168162. lajstromszámú szabadalom • Berendezés talajok és kőzetek nyomásának és alakváltozásának mérésére

3 168162 4 Ekkor a belső nyomás azonos a külső nyomással, tehát a sűrített levegő vezetékbe iktatott nyomásmérő műszeren a keresett nyomásérték olvasható le. Ennek a megoldásnak is több hiányossága van. 5 Az érintkezők segítségével történő kijelzés eleve bizonytalan. Az izzólámpa nem pillanatszerűen alszik el vagy gyullad ki, hanem fokozatosan, így nem határozható meg pontosan az a határhelyzet, amikor még van, illetve már nincs érintkezés. Az 10 álló érintkezőt a megrongálódás elkerülése céljából általában keménygumi betétbe ágyazzák, ami további helyzetbizonytalanságot eredményez. A kijelzés természetőből adódik az a probléma is, hogy a jelzőkör meghibásodása esetén nem állapítható 15 meg közvetlenül, hogy az izzólámpa kialvása ténylegesen kiegyenlített állapotot jelez-e. Aktív jellegű mérésekre ezek a berendezések sem alkalmasak, mert bár a vizsgált közegre a 20 mérődoboz gyakorolhat nyomást és ez mérhető is, azonban az okozott alakváltozás kimutatására nincs lehetőség (az érintkezők csak az egyensúlyi állapotot jelzik). A találmány célja az ismert megoldások hiányos- 25 ságainak kiküszöbölése. A találmány feladata olyan mérőberendezés létrehozása, amely talajok és kőzetek nyomásának, valamint alakváltozásának mérésére egyaránt alkalmas, tehát lehetővé teszi mind aktív, mind 30 inaktív jellegű mérések végzését, ugyanakkor pontos, megbízható, túlterhelésekre kevéssé érzékeny, és önmagukban ismert további berendezések felhasználásával lehetővé teszi a mérések automatizálását. 35 A feladat találmány szerinti megoldásában a nyomásérzékelő cella membránja, mindkét végén csuklózott közvetítőelemen át, nyúlásmérő bélyeggel ellátott konzol egyik végéhez van kapcsolva, 40 mikor is a konzol másik vége mereven a cella testéhez van rögzítve, és a nyúlásmérő bélyeg kimenetével a szeleprendszerre kapcsolt, önmagában ismert elektronikus mérő- és vezérlő egység bemenetére van csatlakoztatva. 45 A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a cella hasáb alakú és a közvetítőelem hossztengelye egybeesik a cella hossztengelyével vagy merőleges arra. 50 Egy másik előnyös kiviteli alaknál a cella hasáb alakú és több közvetítőeleme, valamint konzolja van, mikor is a közvetítőelemek a cella hossztengelyére merőleges síkban, egyenletesen elosztva, radiálisán vannak elrendezve. 55 A találmány szerinti berendezés talajok és kőzetek nyomásának valamint alakváltozásának orientált mérésére egyaránt alkalmas. Az ismert berendezéseknél pontosabb, megbízhatóbb és túl- 60 terhelésekre kevésbé érzékeny. Az alkalmazott elektronikus mérő- és vezérlő egység folyamatos, önműködő aktív és inaktív méréseket tesz lehetővé. A berendezés megfelelő kialakításban távmérésre is alkalmas. 65 A találmányt a következőkben a csatolt rajzon bemutatott kiviteli példák alapján ismertetjük. Az 1. ábra szerinti mérőberendezésnek nyomásérzékelő 1 cellája van, amelynek 2 nyomótere vezérelt töltő és lefújó 7 szeleprendszeren át a mérendő közegénél nagyobb nyomású közeget (gázt vagy folyadékot) tároló 8 tartállyal, illetve a mérendő közegénél kisebb nyomású (szabad) 11 térrel van összekapcsolva. A nyomásérzékelő 1 cellának 3 membránja van, amely 4 közvetítőelemen át elmozdulás érzékelő 5 konzolhoz van kapcsolva. Az 5 konzol (például egyenszilárdságú tartó) egyik vége mereven az 1 cella testéhez van rögzítve, másik vége csuklósan kapcsolódik a 4 közvetítőelemhez, amely ugyancsak csuklósan van a 3 membránhoz kapcsolva. Az 5 konzolra (nem ábrázolt) nyúlásmérő bélyeg van ragasztva, amely elektronikus mérő- és vezérlő 6 egység bemenetére van csatlakoztatva. Az 1 cella 2 nyomótere nyomásmérő 9 műszerrel (például manométerrel) van közlekedő kapcsolatban. A példa szerinti berendezés a következőképpen működik: A nyomásérzékelő 1 cellát a vizsgálni kívánt közeg (talaj, kőzet) megfelelő'pontján beépítjük, a vezérlő- és mérő 6 egység kijelző részét, például mutatós műszerét, nullázzuk, illetve megjegyezzük az alaphelyzetnek megfelelő indikációt. Ha a vizsgált közegben nő a nyomás, a 3 membrán benyomódik, és a 4 közvetítőelemen át lehajlítja az 5 konzolt. Az 5 konzolra ragasztott nyúlásmérő bélyeg a lehajlás mértékével vagyis az 1 cellára ható nyomással arányos jelet ad a mérő- és vezérlő 6 egységnek, amely az 1 cella 2 nyomóterét a 7 szeleprendszer töltő szelepének nyitása révén összeköti a 8 tartállyal, amelyből nagynyomású közeg áramlik a 2 nyomótérbe. Ez a folyamat mindaddig tart, amíg a 2 nyomótérben uralkodó nyomás ki nem egyenlíti a külső nyomást, azaz amíg a 3 membrán és vele együtt az 5 konzol vissza nem tér eredeti helyzetébe. Ekkor az 5 konzolon levő nyúlásmérő bélyeg ismét a kiindulási jelet adja le. Mivel a 2 nyomótérben uralkodó nyomás ebben az állapotban egyensúlyt tart a mérendő nyomással, a 9 műszeren leolvasott érték a mérendő nyomás értékének felel meg. Amennyiben a vizsgált közegben nyomáscsökkenés lép fel, a mérés hasonlóképpen megy végbe, azzal az eltéréssel, hogy a 6 egység a 7 szeleprendszer lefújó szelepét nyitja, miáltal a 2 nyomótérben csökken a nyomás. A kiegyenlítődés bekövetkeztével a 6 egység zárja a lefújó szelepet és jelzi a kiegyenlített állapotot. Ekkor a 9 műszeren ismét a mérendő nyomásérték olvasható le. A fentiekben leírt mérések inaktív jellegűek. Mivel a leolvasás pillanatában az 1 ceÚa deformációja a kiindulási helyzethez viszonyítva nulla, a cella a vizsgált közegre nem gyakorol hatást, azaz jelenlétével nem befolyásolja annak nyomás-2