Гидростатический наклономер

 

Изобретение может быть использовано для регистрации тектонических и приливных наклонов в геофизике. Целью изобретения является повышение точности. Наклономер содержит два сосуда 1,2, частично заполненных электропроводной жидкостью 7 и сообщающихся через верхнюю 3 и нижнюю 4 соединительные трубки, причем нижняя трубка 4 соединена с сосудами 1,2 через патрубки 5,6, площадь сечения которых меньше площади сечения нижней трубки 4. В нижней части патрубков и в концевые части трубки 4 введена жидкость 8, плотность которой меньше плотности жидкости в сосудах 1,2. В верхней части сосудов 1,2 жестко установлены плоские электроды 9, 10, а на верхней границе раздела жидкости кольцевые электроды 11, 12, подключенные к дифференциальной схеме. При наклоне прибора столбики 13 и 14 электропроводной жидкости переместятся на величину, в несколько раз превышающую величину перемещения свободной поверхности жидкости в сосудах 1,2, что повышает чувствительность прибора при уменьшении диапазона перемещений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)5 G 01 С 9/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4188815/24-10 (22) 02.02.87 (46) 15.12.90. Бнл. Р 46 (71) Дагестанский филиал АН СССР (72) Д.Г. Таймазов (53) 528.546(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1059424, кл. С 01 С 9/22, 1982.

Дубовский В,Б. Измерения низкочастотных ускорений., М„: Наука, 1981, с ° 8-9. (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ НАКЛОНОМЕР (57) Изобретение может быть использовано для регистрации тектонических и приливных наклонбв в геофизике„

Белью изобретения янляется повышение точности. Наклономер содержит два сосуда 1, 2, частично заполненных электропроводной жидкостью 7 и сообщающихся через верхнюю 3 и нижнюю 4 сое„„SU„„1613860 А 1

2 динительные трубки, причем нижняя трубка 4 соединена с сосудами 1, 2, через патрубки 5, 6, площадь сечения которых меньше площади сечения нижней трубки 4. В нижней части патрубков и в концевые части трубки 4 введена жидкость 8, плотность которой меньше плотности жидкости в сосудах 1, 2. В верхней части сосудов

1, 2 жестко установлены плоские электроды 9, 10, а на нерхней границе раздела жидкости — кольцевые электроды 11, 12, подключенные к дифференциальной схеме. При наклоне прибора столбики 13 и 14 электропроводной жидкости переместятся на величину, н несколько раз преньппающую величину

5 перемещения свободной поверхности жидкости н сосудах 1, 2, что повышает чувствительность прибора при уменьшении диапазона перемещений, 1 ил.

1613860

Изобретение относится к приборостроению, в частности к гравиинерциальной аппаратуре, и может быть использовано для регистрации наклонов в геофизических и инженерных целях, а также в качестве датчика малых периодических ускорений гравитационной природы в прецизионных физических экспериментах, 10

Цель изобретения.— повышение точности, На чертеже схематически показан предлагаемый гидростатический наклономер. 15

Цилиндрические сосуды 1 и 2 сообщаются через верхнюю 3 и через нижнюю 4 соединительные трубки. Нижняя

U-образная трубка 4 подсоединена к сосудам 1 и 2 через патрубки 5 и,6, площадь сечения которых (р,меньше, чем площадь сечения 1а нижней соединительной трубки. Сосуды 1 и 2 частично заполнены электропроводной жидкостью 7, например ртутью. В нижние 25 части патрубков 5 и 6 и в примыкающие к ким соответствующие концевые части трубки 4 введена жидкость 8 с плотностью, меньшей чем плотность ртути, например толуол. В верхней части сосудов 1 и 2 жестко установлены плоские 9 и 10, а на верхней границе раздела жидкости кольцевые 11 н 12 электроды, соединенные с дифференциальной схемой. Электроды 9-12 являются неподвижными обкладками конденсатора,.а ртуть 7 выполняет роль общей подвижной обкладки.

Устройство работает следующим образом.

При наклоне корпуса прибора, например, вправо (поворот системы в плоскости чертежа rio часовой стрелке) уровень ртути в левом плече U-. образной трубки 4 становится вйше, чем в правом, что ведет к перетеканию ртути слева направо, и, как следствие, к опусканию ртутного стопба 13 и поднятию ртутного столба 14 (соответственно перемещаются и: столбики толуола) . Перемещение вниз ртутного столба 13 ведет к увеличению

его высоты эа счет перетекания ртути иэ широкого сосуда 1 в трубку 5. В меньшей степени и с противоположным знаком изменяется высота столба толу- ола в левом колене. В правом колене — наоборот, перемещение вверх ртут-, ного столбика 14 ведет к уменьшению его высоты и..увеличению высоты столбика толуолв.

Таким образом, появляется дополнительный фактор, способствующий перетеканию ртути из левого колена в правбе, и, как спедствие, усиливающий опускание уровня ртути в сосуде 1 и поднятие уровня ртути в сосуде 2, которые фиксируются дифференциальным емкостным датчиком перемещений, т,е. увеличивается чувствительность прибора к наклонам.

Уравнение равновесия в исходном состоянии. имеет следующий вид:

1 1 1.

РН Р Ь\ РН5 РН2 Р h2 РН21 где Н и Н - высота верхних ртутных столбиков соответственно в левом и правом коленах в

h u h < — высота столбиков .толуола.

Для достижения этого эффекта параметры наклономера должны быть связаны следующим соотношением: L -p s s

0. --(= - -) «, Р " (а где 8 - площадь свободной поверхнос-.. ти ртути в резервуаре.

В виду того, что в наклонамере отсутствуют упругие элементы, механический дрейф нуля отсутствует, а температурный дрейф нуля не превосходит величины

>(L ®м кс макс р где („40 - максимальное откпонение оси чувствительности наклономере от горизонтали, вызванное тектонически» ми наклонами;

K - температурный коэффициент относительной чувствительности прибора;

Ь ц с — максимальные колебания температуры (в . х ЬЕ„.„с

0,1@С) .

Для использования наклономера в качестве датчика малых периодических ускорений в прецизионных физических экспериментах в схему дифференциального емкостного преобразователя включены обкладки 11 и. 12. При определенных параметрах линейные перемещения

О»

P P S S (т- — ) с 1.

Составитель С. Юмашев

Техред Л.Олийнык

Корректор M. лароши

Редактор С. Лисина Заказ 3885 Тираж 396 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул . Гагарина, 101

161 нижних границ ртутных столбиков 13 и 14 могут быть в 100 раэ больше, чем верхних, что резко увеличивает чувствительность прибора при одновременном уменьшении диапазона измерений. формула из обр ет ения

Гидростатический наклономер, содержащий два связанных через верхнюю и нижнюю соединительные трубки сосу.да, частично заполненные электропроводной жидкостью, в верхней части которых установлены жестко связанные с ними плоские электроды,. соединенные с дифференциальной схемой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения .точности, он снабжен расположенными между каждым сосудом и сое3860 6 динительной трубкой патрубками с площадью сечения меньшей, чем площадь сечения нижней соединительной трубки, 5 концевые части которой и соответствующие части патрубков заполнены введенной жидкостью с плотностью меньшей, чем платность электропроводкой жидкости, граница раздела жидкостей в каждом из патрубков расположена во введенном кольцевом электроде, соелиненном с дифференциальной схемой, причем плотность электропроводной.. и введенной жидкости P è ", площади юъ I сечений патрубков и нижней трубки

G, и G< и площадь свободной поверхности жидкости в сосудах S связаны соотношением