Ковалевской Ларисе Владимировне мв. Ковалевский учебное пособие
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
. ). После окончания измерений поданной грани ПО Acustpol при помощи звукового сигнала напомнит о необходимости привести векторы поляризации преобразователей в положение ВС (Приложение 3, п. Выключить тумблер привода поворотной платформы, если используется автоматический акустополярископ. Снова установить подвижную платформу на нулевую отметку шкалы углов, напротив метки на дополнительном кронштейне (Рис. 16). Векторы поляризации преобразователей устанавливают в положение ВС. Затем повторяют операции по пп.16-19. После окончания измерений программа Acustpol предложит построить на экране ПЭВМ акустополяриграмму, полученную в выбранном направление прозвучивания (Рис. 19). Рис. 19. Диалоговое окно Построить диаграмму (y/n)». Построить диаграмму (y/n) 36 Примечание Если выбирается клавиша «y», то произойдет построение акустополяриграммы по измеренному направлению (Рис. 21). В случае выбора «n» программа перейдет в Главное меню пользователя (Рис. 13), где существует возможность сохранения данных и выхода из программы. Повторяют операции по пп.3-22 (за исключением пп.7-13) для направлений 2-2’, 3-3’, в случае проведения измерений на кубических образцах. После проведения измерений протереть преобразователи и исследуемый образец от контактной смазки (искусственный мед) водой. Обработка результатов описывается в подразделе Обработка данных. В режиме Новый файл редактирование данных невозможно см. Редактирование данных. Обработка данных Сразу после ввода новых данных (см. Ввод новых данных создание нового файла данных) имеется возможность обработки данных и проведения предварительного анализа. Последовательность действий при этом следующая В диалоговом окне Главное меню пользователя (Рис. 13) клавишей 2 выбирают Обработка и вывод результатов. Примечание Если выбрать клавишу 1, то программа Acustpol предупредит о том, что данные в программе уже есть после процесса открытия файла, (Приложение 2, п. В диалоговом окне Обработка и вывод результатов (Рис. 20) возможно сделать выбор по усмотрению. Рис. 20. Диалоговое окно Обработка и вывод результатов. Esc – выход в Главное меню пользователя (Рис. 13). Обработка и вывод результатов Направление 1-1' 2 Направление 2-2' 3 Направление 3-3' 4 Все направления Выход изменю Рассмотрим пример построение акустополяриграмм, соответствующие всем трем граням кубического образца. Для построения диаграмм в направлениях 1-1’, 2-2’, 3-3’ необходимые операции описаны ниже. Нажать клавишу 4 Все направления диалогового окна Рис. 20. Будет построена акустополяриграмма по всем направлениям (Рис. 21). Рис. 21. Акустополяриграммы образца по всем направлениям с полной информацией. Цифрой 1 (справа-внизу) указан масштаб показа акустополяриграмм ВС. На Рис. 21 изображено выполнение следующих команд F1 – убрать надписи с экрана (клавиша F1). Функция используется для удаления лишней информации с экрана. Может быть полезна для последующего копирования, вставки в различные публикации или печати на принтере. При этом Рис. 21 примет вид, изображенный на Рис. 22. F3 – ВС пунктир/сплошная (клавиша F3). Функция используется для визуального отображения результатов в положении ВС в виде сплошной или пунктирной линий. Функция введена для совместимости с ранее принятым обозначением линии ВС в виде пунктирной линии [ Горбацевич, 1995 ]. При этом Рис. 21 примет вид, изображенный на Рис. 23. 38 1-9 увеличение амплитуды ВС (цифровые клавиши от 1 до 9). Функция используется для увеличения амплитуды (враз) в положении ВС. Эта функция может быть полезна для более точного определения минимумов амплитуды ВС и тем самым точного определения проекций элементов упругой симметрии [ Горбацевич, 1995 ]. При этом Рис. 21 примет вид, изображенный на Рис. 24. Tab – нахождение элементов симметрии (клавиша табуляции. Функция используется для нахождения проекций элементов симметрии. Она может быть полезна для последующего нанесения проекций симметрии на грани кубического образца. В этом случае акустополяриграммы принимают инверсный вид (обратные акустополяриграммы). При этом Рис. 21 примет вид Рис. 25. Рис. 22. Акустополяриграммы образца по всем направлениям с сокращенной информацией. Рис. 23. Акустополяриграммы образца по всем направлениям с сокращенной информацией. ВС в виде пунктирных линий. 