Adaptacja indukcyjnego czujnika odkształceń do pomiarów w temperaturze do 200°C

• Autorzy: Nurkowski J.

Warianty tytułu

EN

Adaptation of the inductive sensor for measuring strain at a temperature of up to 200°C

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poniżej opisano sposób zwiększenia zakresu temperatury pracy bezrdzeniowego czujnika do pomiaru odkształceń od kilkudziesięciu do 200°C oraz osiągnięte rezultaty metrologiczne. Czujnik ten jest wykorzystywany w badaniach skał, głównie w komorze wytrzymałościowej GTA-10. Modyfikacja dotyczyła zmiany izolatorów czujnika, sposobu mocowania jego cewek i spoiwa do ich lutowania. Czujnik testowano w komorze termicznej w zakresie do 200°C. Uzyskane charakterystyki termiczne wykazały, że możliwy jest pomiar zmian długości z błędem nie większym niż 5 μm (w metodzie referencyjnej) w całym zakresie zmian temperatury. Jeśli zmiany te są ograniczone do około 10°C, to błąd zmaleje do 2 μm. Osiągnięta dokładność pozwala na rozdzielczość pomiarów znacznie większą (ułamki mikronów) od rozszerzalności termicznej badanego materiału (setki mikronów), w zakresie do 200°C. Utrudni to znacznie rozróżnienie wpływu zmian temperatury od wymuszenia mechanicznego (hydrostatycznego lub aksjalnego), a więc dokładną analizę otrzymanych wyników, tym bardziej, jeśli będą duże różnice bezwładności cieplnej materiału badanego i referencyjnego.

EN

The following papier describes a method for increasing the temperature operating range of the strain measuring sensor up to 200°C and the metrological properties of the improved sensor. This sensor is used in compression tests carried out in the pressure cell of the GTA-10 device. The modification concerns changing the type of sensors insulators, a method for fixing of the sensor coils and choice binders for soldering. The sensor was tested in a thermal chamber in the range 20-200°C. The resulting thermal characteristics showed that it is possible to measure changes in specimen length with an error not greater than 5 μm (by reference method) in this range of temperature. If these changes are limited to about 10°C, the error decreases to 2 μm. The achieved resolution of measurements (a piece of a micron) is much higher than thermal expansion of the tested material (hundreds of microns), in the range up to 200°C. It makes difficult to distinguish the effect of temperature changes from mechanical force (hydrostatic or axial), so analysis of the results of experiments, especially when there are big differences between the thermal inertia of the tested material and reference material.

Słowa kluczowe

PL

indukcyjny czujnik odkształceń; pomiar temperatury; wysokie ciśnienia

EN

inductive strain sensor; strain measurement in high pressure condition; LC oscillator; compression test

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, no. 1-2
• Strony: 83--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Nurkowski J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Boyle W.J., Datta R.N., 1999: A Potential Hidh-Level Nuclear Waste Repository at Yucca Mountain, Nevada, USA, ISRM News Journal, Vol. 6, No. 1, p. 44-49.
• Majorowicz J., 1971: Przebieg wartości stopnia geotermicznego w Polsce w przedziale głębokości 200-2500 m. Kwart. Geol., t. 15, nr 4.
• Nowakowski A., Młynarczuk M., Ratajska T., Gustkiewicz J., 2003: Wpływ warunków termicznych na zmianę niektórych właściwości fizycznych i strukturalnych wybranych skał. Prace IMG PAN, Seria: Rozprawy, Monografi e, Nr 5.
• Nurkowski J., 2004: An inductive strain sensor for operation in high pressure environments. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech., Abstr., 41:175-180.
• Nurkowski J., 2008: A referential method strain measurements in a high-presure cell using an inductive coreless sensor. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech., 45:103-110
• Nurkowski J., 2011: Termiczne właściwości indukcyjnego, bezrdzeniowego czujnika odkształceń – teoria i praktyka. Prace IMG PAN, T. 13, Nr 1-4, s. 69.