RU1784888C - Device for ice deformation measuring - Google Patents
Device for ice deformation measuringInfo
- Publication number
- RU1784888C RU1784888C SU904891689A SU4891689A RU1784888C RU 1784888 C RU1784888 C RU 1784888C SU 904891689 A SU904891689 A SU 904891689A SU 4891689 A SU4891689 A SU 4891689A RU 1784888 C RU1784888 C RU 1784888C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- ice
- rods
- pedestal
- deformations
- Prior art date
Links
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерению относительных деформаций, возникающих во льду в результате технических и естественных нагрузок. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений деформации льда за счет определени главных деформаций при одновременном определении азимута источника деформировани . Устройство дл измерени деформаций льда снабжено гидравлическим датчиком дл осуществлени одновременной подачи калибровочного сигнала на три кварцевые штанги без прекращени работы устройства , перва кварцева штанга дополнена еще двум , которые установлены под углами 120 к ней и своими вторыми свободными концами направлены в стойкам с преобразовател ми и термокомпенсационными штоками, а концы их закреплены в постаменте с помощью подпружиненных хомутов нежестко. По значени м сигналов с трех кварцевых штанг определ ютс главные деформации в плоскости льдины, а также азимут источника деформировани . 1 ил. у ЈFIELD OF THE INVENTION This invention relates to measuring the relative deformations that occur in ice as a result of technical and natural stresses. The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements of ice deformation by determining the principal deformations while determining the azimuth of the deformation source. The device for measuring ice deformations is equipped with a hydraulic sensor for simultaneously supplying a calibration signal to three quartz rods without interrupting the operation of the device, the first quartz rod is supplemented by two more, which are installed at angles of 120 to it and their second free ends are directed into racks with converters and temperature compensation rods, and their ends are fixed in a pedestal using spring-loaded clamps not rigidly. From the values of the signals from three quartz rods, the principal deformations in the ice plane are determined, as well as the azimuth of the deformation source. 1 ill. Ј
Description
Изобретение относитс к измерени м относительных деформаций,-возникающих во льду в результате естественных и технических нагрузок.The invention relates to measurements of relative deformations occurring in ice as a result of natural and technical stresses.
Известны кварцевые штанговые дефор- мометры и деформографы, которые используют дл измерени деформаций, возникающих в земной коре в результате различных сейсмических влений, таких как землетр сени , приливные волны.There are known quartz rod deformometers and deformographs which are used to measure deformations arising in the earth's crust as a result of various seismic phenomena, such as earthquakes, tidal waves.
С целью исключени вли ни на показани приборов Метеорологических факторов, известные деформографы как правило, устанавливаютс в специально оборудованных шахтах, где вли ние изменений температуры воздуха на кварцевую штангу - основной элемент прибора, ничтожно и практическиIn order to exclude the influence of Meteorological factors on instrument readings, well-known deformographs are usually installed in specially equipped mines, where the effect of changes in air temperature on a quartz rod - the main element of the instrument, is negligible and practically
никак не сказываетс на показани х последнего .does not affect the readings of the latter.
Ближайшим техническим решением вл етс устройство дл измерени деформаций льда, содержащее постамент, предназначенный дл закреплени со льдом, кварцевую штангу, один конец которой взаимосв зан с постаментом, стойку, предназначенную дл закреплени со льдом, расположенный у второго конца штанги термокомпенсационный шток, одним концом жестко св занный со стойкой, и параметрический преобразователь перемещений штанги, размещенный на втором конце термокомпенсационного штока.The closest technical solution is a device for measuring ice deformations, containing a pedestal designed for fixing with ice, a quartz rod, one end of which is interconnected with a pedestal, a rack for fixing with ice, located at the second end of the rod, a thermal compensation rod, one end is rigidly associated with the strut and a parametric rod displacement transducer located at the second end of the temperature compensation rod.