39 Рис. 24. Акустополяриграммы образца по всем направлениям с сокращенной информацией. Амплитуда ВС увеличена в 2 раза. Рис. 25. Обратные акустополяриграммы образца по всем направлениям с сокращенной информацией. Пунктирные линии – проекции элементов упругой симметрии. Открытие файла данных Для открытия файла данных клавишей 2 выбирают Открыть Файл, см. Рис. 9. Вводят название файла данных (не более 8 символов. Нажимают «Enter». Если название файла введено неверно, то программа предупредит об этом Файл не найден (Приложение 2, п, если ввод осуществился правильно, то появится сообщение Файл открыт успешно Приложение 3, п . После считывания файла данных на экране ПЭВМ появится пользовательский интерфейс в режиме Открыть Файл (Рис. 26). На экран выводится название образца, использованный 40 измерительный прибор и шаг сканирования (Приложение 3, п.п. 1,2). Также выводится Главное меню пользователя (Рис. 13, Рис. 26). Далее работа сданными сводится к процедуре, описанной в п.п. Обработка данных, Редактирование данных. Рис. 26. Пользовательский интерфейс в режиме Открыть Файл. Редактирование данных Сразу после открытия файла данных (см. Открытие файла данных) появляется возможность редактирования данных. Последовательность действий при этом следующая В диалоговом окне Главное меню пользователя (Рис. 13) клавишей 3 выбирают Редактирование данных. Примечание В случае выбора клавиши 1 после процесса открытия файла (Рис. 13) программа Acustpol предупредит о том, что данные в программе уже есть (Приложение 2, п. В режиме Новый файл редактирование данных невозможно. Программа Acustpol 41 предупредит о том, что данных нет Нечего редактировать, введите данные (Приложение 2, п. В диалоговом окне Редактирование данных (Рис. 27) возможно сделать выбор по усмотрению. Рис. 27. Диалоговое окно Редактирование данных. Esc – выход в Главное меню пользователя Рис. 13. Рассмотрим пример редактирования данных по направлению 1- 1’. Для направлений 2-2’, 3-3’ осуществляются аналогичные действия. Нажимают клавишу 1 Направление 1-1’» диалогового окна (Рис. 27). Появится диалоговое окно Выбор режима ввода данных (Рис. 10), в котором необходимо выбрать необходимый режим ввода данных. Примечание В режиме редактирования данных рекомендуется выбирать режимы Ручной или Полуавтоматический. В диалоговом окне выбора взаимного положения векторов поляризации излучателя и приемника выбирают необходимый режим Рис. 28. Диалоговое окно выбора векторов поляризации. Esc – выход в Главное меню пользователя, Рис. 13. Примечание Необходимо выбрать режим, для данных которого предполагается редактирование. Далее появится интерфейс ввода результатов (Рис. 18). Здесь имеется возможность отредактировать ввод поправки угла и имеющиеся величины амплитуды. Ввод поправки угла редактируется цифровыми клавишами. Для того, чтобы переместиться к величине, которую необходимо отредактировать используют клавишу «<-» курсор влево. Ввод значений в ячейки осуществляется клавишей «Enter». Редактирование данных Направление 1-1' 2 Направление 2-2' 3 Направление 3-3 ’ Esc Выход изменю Векторы параллельны Векторы скрещены 42 Примечание В случае перемещения курсора влево до предельной первой ячейки появится окно с сообщением Пора вводить данные (Приложение 1, п. В ячейки необходимо вводить цифровые значения. При вводе, например, буквенных значений появится сообщение Вводите пожалуйста цифры (Приложение 2, п. После окончания редактирования данных можно выйти из интерфейса ввода результатов (Рис. 18) и посмотреть полученные результаты используя обработку данных (см. Обработка данных. Вопросы для самоконтроля Назвать основные этапы подготовки к проведению измерений. Какие достоинства и недостатки режима Автоматический В чем отличия работы в режимах Ручной, Полуавтоматический Каким образом устанавливается поправка угла в программе Acustpol? Почему, после притирки образца, необходимо нажимать дважды клавишу «Enter»? 