Устройство подвески регистратора низкочастотных сейсмических сигналов в ближней зоне их возбуждения

Союз Светских

Социавистических

Респубвик

О Il И С А Н И-3-ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено10.03.76 (21) 2333275/25

2 (51) М. Кл.

Ст DIVAN/l6 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н DTKpbITNN (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05,783юллетеиь № 17 (45) Дата опубликования описания)9.04.М, (53) УДК 550,834 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Деиисков, О, П. Кузнецов и Н. И. Недошивии (71) Заявитель

Ордена Ленина Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта AH СССР (54) УСТРОЙСТВО ПОДВЕСКИ РЕГИСТРАТОРА НИЗКОЧАСТОТНЫХ .СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ ИХ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к виброметрии и предназначено для использования при регистрации низкочастотных сейсмических колебаний в ближней.воне из возбуждения.

Известно устройство для регистрации низкочастотных сейсмических сигналов в зоне больших и разрушительных землетрясений, содержащее датчик, линию передач, регистратор (осциллограф) и амортизирующие элементы, выполненные в виде четырех вертикально расположенных цилиндрических пружин, выходящих из углов верхнего основания регистратора и закрепленных на приборном каркасе, имеющем форму четырехгранной усеченной пирамиды (1).

Так как в таком устройстве не демпфируются колебания ни по одной из шести степеней свободы подвеса, то оно, ослабляя влияние колебаний грунта, усиливает колебания подвеса на собственной резонансной частоте, т. е. если смещение грунта составляет 10 мм, подвес при резонансе может раскачиваться до 15 — 20 мм и более в зависимости от длительности воздействия, что, с свою очередь, в известной степени затрудняет обработку полученных записей, снижает точность измерений, а на частотах, близких к резонансу подвеса, искажает результаты измерений. А если еще учесть, что подвес имеет в вертикальной плос.кости одну резонансную частоту, в горизонтальной плоскости другую, а при крутильных колебаниях — третью, то искажения результатов измерений будут уже не на одной, а на трех разных резонансных или близких к ним частотах. Следовательно данное устройство не дает оснований для надежной защиты регистратора от влияния колебаний грунта.

Известно устройство для регистрации сей1р смических сигналов, содержащее датчик, линию передачи, регистратор и амортизирующие элементы, предназначенное для уменьшения влияния внешних механических воздействий на чувствительные элементы регистратора, выполненные в виде восьми коротких упругих резиновых растяжек, выходящих из углов регистраи закрепленных на каркасе приборного сооружения (2).

В таком устройстве частота собственных колебаний регистратора составляет примерно 10 — 12 Гц, а поскольку для хорошей амортизации частота собственных колебаний подвеса . должна быть ниже частот составляющих спектра вибрации, от которой аппаратура защищается, то устройство не может быть применено для регистрации низкочастотных сейсмических

И сигналов, составляющих единицы герц.

606148

Наиболес близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению яв ляется устройств подвески регистратора низкочастотных сейсмических сигналов в ближней зоне их возбуждения, содержащее амортизирующие элементы, выполненные в виде восьми резиновых растяжек, закрепленных на углах регистратора и на корпусе приборного сооружения (3) .

Верхние — несущие четыре растяжки выводят блок в равновесие, а нижние четыре растяжки обеспечивают демпфирование подвеса. Такая система подвеса может обеспечить частоту собственных колебаний 7 — 12 Гц, а значит заметно ослабить амплитуду приходящего сигнала, начиная с 12 — 15 Гц и выше.

Кроме того, в подвесах с шестью степенями свободы при слабом демпфировании в вертикальной и горизонтальной плоскостях и отсутствии cilELlHdëüíoãо демпфирования крутильных колебаний колебания вертикальной и горизонтальной составляющих спектра из-за неравномерности натяжения растяжек легко вызывают другие (крутильные) колебательные движения, которые оказывают механическое воздействие на чувствительные элементы регистратора. При попытке снизить собственную частоту подвеса с целью использования такого устройства для амортизации колебаний с . частотами от 1 Гц с растяжками одинаковой жесткости пришлось бы настолько увеличивать их длину, что такое устройство потеряло бы всякий практический интерес. Кроме того, с увеличением длины растяжек без введения дополнительных мер к демпфированию устройство становится менее устойчивым к ударным нагрузкам.

Таким образом такое устройство не может обеспечить надежную амортизацию низкочастотных колебаний в область от 1 до 8 — 10 Гц.

Целью изобретения является уменьшение влияний колебаний грунта на чувствительные элементы регистратора.