Применение термокомпенсационного штока позвол ет использовать кварцевыйThe use of thermal compensation rod allows the use of quartz
00 00 0000 00 00
деформометр в услови х значительных температурных перепадов, например, на дрейфующих и припайных льдах. Тем не менее, устройство обладает следующими существенными недостатками. Жестка заделка одного конца штанги в постамент и отсутствие гидравлического датчика, закрепленного непосредственно на постаменте, затрудн ет контроль стабильности чувствительности деформометра в процессе его эксплуатации. Св зано это с тем, что каждый рез при контроле чувствительности деформометра необходимо прерывать его работу. После чего нужно заново проводить настройку и калибровку устройства. Така процедура приводит к перерывам в получении информации Кроме того, деформомет- ром с одной штангой невозможно измерить главные деформации льда в месте установки прибора и определить азимут источника деформировани ..« - -deformometer under conditions of significant temperature differences, for example, on drifting and landfast ice. However, the device has the following significant disadvantages. The rigid sealing of one end of the rod into the pedestal and the absence of a hydraulic sensor mounted directly on the pedestal makes it difficult to control the stability of the strainmeter sensitivity during its operation. This is due to the fact that each cut in monitoring the sensitivity of the strainmeter must interrupt its operation. Then you need to re-configure and calibrate the device. This procedure leads to interruptions in obtaining information. In addition, it is impossible to measure the main ice deformations at the installation site of the device and determine the azimuth of the deformation source with a single rod deformometer .. "- -
Целью изобретени вл етс повышение точности измерений деформаций льда, а именно определение главных деформаций при одновременном определении азимута источника деформировани лЪда и при условии непрерывной работы устройства во врем контрол его чувствительности.The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements of ice deformations, namely the determination of principal deformations while determining the azimuth of the ice deformation source and subject to continuous operation of the device while monitoring its sensitivity.
Это достигаетс тем, что устройство дополнительно снабжено второй и третьей кварцевыми штангами, установленными аналогично первой штанге, второй и третьей стойками, выполненными аналогично первой, вторым и третьим термокомпенсационными штоками, расположенными аналогично первому штоку, вторым и третьим параметрическими преобразовател ми перемещени штанг, размещенными аналогично первому, и гидравлическим датчиком, установленным на постаменте, основной шток которого можно перемещать в вертикальном положении , а каждый из трех дополнительных штоков перемещаетс перпендикул рно основному штоку и воздействует на конец соответствующей кварцевой штанги, а штанги установлены под углом 120° друг к другу и подпружинены относительно постамента .This is achieved by the fact that the device is additionally equipped with a second and third quartz rods installed similarly to the first rod, second and third racks made similar to the first, second and third thermal compensation rods located similarly to the first rod, second and third parametric rods displacement transducers placed similarly the first, and a hydraulic sensor mounted on a pedestal, the main rod of which can be moved in a vertical position, and each of the three additional The additional rods move perpendicular to the main rod and act on the end of the corresponding quartz rod, and the rods are mounted at an angle of 120 ° to each other and are spring-loaded relative to the pedestal.
Така установка штанг и закрепление из концов обеспечивает определение главных деформаций и азимута источника деформировани льда в непрерывном режиме работы на основании следующих формул:Such installation of the rods and fixing from the ends allows the determination of the main deformations and the azimuth of the source of ice deformation in continuous operation based on the following formulas:
Ј| -Ј|Ј | -Ј |
а + ен + 22a + en + 22
COS ICos i
-0,-0,
где деформаци в направлении, образующем с осью X произвольно выбранной системой координат X, Y угол р & и Јц - главные деформации (максимальна и минимальна ) в направлении главных осей I и II, образующие с осью X углы ро и (ро - /2) соответственно.where the strain in the direction forming with the X axis an arbitrarily chosen coordinate system X, Y is the angle p & and Јc are the principal deformations (maximum and minimum) in the direction of the principal axes I and II, forming the angles ро and (- - / 2) with the X axis, respectively.
, , 93., 93
2 2
+-Т- V(ei ъ + О -Јз + (Јз -ei )2+ -T- V (ei b + O -Јz + (Јz -ei) 2
Ј1 + Ј2+Ј3Ј1 + Ј2 + Ј3
« з"H
V§ ,V§,
3 V (ei - & )2 + (Ј2 - Јз )2 + С Јз - Јi f3 V (ei - &) 2 + (Ј2 - Јз) 2 + С Јз - Јi f
, УЗ(Ј2-Ј3) 2 61 - Ј2 - Ј3 , KM (Ј2-Ј3) 2 61 - Ј2 - Ј3
где Јi, Ј2, Јз - измеренные деформации на каждой штанге.where Јi, Ј2, Јз are the measured strains on each bar.