43 Часто задаваемые вопросы (FAQ) Acoustpol ив чем разница ? В терминах Acoustpol и Acustpol нет ошибки. Acoustpol – это автоматизированный программно-аппаратный комплекс, включающий в состав программное обеспечение Acustpol. Программа не запускается. Комплекта поставки ПО Acustpol необходимо запускать в режиме MS Dos (см. Установка программы Acustpol). Если программа не запускается, то это означает, что не хватает какого-либо файла или программа запускается не в режиме MS DOS. После запуска Acustpol на экране ПЭВМ появляется небольшое черное окно и больше ничего невидно. Нажать комбинацию клавиш Alt+Enter. Как скопировать и распечатать построенные акустополяриграммы? Необходимо воспользоваться альтернативными программами для захвата (копирования) экрана в виде изображений. Например, Camera под MS DOS. Затем захваченное изображения вставить в любой графический редактор и распечатать. Вместо русских букв закорючки. Не установлен драйвер русского шрифта под операционную систему MS DOS. Проверьте наличие установки или запустите отдельно файл keyrus.com, входящий в комплекс поставки программы Acustpol (см. Комплект поставки программы. 44 Существует ли возможность открытия файлов сданными полученными с использованием программы QBasic? Возможность предусмотрена. Используйте файл bconverc.exe, входящий в комплекс поставки программы Acustpol (см. Комплект поставки программы и Конвертер данных. Предполагаются ли новые версии программы Acustpol? Дальнейшее обновление версий под операционную систему MS DOS не планируется. Планируется разработка программы под существующие версии операционных систем семейства Microsoft Windows. 45 Практическое применение АПАК Acoustpol АПАК Acoustpol является частью акустополяризационного метода. Сего помощью существенно увеличивается точность и производительность получения и обработки результатов определений упругих и неупругих характеристик анизотропных сред. Поэтому значимость практического применения АПАК Acoustpol такая же, как и метода акустополярископии.. В задачах разработки месторождений С использованием АПАК Acoustpol возможно проведение определений свойств пород разных типов, в том числе осадочных, изверженных, метаморфизованных, рудных и безрудных. Метод обеспечивает достоверное получение необходимых петрофизических параметров пород разрабатываемых месторождений. По нашему мнению, его применение позволяет снизить себестоимость добываемого полезного ископаемого, повысить безопасность труда, определить рациональные порядок и последовательность отработки рудных тел. Например. Проводился сравнительный анализ имеющихся исходных) характеристик породи руд Оленегорского железорудного месторождения сданными, полученными после применения комплекса акустополярископии. Анализ показал, что прочность некоторых пород на сжатие и растяжение выше, чем исходные данные и справочные характеристики. Аналогично, у некоторых пород выше и значения модуля упругости. Величины коэффициента хрупкости всех разновидностей пород показали, что породы удароопасны и при достижении определенных напряжений будут способны к динамическим проявлениям горного давления. Также на образцах породи руд этого месторождения выявлена значительная скоростная (упругая) анизотропия пород, которая может влиять на параметры отбойки и устойчивость обнажений горных пород. Окончательным выводом определено, что увеличение глубин отработки полезного ископаемого этого месторождения потребует специальных мер по предотвращению горных ударов на подземных горизонтах рудника Упругие и прочностные, 2005 ]. 