Поставленная цель достигается тем, что на углах регистратора закреплено по дополнительной растяжке, причем точки крепления двух растяжек, выходящих из одного угла регистратора к приборному сооружению, расположены на вертикальной плоскости, проходящей через противоположную углу регистратора диагональ соответствующего его основания, а углы, образованные растяжками соответственно с верхним и нижним основаниями регистратора, выбраны в пределах от 30 до 60, причем растяжки верхнего основания регистратора размещены со скольжением в резиновых трубчатых амортизаторах, закрепленных с одной стороны на растяжках, и длина каждого амортизатора не превышает трех четвертей длины растяжки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — 4 изображено аморт зирующее устройство, вид снизу, спереди и сверху, соответственно.

Устройство состоит из датчика 1, линии передачи 2 регистратора 3 и амортизирующих элементов 4.

Амортизирующее устройство содержит каркас 5, на котором закреплен регистратор 3 так, что центр его тяжести лежит на пересечении осей симметрии. По углам каркаса 5 поставлены крепежные кольца 6, за которые крепятся растяжки. Трубчатые амортизаторы 7 прикрепляются к растяжкам верхнего основания регистратора в точках 8. Резиновые растяжки 9 с резиновыми трубчатыми амортизаторами 7, выходящие из углов 10, 11 и 12, 13

i0 каркаса 5 верхнего основания крепятся в точках 14, 15 и 16, 17 приборного сооружения соответственно. Растяжки 18, выходящие из углов 19, 20 и 21, 22 нижнего основания каркаса 5, крепятся в соответствующих точках 23, i5

24 и 25, 26 приборного сооружения. Для амортизации частот, лежащих в диапазоне от 1 до 10 Гц достаточно взять линейные размеры приборного сооружения в три или четыре раза больше линейных размеров каркаса регистратора в зависимости от типов применяемых

z0 резиновых шнуров, чтобы добиться снижения собственной частоты подвеса в пределах от 0,75 до 0,65 Гц в горизонтальном и вертикальном направлениях его движения.

Углы а и Р (фиг. 3), образованные рас 5 тяжками соответственно с верхним и нижним основаниями регистратора, выбраны в пределах от 30 до 60 Устройство позволяет амортизировать колебания грунта с ускорениями до 10 м.сек на частоте 1 Гц. зо Устройство работает следующим образом.

Механические колебания грунта воспринимаются и преобразуются сейсмическим датчиком в электрические, которые по линии передач поступают на колебательные системы гальванометров, расположенных в регистрирующем 5 устройстве. Эти колебания воспринимаются так же и приборным сооружением, связанным через амортизаторы с регистратором. Благодаря амортизирующим свойствам резиновых подвесок и инерционности регистратора последний, о имея более низкую собственную частоту колебаний, чем частоты приходящих сигналов, не успевает следить за изменениями сигналов, оставаясь в положении равновесия.

На собственной частоте устройству не дает

45 раскачиваться демпфирование (затухание), вводимое сухим, механическим трением резиновых трубчатых амортизаторов, надетых со скольжением на верхние растяжки подвеса и самой подвесной системой регистратора. Из изложенного выше следует, что, если устройство достаточно загашено на собственной резонансной частоте и не воспринимает колебаний приходящих сигналов, то оно. надежно защищает регистратор от механических колебаний грунта и позволяет получать ка55 чественный сейсмический материал в ближней зоне источника возбуждения.

Устройство позволяет в десятки раз уменьшить влияние колебаний грунта на чувствительные элементы регистратора на частоте 1 Гц

« по сравнению с прототипом.

606148

Формула изобретения

Юг g

Составитель Л. Солодилов

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 702 . Подписное

Редактор В. Фильдман

Заказ 2466 43

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров С(CP по делам изобретений и открытий! l 3035, Москва, Ж-35, Раугнская наб. д. 4/5

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

Устройство подвески регистратора низкочастотных сейсмических сигналов в ближний зоне их возбуждения, содержащее амортизирующие элементы, выполненные в виде восьми резиновых растяжек, закрепленных на углах регистратора и на корпусе приборного сооружения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияний колебаний грунта на чувствительные элементы регистратора, на углах регистратора закреплено по дополнительной растяжке, причем точки крепления двух растяжек, выходящих из одного угла регистратора к приборному сооружению, расположены на вертикальной плоскости, проходящей через противоположную углу регистратора диагональ соответствующего его основания, а углы, образованные растяжками соответственно с верхним и нижним основаниями регистратора, выбраны в пределах от 30 до 60, причем растяжки верхнего основания регистратора размещены со скольжением в резиновых трубчатых амортизаторах, закрепленных с одной стороны на растяжках, и длина каждого амортизатора не превышает трех четвертей длины растяжки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1О

1. Сб. «Колебания грунтов и зданий при землетрясениях». в. 17. М., «Наука», 1.975.

2. Описание и инструкция по,эксплуатации светолучевого осциллографа Н вЂ” 700. Кишинев, 15

«Виброприбор», 1963, с. 5.

3. Иориш Ю. И. Измерение вибрации. М., «Машиностроение», 1956. с. 336.