Гидравлический датчик, в котором используетс принцип гидравлического трансформатора, расположен на постаменте и трем штоками упираетс в хомуты с зажатыми в них концами кварцевых труб. Сами хомуты прижимаютс четырьм плоскими пружинами к упорам, жестко скрепленными с постаментом. Четвертый, основной шток, можно вводить в камеру и выводить из нее с помощью микрометрического винта. Гидравлический датчик обеспечивает одновременную подачу сигнала в виде ступени на все три штанги. Величину ступени можно сохран ть посто нной дл каждой штанги при контрольных проверках. Подвижные подпружиненные хомуты обеспечивают передачу этого сигнала на штанги деформометра.The hydraulic sensor, which uses the principle of a hydraulic transformer, is located on a pedestal and with three rods abuts against clamps with the ends of quartz pipes clamped in them. The clamps themselves are pressed by four flat springs to the stops rigidly fastened to the pedestal. The fourth, main stem, can be inserted into and out of the chamber with a micrometer screw. The hydraulic sensor provides a simultaneous signal in the form of a step on all three rods. The step value can be kept constant for each boom during control checks. Moving spring-loaded clamps provide the transmission of this signal to the bar of the strainmeter.
Таким образом цель достигаетс за счет измерени главных деформаций и определени азимута источника деформации. При этом исключаютс перерывы в записи деформаций при контролечувствительности прибора, что достигаетс нежестким закреплением концов кварцевых штанг в постаменте и наличие гидравлического датчика, обеспечивающего контроль чувствительности устройства в режиме его работы . XThus, the goal is achieved by measuring the principal strains and determining the azimuth of the strain source. In this case, interruptions in the recording of deformations during the control sensitivity of the device are excluded, which is achieved by non-rigid fastening of the ends of the quartz rods in the pedestal and the presence of a hydraulic sensor that provides control of the sensitivity of the device in its operation mode. X
На фиг.1 представлен вид устройства в разрезе по одной из трех кварцевых штанг. Постамент 1 вморожен влед ной покров, на нем неподвижно установлена плита 2, к которой с помощью болтов 3 крепитс гидравлический датчик 4 с регулировочным винтом 5, который упираетс в основной шток бFigure 1 presents a sectional view of the device along one of the three quartz rods. Pedestal 1 is frozen in the ice cover, a plate 2 is fixedly mounted on it, to which, using bolts 3, a hydraulic sensor 4 is attached with an adjusting screw 5, which abuts against the main rod b
Последний через сальник 7 вставлен в камеру 8 гидравлического датчика 4, заполненную рабочей жидкостью. В ту же камеру через сальник 9 вставлен дополнительный шток 10 (показан один дополнительный шток из трех).The latter through the gland 7 is inserted into the chamber 8 of the hydraulic sensor 4, filled with a working fluid. An additional rod 10 is inserted into the same chamber through the gland 9 (one additional three of the rod is shown).
Дополнительный шток упираетс в конец кварцевой штанги 11, закрепленной в подвижном хомуте 12. Хомут 12 прижимает- с двум горизонтальными и двум вертикальными плоскими пружинами 13 (видна одна вертикальна пружина} к упору 14 с помощью планки 15, котора крепитс к плите 2 и упору 14 с помощью болтов 16. Упор 14 жестко св зан с плитой 2. Кварцева штанга 11 свободным вторым концом направлена в сторону стойки 17, вмороженной в лед. К стойке 17 жестко крепитс термокомпенсационный шток 18. На конце штока 18 закреплен параметрический преобразователь перемещений 19 свободного конца штанги.The additional rod abuts against the end of the quartz rod 11 fixed in the movable clamp 12. The clamp 12 presses with two horizontal and two vertical flat springs 13 (one vertical spring is visible} to the stop 14 with the help of the strap 15, which is attached to the plate 2 and the stop 14 by means of bolts 16. The stop 14 is rigidly connected to the plate 2. The quartz rod 11 with its free second end is directed towards the rack 17, which is frozen in ice. The thermocompensation rod 18 is rigidly fixed to the rack 17. A parametric converter is fixed to the end of the rod 18 premises 19 of the free end of the bar.
