Устройство для измерения разности гравиинерциальных сил

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ГРАВИИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИЛ, содержащее пробные массы, попарно ориентированные в направлениях измерения и расположенные на заданном расстоянии друг относительно друга,о тличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, оно содержит, волоконно-оптические датчики давления со световодами по числу пробных масс, механически связанными с пробными массами.через упругие передаточные элементы, источник поляризованного света, оптический ответвитель, регистратор разности фазового сдвига, при этом .источник поляризованного света соединен через оптический ответвитель с входами световодов, а выходы световодов соединены с входами регистратора разности фазового сдвига. 2.Устройство по п.1, отличают е е с я тем, что, с целью обеспечения работы на заданном участие рабочего диапазона, механическое соединение световодов с пробными § массами выполнено с предварительным (Л напряжением. 3.Устройство поп.1,отлича ю. щ е е с я тем, что, с целью умень шения габаритов, пробная масса выполнена в виде объемного упругого передаточного элемента, а световод выполнен в виде катушки и помещен внутри пробной массы. оо 4j СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 V 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двторСНОм свидктельСтам и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3448597/18-25 (22) 07.06.82 (46) 15.07.84. Бюл. Р 26 (72) В.И.Балаев, A.Н.Гурьянов, Г.Г.Девятых, Е.М.Дианов,С.A.Êàíòîð, Е.В.Карус, О.Л.Кузнецов, A.М.Прохоров, В.И.Пятахин и A.Ñ.Øêoëüíèêîâ (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (53) 550 ° 831 (088.8) (56) 1.Балашев Э.Л. Новые достижения в области гравиразведки за рубежом.

Л., ВИЭМС, 1970, с. 7.

2.Веселов К.Е., Сатиков М.У. Гравиметрическая разведка. М., Недра

1968, с. 512 (прототип) . (54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗНОСТИ ГРАВИИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИЛ, содержащее пробные массы, попарно ориентированные в направлениях измерения и расположенные на заданном расстоянии друг относительно друга,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно содержит волоконно-оптические

„.SU„„1103175 A датчики давления со световодами по числу пробных масс, механически связанными с пробными массами. через упругие передаточные элементы, источник поляризованного света, оптический ответвитель, регистратор разнос ти фазового сдвига, при этом,источник поляризованного света соединен через оптический ответвитель с входами световодов, а выходы световодов соединены с входами регистратора разности фазового сдвига.

2. Устройство по n.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения работы на заданном участке рабочего диапазона, механическое соединение световодов с пробными массами выполнено с предварительным напряжением, 3. Устройство по п.l,о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью умень шения габаритов, пробная масса выполнена в виде объемного упругого передаточного элемента, а световод выполнен в виде катушки и помещен внутри пробной массы.

1103175

Изобретение относится к геофизике, . а более конкретно к области измерения гравиинерциальных сил (гравистационарного поля или поля инерциальных сил), а именно к устройствам измерения второй производной потенциала поля.

Известен гравиметр, градиент гравистационарного поля которого определяется по результатам последовательных измерений ускорения силы тяжести в разных точках пространства(Ц.

Недостатком известного гравиметра является низкая точность измерения, обусловленная необходимостью обеспечения значительного расстояния между 15 отдельными точками измерений в пространстве.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения разности гравиинерциальных сил, содержащее пробные массы, попарно ориентированные в направлениях измерения и расположенные на заданном расстоянии друг относительно друга (2 1.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность из-эа ограничений механических пе.— ремещений пробных масс и длины коромысла.

Цель изобретения — повышение чув- 30 ствительности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения разности гравиинерциальных сил, содержащеепробные массы, попарно ориентирован- З5 ные в направлениях измерения и расположенные.на заданном расстоянии друг относительно друга, содержит волоконно-оптические датчики давления со световодами по числу пробных масс, механически связанными с пробными массами через упругие передаточные элементы, источник поляризованного света, оптический ответвитель, регистратор разности фазового сдвига, при этом источник поляризованного света соединен через оптический ответвитель с входами световодов, а выходы световодов соединены с входами регистратора разности фазового сдвига. 50

Кроме того, с целью обеспечения работы на заданном участке рабочего диапазона, механическое соединение световодов с пробными массами выполнено с предварительным напряжением. 55

С целью уменьшения габаритов, пробная масса выполнена в виде объемного упругого передаточного элемента, а световод выполнен в виде катушки и помещен внутри пробной массы. 60

На фиг. 1 представлен вариант пространственного расположения трех пар пробных масс с волоконно-оптическими датчиками давления; на фиг. 2 блок-схема устройства; на фиг. 3 вариант выполнения механической связи пробной массы и световода, Пробные массы 1-6 (фиг.l) расположены попарно 1-2, 3-4 и 5-6 и ориентированы в направлениях измерения разностей гравиинерциальных сил. Волоконно-оптические датчики давления

7-12 со световодами механически соединены с пробными массами 1-6 через упругие передаточные узлы 13-18.

Источник поляризованного света 19 (фиг. 2) оптически связан через оптический ответвитель 20 с входами световодов волоконно-оптических датчиков давления 7-12, выходы которых оптически связаны с входами регистратора разности фазового сдвига 21.

Для уменьшения габаритов устройства пробная масса может быть выполнена в виде помещенной в сосуд 22 (фиг. 3) жидкости 23, например ртути, а световод 24 выполнен в виде катушки, помещенной в объеме жидкости 23.

Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение давления по всей длине световода. Уменьшение габаритов достигается тем, что пробная масса выполняет функции упругого передаточного элемента, а световод 24 помещен внутри пробной массы.

Работает устройство следующим образом.

От источника поляризованного света 19, например лазера, через оптический ответвитель 20, представляющий собой, например, конструкцию из полупрозрачных зеркал и оптической линии связи, поляризованный свет попадает на входы световодов волоконнооптических датчиков давления 7-12.

Давление, оказываемое пробными массами 1-6 на световоды волоконно-оп тических датчиков давления 7-12, пропорционально силам гравитации или инерции, приложенными к пробным массам 1-6. В зависимости от величины этого давления в световодах волоконно-оптических датчиков давления 7-12 происходит сдвиг фазы световой вол.ны, которая поступает на соответствующий вход регистратора разности фазового сдвига 21. По разности сдвига фаз, происходящего между каждой парой волоконно-оптических датчиков давления 7-12, судят.о разности сил гравитации или инерции в точках расположения соответствующих пар пробных масс 1-6.

Изобретение позволяет повысить чувствительность к разности гравиинерциальных сил, благодаря возможности увеличения длины световода.

Так, при использовании в волоконнооптическом датчике давления световода длиной lOOO м, чувствительность достигает 10""рад/мкГал, что позволяет измерять градиент поля гравитации, равный 0,02 этвеш, при расстоянии между пробными массами порядка

Составитель В.Попадько

Редактор Л.Авраменко Техред Т.дубинчак Корректор A.Ëçÿòêî

Заказ 4973/34

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5.

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

1 м и, кроме того, не требует системы арретирования.

Изобретение может быть использовано на движущихся платформах: в скважинных приборах, на наземных, морских и воздушных транспортных средствах, а также на космических объектах.