46 В задачах геологии Проводимые определения показали, что без первой стадии, - акустополяризационных измерений пространственного положения элементов упругой симметрии в образце, анизотропные характеристики горной породы не могут быть получены корректно. Как показала практика измерений, элементы упругой симметрии могут не совпадать с элементами видимой слоистости (сланцеватости) и линейности образца. Горная порода может быть сильноанизотропной и без видимых проявлений текстуры в образце. Также акустополярископия может применяться для изучения палеонапряжений. При этом возможно определение пространственной ориентировки компонент поля палеостресса в метаморфизованной породе. Применение метода позволяет составить палеогеодинамические разрезы и региональные карты. Исследование палеогеодинамического разреза Кольской сверхглубокой скважины выявило характер динамики интенсивных подвижек в интервале глубин 1.7-1.9 км, где залегает рудоносный горизонт [ Горбацевич и др, 2000 ]. Кроме того, с помощью метода возможна, совместно с геохронологическими датировками, временная реконструкция параметров региональной палеогеодинамики и анализ палеотектоники по разрезам континентальных скважин. В задачах геофизики (сейсмологии) В результате анализа данных, полученных с использованием акустополяризационного метода, выявлены одни и те же линейные и нелинейные явления, наблюдаемые при распространении упругих волн в породах по разрезам исследовательских скважин Кольской сверхглубокой (СГ-3); Немецкой сверхглубокой (KTB); Финской (OKU). В породах этих скважин обнаружены явление упругой анизотропии (УАН); эффект линейной акустической анизотропии поглощения (ЛААП); явление углового несогласия между пространственной ориентировкой элементов упругой симметрии и ЛААП; эффект деполяризации сдвиговых волн (ДСВ). Всеобщее распространение перечисленных явлений в кристаллических метаморфизованных породах позволяет сделать вывод о том, что их наблюдение и анализ позволяет получить новую очень важную информацию, которая может быть использована при интерпретации результатов сейсмических и геофизических работ, выполняемых при полномасштабных исследованиях горных массивов. 47 Обнаруженные явления существенно расширяют теоретические основы распространения упругих волн в неоднородных гетерогенных анизотропных средах. В задачах геохимии Высокая анизотропия пород указывает на наличие минералов, возникающих в неравностороннем поле палеонапряжений. Выявление высокоанизотропных пород при помощи метода акустополярископии указывает на присутствие таких минералов, как слюды, амфибол и др, имеющие особенный химизм. Форма зерен таких минералов имеет пространственную направленность, которая может прослеживаться на большие дистанции. В связи с этим, возможно пространственное прослеживание химизма пород по плоскости или поверхности. Практическое применение АПАК Acoustpol с использованием акустополяризационного метода далеко не ограничивается вышеизложенными дисциплинами. Метод также возможно применять при решении задач теории упругости и распространения упругих волн через анизотропные среды, в задачах механика сплошных сред, физики твердого тела и т.п. 48 Заключение В данном пособии представлен автоматизированный программно-аппаратный комплекс Acoustpol. Основное предназначение его заключается в комплексной регистрации результатов полученных с использованием акустополяризационного метода. Комплекс Acustpol включает аппаратную и программную части. Аппаратная часть состоит из специальной акустической системы прибора акустополярископа), измерительного ультразвукового прибора с интегрированный контроллером передачи данных в реальном режиме времени персонального компьютера. Программная часть представляется собой усовершенствованный пакет для регистрации и обработки акустополяризационных измерений – программу Acustpol. В пособии представлена последовательность действий оператора при проведении комплекса измерений для разных режимов работы с программой Acustpol: создание новых данных открытие и редактирование существующих. Указаны особенности при проведении исследований в разных режимах работы программы, таких как ручной, полуавтоматический, автоматический. В концах разделов для наиболее быстрого освоения работы с комплексом Acoustpol подготовлены вопросы для закрепления материала. Для облегчения решений некоторых часто возникающих вопросов приведен раздел с часто задаваемыми вопросами. В пособии приводится практическое применение АПАК Acoustpol для наиболее важных задач в различных областях научных знаний. Наиболее подробная информация об акустополяризационном методе можно найти на ресурсе http://acoustpol.narod.ru 49 Список литературы Акустополярископ для измерения упругости образцов твердых сред. Горбацевич Ф.