На фиг.2 представлен вид сверху постамента с плитой 2, гидравлическим датчиком 4, регулировочным винтом 5 трем дополнительными штоками 10, которые упираютс в концы трех кварцевых штанг 11, закрепленных в подвижных хомутах 12. Хомуты 12 прижимаютс горизонтальными плоскими пружинами 20 (видны три верхние плоские горизонтальные пружины) к упорам 14 с помощью планок 15 болтами 16. Свободные вторые концы штанг 11. расход тс под углами 120° к стойкам, в соответствии с фиг.1.Figure 2 presents a top view of the pedestal with a plate 2, a hydraulic sensor 4, an adjusting screw 5, three additional rods 10, which abut against the ends of three quartz rods 11, mounted in movable clamps 12. The clamps 12 are pressed by horizontal flat springs 20 (three upper horizontal horizontal springs) to the stops 14 with the help of strips 15 by bolts 16. The free second ends of the rods 11. the flow rate is at angles of 120 ° to the uprights, in accordance with Fig. 1.
Работа устройства осуществл етс следующим образом. Постамент 1 вмораживаетс в лед. Штанги из кварцевых труб закрепл ютс в хомутах 12. Свободные концы трех штанг 11 направл ютс в сторону трех стоек 17 с трем термокомпенсационными штоками 18 и трем преобразовател ми перемещений 19. Свободные вторые концы штанг смещаютс относительно льда при расширении и сжатии последнего. Смещени свободных концов трех шганг относительно льда регистрируютс с помощью параметрических преобразователей перемещений 19, которые закреплены на термркомпен- сационных штоках 18. Термокомпенсационные штоки позвол ют исключить ошибку, возникающую при собственных температурных деформаци х штанги. Электрические сигналы с трех преобразователей перемещений поступают на регистрирующую аппаратуру. По этим сигналам определ ют главные деформации FI и Јц и азимут деформировани по формуламThe operation of the device is as follows. Pedestal 1 is frozen in ice. The quartz tube rods are secured in the clamps 12. The free ends of the three rods 11 are guided towards the three racks 17 with three thermocompensation rods 18 and three displacement transducers 19. The free second ends of the rods are displaced relative to the ice when the latter expands and contracts. The displacements of the free ends of the three sockets with respect to ice are recorded using parametric displacement transducers 19, which are fixed to the thermal compensation rods 18. Thermal compensation rods make it possible to eliminate the error that occurs when the rod has its own temperature deformations. Electrical signals from three displacement transducers are fed to the recording equipment. From these signals, the principal strains FI and Јc and the strain azimuth are determined by the formulas
Q jLL±SL±eL +Q jLL ± SL ± eL +
еe
3 Че1-а)2+(Ј2-ез)2+(Рз-Ј1)2 3 Che1-a) 2+ (Ј2-ез) 2+ (Рз-Ј1) 2
Ј1 f Ј2 + ЕЗЈ1 f Ј2 + ЕЗ
33
2 2
(Ј1-Ј2)2 + (е2-ез)2+СЈз-Ј1)2 (Ј1-Ј2) 2 + (e2-ez) 2 + СЈз-Ј1) 2
1 1
где Јi, 82, ез - измеренные деформации на каждой штанге.where Јi, 82, ез are the measured strains on each bar.
Контроль за чувствительностью дефор- мометра осуществл етс следующим образом . Основной шток 6 вводитс с помощью регулировочного винта 5 в камеру 8 на выбранную величину (например, в случае нашего действующего макета на величину, привод щую к по влению сигнала на штангах деформометра равного 10 мкм). При этом три дополнительных штока 10 выдвинутс и смест т подпружиненные четырьм плоскими пружинами 13 и 20 подвижные хомуты 12с закрепленными в них первыми концами кварцевых штанг 11, что приведет к по влению контрольных сигналов на регистраторе в виде ступеней. Далее при выводе основного штока 6 из камеры 8, хомуты 12 плоскими пружинами 13, 20 прижимаютс в исходное положение к упорам 14 и на регистраторе запись возвращаетс на прежний уровень. Такие сигналы вл ютс базовыми и дальнейшие контрольные смещени штанг на заданную величину и отклик в виде ступеней на регистраторе сравнивают с этими базовыми сигналами. Посто нство ступеней показывает посто нство чувствительностей устройства по всем трем штангам. При этом обеспечиваетс непрерывность регистрации и не требуетс отключени устройства в процессе его работы.The control of the sensitivity of the strain gauge is carried out as follows. The main rod 6 is inserted by means of the adjusting screw 5 into the chamber 8 by the selected amount (for example, in the case of our existing prototype, by the amount leading to the appearance of a signal on the deformation rods of 10 μm). In this case, three additional rods 10 are extended and displaced by movable clamps 12 spring-loaded with four flat springs 13 and 20 with the first ends of the quartz rods 11 fixed therein, which will lead to the appearance of control signals in the form of steps. Further, when the main rod 6 is withdrawn from the chamber 8, the clamps 12 with flat springs 13, 20 are pressed into the initial position against the stops 14 and the recording on the recorder returns to its previous level. Such signals are basic and further control shifts of the rods by a predetermined value and the response in the form of steps on the recorder are compared with these basic signals. The constancy of the steps shows the constancy of the sensitivity of the device along all three rods. This ensures continuity of registration and does not require disconnecting the device during its operation.
