Сейсмонаклономер

 

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в сейсмометрии. Преимуществом устройства является повьшенная чувствительность к наклонам и устранение чувствительности к линейным перемещениям, что достигается применением симметричного уравновешенного маятника, снабженного дифференциальным емкостным преобразователем, подвижной обкладкой которого являются плоские грани разнесенных по обе стороны оси вращения масс маятника. 2 ил. со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. Я0 ы! 246033

А !

yg 4 С 01 V !/!6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3706965/24-25 (22) 01,03.84, (46) 23,07. 86. Бюл, Р 27 (71) Ордена Ленина институт физики

Земли им. 0.10. Шмидта (72) И.А. Арипов (53) 550.834 (088.8) (56) Харин Д,А. и Симонов Л,И. Сейсмоприемник ВБП-5 для раздельной регистрации линейных перемещений и поворотов. В кн.: Сейсмические приборы, вып. 5, M,: Наука, 1969, с ° 51-66.

Островский Н,Е, Наклономер с фотоэлектрической регистрацией, В кн.:

Изучение земных приливов, М.: изд-во

АН СССР, 1961, с ° 41-75, (54) СЕИСМОНАКЛОНОМЕР (57) Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в сейсмометрии. Преимуществом устройства является повышенная чувствительность к наклонам и устранение чувствительности к линейным перемещениям, что достигается применением симметричного уравновешенного маятника, снабженного дифференциальным емкостным преобразователем, подвижной обкладкой которого являются плоские грани разнесенных по обе стороны оси вращения масс маятника, 2 ил.

1246033

Изобретение относится к области геофизического приборостроения и может быть использовано для измерения сейсмических наклонов земной поверхности в сейсмометрии, Целью изобретения является повышение чувствительности к угловым перемещениям и устранение влияния линейных перемещений, На фиг.l изображена принципиальная схема конструкции сейсмонаклономера; на фиг ° 2 — принципиальная элек— трическая схема, Сейсмонаклономер состоит из уравновешенного маятника, представляю щего собой раму 1, на которой крепят ся массы 2, упругие шарниры 3, регулировочные грузики 4, которые можно перемещать по вертикали и по горизонтали, например, по направляющим с винтовой нарезкой 5 катушка магнитоэлектрического преобразователя 6 и барокомпенсирующий пенопластовый по--: плавок 7. Маятник подвешен посредством упругих крестообразных шарниров на стойке 8 основания 9. На основании расположена также магнитная система 10 и пластины неподвижных обкладок конденсаторов ll, крепящиеся через изолирующие подкладки под массами маятника„ Конструкция маятника, при которой массы разнесены .по разные стороны от оси вращения, позволяет получить достаточно большой момент инерции при минимальных весе и размерах прибора. Большой момент инерции, а также малый момент возвращающих сил, обусловленный применением в упругих шарнирах тонких стальных ленточек, позволяет получить большой собственный период маятника (до 60 с) .

Форма и взаимное расположение деталей маятника выбраны таким образом, чтобы при сборке обеспечить приблизительное совпадение центра масс маятника с осью вращения, а точное уравновешивание производится при настройке прибора с помощью регулировочных грузиков. Выбранная конфигу" рация расположения пластин дифференциального конденсатора. позволяет упростить конструкцию прибора при одновременном повышении симметрии и стабильности преобразователя:, Современная малошумящая электроника на интегральных микросхемах, высокостабильный кварцевый генератор с автоматической регулировкой амплитуды и

1 0

1.

35 термос татированием кварцевого резонатора,:примененные в электронной схеме преобразователя, дают существенный выигрыш в чувствительности, стабильности и разрешающей способности сейсмонаклономера, Дополнительный магнитоэлектрический преобразователь служит для реализации активной отрицательной обратной связи по смещению маятника, которая стабилизирует положение нуля маятника и устраняет долговременный дрейф.

Электрическая схема сейсмонаклономера состоит из кварцевого генератора

12, с которого переменное напряжение частотой 1 МГц подается на возбуждающую катушку 13, соединенную с дифференциальным конденсатором 16, Переменное напряжение, снимаемое с контуров, выпрямляется диодами 17 и 18, сглаживается конденсаторами 19 и 20 и подается на вход дифференциального усилителя: с малым уровнем шумов и высоким входным сопротивлением 21 °

Выходной сигнал используется для введения стабилизирующей отрицательной обратной связи, для чего он интегрируется с большей постоянной времени (10 c) усилителем 22 и подается в противофазе на катушку магнитоэлектрического преобразователя 23, Сейсмонаклономер работает следующим образом °

После сборки производится настройка прибора, т,е, точное уравновешивание мая:тника с помощью регулировочных грузиков. Методика настройки основана на том, что при пересечении точкой центра масс оси вращения знак реакции маятника на статический наклон основания меняется на противоположныи, а при точном совмещении центра масс и оси вращения эта реакция исчезает, Статические наклоны задаются винтом, расположенным на ножке основания прибора, а перемещения центра масс добиваются перемещением регулировочных грузиков, После настройки сейсмонаклономер будет реагировать только на поворотную компоненту сейсмической волны и не будет чувствовать перемещений почвы. Для устранения помех атмосферного происхождения на маятник производится дополнительное уравновешивание объемов и моментов выталкивающих архимедовых сил с помощью.барокомпенсирующего пенопластового поплавка 7, крепящего12460

25 ся на раме маятника с возможностью перемещения по винтовой нарезке направляющей по горизонтали. При неблагоприятных температурных условиях и повышенной влажности прибор закрывают герметичным колпаком и пассивным термостатом в виде пенопластового домика, который устраняет влияние среды на детали маятника и преобразователя и конвективные потоки под го колпаком прибора.

Сейсмонаклономер при собственном периоде 60 с обеспечивает разрешение

=ю по смещению маятника не хуже 10 м и соответственно по наклонам 0,5 угловых миллисекунды. Кроме того, имеется запас по разрешающей способности преобразователя за счет уменьшения зазоров дифференциального конденсатора, которые выбраны из соображений 2О удобства настройки равными 0,2 мм °

Таким образом, предлагаемый прибор позволяет значительно увеличить точность измерения наклонов, по крайней мере, на 1,5 — 2 порядка, расшизз а рить рабочую полосу частот от 2 до

60 с, а также достичь гораздо более полного разделения поворотной компоненты от перемещений.

Формула изобретения

Сейсмонаклономер, содержащий маятник, упругие шарниры, параметрический и магнитоэлектрический преобразователи, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения .чувствительности к угловым перемещениям и устранения влияния линейных перемещений, маятник сейсмонаклономера выполнен в виде поворотного уравновешенного маятника, на котором установлены регулировочные грузики с возможностью перемещения по вертикали и по горизонтали, а параметрический преобразо-ватель выполнен таким образом, что неподвижные обкладки конденсаторов расположены по обе стороны от оси вращения маятника, а подвижная обкладка образована плоскими гранями масс маятника.

1246033

Составитель М, Спасский

Техред И.Попович Корректор А, Зимокосов

Редактор Н, Егорова

Заказ 3996/39 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4