Ф. АС. 1281993, СССР, МКИ G01 N 29/04. Бюлл. Изобр., 1987. №1. Акустополярископия горных пород Электронный ресурс. - Режим доступа http://acoustpol.narod.ru/item_24.html Буреев Л.В., Дудко А.Л., Захаров В.Н. Простейшая микроЭВМ. Проектирование. Наладка. Использование. М Энергоатомиздат. 1989. 216 с. Волкова Е.А. Поляризационные измерения. М Изд-во стандартов, 1974. 156 с. Горбацевич Ф.Ф. Акустополярископия горных пород. Апатиты КНЦ, 1995. 204 с. Горбацевич Ф.Ф. Акустополярископия породообразующих минералов и кристаллических пород. - Апатиты Изд. КНЦ РАН, 2002.- 140 с. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л., Смирнов Ю.П. Геодинамическая обстановка в интервале 1.7-1.9 км Кольской сверхглубокой скважины. Геоэкология, 2000, № 1, с. Интегральные микросхемы. Справочник, под редакцией Тарабрина Б.В. М Энергоатомиздат. 1985. Йорг Шиб. MS-DOS 6.22. М БИНОМ, 1995. 224 с. Керниган Б, Ритчи Д. Язык программирования Си. М Финансы и статистика, 1992. 272 с. Колесников А. М. Акустические измерения М Наука, 1985. 254 с. Ковалевский МВ. Акустополяризационные эффекты горных пород финской скважины Оутокумпу // Десятая международная конференция «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле, Москва, 26-29 октября г. – М РФФИ, 2009. С. 178-181. Ковалевский МВ. К вопросу о совершенствовании обработки результатов исследований упругих характеристик горных пород методом акустополярископии.// РАН РФФИ Геология и геоэкология Фенноскандии, Северо-запада и центра России. Петрозаводск, 2000. С. 167-171. Ковалевский МВ. Повышение информативности акустополяризационного метода определения упругих характеристик горных пород Дис... канд. техн. наук Спец. 01.04.06, 05.11.13 / М.В.Ковалевский; СПбГЭТУ.-СПб., 2002.-202 с. 50 Ковалевский МВ, Головатая ОС, Горбацевич Ф.Ф. Автоматический акустополярископ для измерения упругих и неупругих параметров твердых сред // Сборник трудов Х сессии РАО- М Геос, 2001.- Т- С. Мюллер С. Модернизация и ремонт персональных компьютеров. М БИНОМ, 1997. 886 с. Однокристальные микроЭВМ. Справочник. М БИНОМ, 1994. Петровский И.И., Прибыльский А.В., Троян А.А., Чувелев В.С. Логические ИСКР, КР. Справочник, часть 2. М БИНОМ, 1993. 497 с. Упругие и прочностные свойства пород Оленегорского железорудного месторождения (Оленегорский подземный рудник Отчет о НИР / Геологический институт КНЦ РАН Руководитель Ф.Ф.Горбацевич. – Апатиты, с. Соисполн.: В.Л.Ильченко. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочнике изд, Челябинск, Металлургия, 1989. 350 с. 51 Приложение 1. Диалоговое окно Помощь Данное приложение является пояснением к пользовательскому интерфейсу ввода данных (Рис. 18). Наименование пункта Используемый режим Показан на Рис. 18 Пояснение Режим-автомат Автоматический нет Индицирует работу в режиме Автоматический Enter – ввод Ручной, Полуавтоматический да Клавиша «Enter» для ввода новых данных F2 – запись Все режимы да Запись данных в файл в процессе работы Esc – меню Все режимы да Выход в Главное меню пользователя Рис. 18 Ctrl+Q – выход Все режимы да Выход из программы Acustpol через диалоговое окно сохранения файла Рис. 18 опрос Полуавтоматический нет Двойное нажатие клавиши «Space» для считывания и ввода данных в ячейки пауза Автоматический нет Клавиша F10 для создания паузы в процессе работы. В интерфейсе пользователя Рис. 18 появляется окно сообщение Пауза Для продолжения нажмите любую клавишу 52 Приложение 2. Предупреждающие диалоговые окна |