУНТОВ

Изобретение относится к технике исследования свойств грунтов и может быть использовано в области строительства и почвоведения.

Известно устройство для исследования свойств грунтов, включающее полый корпус с индукционной катушкой, ударник в виде сердечника и измерительные приспособления, соединенные с источником питания (1), Недостатком этого устройства является ограниченная область приме нения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической. сущности.и достигаемому результату является устройство для исследования свойств грунтов, включающее полый корпус с элементами съема параметров напряжений, выполненных в виде отдельных изолиро- ванных секций, установленных друг над другом на внешней стороне корпуса, элемент возбуждения нацряжений, источник питания, блоки управления и измерения (2.), Недостатком этого устройства является низкая точность измерения свойств грунтов, Цель изобретения — повышение точности измерения и расширения диапазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования свойств грунтов, ь ключающем полый корпус с элементами съема параметров напряжений, выполненных в виде отдельных изолированных секций, установленных друг над другом на внешней стороне корпуса, элемент возбуждения напряжений, источник питания, блоки управления и измере15 ния, элемент возбуждения напряжений выполнен в виде отдельных изолированных секций, каждая из которых установлена на внешней стороне секI ций элементов съема, причем элементы

20 съема и возбуждения параметров напряжения выполнены в виде диаметраль но установленных на полом корпусе, связанных между собой двух пар катушек индуктивности, запитка одной из пар которых сдвинута на 90О относительно другой, а катушки индуктивности встроены в стенку корпуса под элементов возбуждения напряжений не менее,чем на полови30. ну его параметра размещения.

842580

Формула изобретения

8 16

На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство с поперечным разрезом датчика на фиг. 2 — разрез по оси датчика.

Устройство состоит из секционного датчика 1, каждая секция которого индивидуально электрически соединена через блок 2 управления с измерительным блоком 3 и источником 4 питания. Каждая секция 5 датчика 1 содержит элементы б возбуждения вращающегося магнитного поля и,элементы 7 его съема, размещенные изолированно на полом корпусе 8.

Элементы б возбуждения выполнены, в виде двух пар катушек 9 и 10 индуктивности,.диаметрально установленных и между собой электрически связанных, причем запитка одной из пар катушек сдвинута на 90О относительно другой. Каждый элемент 7 съема вращающегося магнитного поля выпол- 20 нен, например, в виде катушки ll индуктивности, смонтированной под элементом б возбуждения Не менее,чем на половину его периметра размещения. 25

Для тарировки в цепь между катушками 9 и ll индуктивности включен переменный резистор 12, обеспечивающий компенсацию ЭДС, возбуждаемую вращающимся магнитным полем в элемен- З0 тах 7 съема.

Устройство работает следующим образом. В момент тарировки подачей тока на катушки 9 и 10 индуктивности 35 получают между ними, вследствие сдвига фазы их запитки, осевое однородное вращающееся магнитное поле, которое через среду (воздух)., размещенную в полости корпуса 8, наводит

ЭДС в измерительной катушке 11. Эту 40

ЭДС посредством переменного резистора 12 компенсируют и в измерительном блоке 3 устанавливают нуль.

После тарировки помещают (посредством вдавливания), датчик 1 в иссле- 45 дуемую среду - грунт, который заполняет полость корпуса 8 и наводят поочередно ток в каждой секции 5 датчика 1.

При наведении тока в исследуемой 50 среде получают смещения фазы вращаю- щегося магнитного поля, зависящее от электропроводности исследуемого

;материала. Тангенс сдвига фазы магнитного поля, вращающегося с угловой скоростью Ю, в среде с проводфюстью Ь находят из решения уравнений Максвелла и равен

I где D — диаметр контролируемого сочения; < — магнитная проницаемость (константа) ° 65

Сдвиг фазы вращающегося магнитного поля приводит к сдвигу фазы

ЭДС, индукцированной в съемной катушке, вследствие чего измерительный блок 3 фиксирует нескомпенсированную ЭДС, являющуюся измерительным признаком. Таким образом, получаем значения влажности грунта в области секции 5 датчика 1. Фиксируя распределение значения ЭДС, по высоте датчика 1, определяют глубину и скорость просачивания влаги в почву при различных нормах и интенсивностях полива. С помощью устройства можно получать данные о глубине и степени засоленности почв и минерализации грунтовых вод.

При измерении предлагаемым устройством контролируется одна величина — сдвиг фаз вращающегося магнитного поля, прямопропорциональный электропроводности исследуемой среды. При внесении датчика в контролируемую среду не нарушается структура грунта вследствие отсутствия центрального электрода, чем повышается точность измерения. Изменение характеристик грунтов по глубине измеряется с существенно большей точностью, так как область измерения находится непосредственно в зоне однородного вращающегося магнитного поля.

1. Устройство для исследования сВоАсТВ грунтов, включающее полый корпус с элементами съема параметров напряжений, выполненных в виде отдельных изолированных секций, установленных друг над другом на внешней стороне корпуса, элемент возбуждения напряжений, источники питания, блоки управления и измерения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона исследований, элемент возбуждения найряжений выполнен в виде отдельных изолированных секций, каждая из которых установлена на внешней стороне секций элементов съема. (2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что элементы съема и возбуждения параметров напряжения выполнены в виде диаметрально установленных на полом корпусе,связанных между собой двух пар катушек индуктивности, эапитка одной из пар которых сдвинута на 90 относительно другой, причем катушки индуктивности выстроены в доугой,причем катушки индуктивности,встроенМ в стенку корпуса под элементом возбуждения на-

842580

1,,пряжений не менее чем на половину его периметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР В 380987, кл. 6 01 N 33/24, 1970

2. Авторское свидетельство СССР

М 395776, кл. G 01 0 33/24, 1971.

842580

Заказ 5070/48

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель P. Погосян

Редактор Н. Кешеля ТехредЖ,Касгелевич Корректор Ю. Макаренко