Технико-экономический эффект про вл етс :The technical and economic effect is manifested:
- в получении новых данных о деформаци х льда, а именно, определение главных деформаций при одновременном определении азимута источника деформировани льда совместно с обеспечением непрерывной работы устройства при контроле его чувствительности, что повышает точность получаемых данных. Это обеспечиваетс применением трех кварцевых штанг, закрепленных в одном общем основании с помощью подпружиненных хомутов не жестко и расход щихс в горизонтальной плоскости под углами 120° друг относительно друга. Кроме того, применением гидравлического датчика, позвол ющего создавать заданный калибровочный сигнал на все три штанги одновременно без прекращени работы устройства.- in obtaining new data on ice deformations, namely, determining the main deformations while simultaneously determining the azimuth of the source of ice deformation together with ensuring continuous operation of the device while monitoring its sensitivity, which increases the accuracy of the data obtained. This is ensured by the use of three quartz rods fixed in one common base with spring-loaded clamps not rigidly and diverging in a horizontal plane at angles of 120 ° to each other. In addition, by using a hydraulic sensor that allows you to create a given calibration signal to all three rods simultaneously without interrupting the operation of the device.
Макет устройства дл изменений деформаций льда был испытан на дрейфующей станции и показал свою надежную работоспособность.The prototype of the device for changing ice deformations was tested at a drifting station and showed its reliable performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904891689A RU1784888C (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Device for ice deformation measuring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904891689A RU1784888C (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Device for ice deformation measuring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1784888C true RU1784888C (en) | 1992-12-30 |
Family
ID=21550465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904891689A RU1784888C (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Device for ice deformation measuring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1784888C (en) |
-
1990
- 1990-12-17 RU SU904891689A patent/RU1784888C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Латынина Л,А, Анализ работы штангового деформографа, М.: АН СССР, институт физики Земли, № 4218-72, деп. 1977 г, Авторское свидетельство СССР № 712744, кл. G01 N25/16, 1978. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4788869A (en) | Apparatus for measuring fluid flow | |
US4026156A (en) | Vertical displacement measuring apparatus | |
RU2685070C1 (en) | Pipe deformation measuring device | |
JPS63120213A (en) | Method for measuring level of large-scaled structure | |
US2637999A (en) | Marine wave meter | |
Watson | A recording field tensiometer with rapid response characteristics | |
US4882929A (en) | Apparatus and process for measuring changes in effect of tidal forces | |
RU1784888C (en) | Device for ice deformation measuring | |
US3487684A (en) | Precipitation measurement gauge | |
US3662327A (en) | Seismometer | |
US4739663A (en) | Acoustically monitored manometer | |
KR102230260B1 (en) | Data acquisition system including extensometer and method for structural integrity test using the same | |
RU2437057C1 (en) | Apparatus for measuring deformation and stress in ice cover | |
SU1719881A1 (en) | Method for measuring deformations of structures | |
US3494202A (en) | Hydraulic level indicating instrument | |
KR200399594Y1 (en) | Instrument for measuring two dimensional deformation in tunnels | |
SU945634A1 (en) | Deformation pickup | |
SU1080041A1 (en) | Gauge of pressure in pipe-line | |
Bodge et al. | Wave Measurement with Differential Pressure Guages | |
JPS6370121A (en) | Apparatus for measuring flow rate and pressure | |
SU370464A1 (en) | MEASURING HEAD OF HYDROSTATIC BLOCKCOTOAlEPA | |
SU821939A1 (en) | Acoustic level meter | |
SU987367A1 (en) | Device for measuring linear dimensions | |
RU1793283C (en) | Pressure transducer | |
SU673949A1 (en) | Well deformograph |