Способ коррекции движения маятника вертикального сейсмометра

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскки

Сюцкалмсткческкк

Республик

<» 779961 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено l l.l0.78 (21) 273.7456/18-2 с присоединением заявки ¹ (2;3) Приоритет

Опубликовано 15.11.80 Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 18.11.80

3 (51) Ч. Кл.

С,01 Ч ll l6

Гасударственный комитет

СССР (53) УДК550. . 834(088.8) 60 делан изабретений и атврытнй (72) Автор изобретения

А. В. Рыков

Ордена Ленина Институт физики Земли им . Ю. 10. Шмидта (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ДВИЖЕНИЯ МАЯТНИКА

ВЕРТИКАЛЬНОГО С ЕЙСМОМЕТРА т=gri

С а т

4 672 к

Изобретение относится к сейсмометрии,,сейсмологии и гравиметрии и может быть использовано при наблюдениях длиннопериодных сейсмических волн и собственных колебаний Земли.

Известен способ коррекции движения маятника сейсмометра (11, при котором формируют сигнал, пропорциональный ускорению движения инертной массы, которым с помошью электродинамического преобразователя воздействуют на инертную массу. В результате .воздействия происходит коррекция движения массы таким образом, как если бы ее момент инерции увеличился. Увеличение момента инерции расчитывается по формулет

К=К,(1-k) . (1) . где . k, — начальный момент инерции; о

М вЂ” коэффициент обратной связи.

При Кар, т.е. при отрицательной обратной связи, момент инерции увеличивается электронным способом беэ изменения габаритов прибора. Соответственно

2 повышается период собственных колебаний сейсмометра по формуле .

Однако при этом не происходит увеличение чувствительности:

Укаэанный способ формирует полезные фильтруюшие свойства сейсмометра, но не увеличивает его чувствительность.

Наиболее близким техническим реше15 нием является способ коррекции движения маятника сейсмометра (2). его использование приводит к увеличению и чувствительности, и периода сейсмометра одновременно. При этом способе формируют сигнал, пропорциональный смешению инертной массы относительно основания прибора, и оказывают им воздействие через электродинамический преобразователь

3 77 на упругий подвес. Сейсмометр приобретает новый период собственных колебаний; т = т J s-Г (4)

3нак коэффициента обратной связи 1 определяет результат этого воздействия, При А>0 воздействие будет в форме положительной обратной связи и даст увеличение периода Т .

Из формулы видно, что этот способ коррекции движения инертной массы обладает всеми недостатками, возникающими при использовании положительной обратной связи. Например, для получения значительного повышения периода Т, необходимо с огромной точностью соблюдать постоянной величину k, близкую к единице, иначе разность под .. корнем становится отрицательной, что ведет к потере устойчивости сейсмометра. Этим способом удается увеличить период в 3.,5-2 раза. Но и при этом наблюдается ухудшение линейности и устойчивости нуля сейсмометра.

Целью изобретения является повышение периода собственных колебаний сейсмометра при одновременном увеличении чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что формируют сигнал по смещению, возникающему между участком упругого подвеса и инертной массой, и осуществляют этим сигналом воздействие на участок упругого подвеса так, что смешение в процессе воздействия стремится к нулю.

Способ поясняется чертежом.

Срйсмометр состоит из инертной массы 1, упругого подвеса 2, преобразователя 3 сигнала по смещению между частью упругого подвеса и массой в электрический ток, преобразователя 4. электрического тока в силу воздействия на часть упругого подвеса.

Сейсмометр работает следующим образом. При движении инертной массы l возникает относительное смещение участка упругого подвеса 2 и массы

Оно измеряется преобразователем 3, который формирует сигнал, пропорциональный относительному смещению. Сигнал подается в преобразователь 4, который воздействует под влиянием сигнала на упругий подвес 2 так, что указанное смещение стремится к нулю. Результатом этого является следование участка упругого подвеса 2 за перемещениями

996 l 4 массы l и соответственное уменьшение упругости подвеса. Возрастает период собственных колебаний и чувствительность сейсмометра.

Эффект увеличения периода обеспечивается с помощью отрицательной обратной связи, придающей системе стабильность, линейность и т.п. На практике ограничения в повышении. периода возникают из«за инерционности участка упругого подвеса, который включен в цепь слежения за перемещениями массы..

Средства устранения этого ограничения известны из теории следящих систем: облегчение соответствующих узлов конструкции, введение первой производной в цепь слежения, введение фильтров высоких частот, Принцип предлагаемого способа испытан на опыте. Испытания схемы способа на макете вертикального сейсмометра с малыми габаритами подтвердили вышеприведенные возможности способа. Период увеличивается в lO и более раз, чувствительность увеличивается в сотни раз. При этом сохраняется линейность, точность сейсмометра, его механическая стабильность.

3S

5

Формула изобретения

Способ коррекции движения маятника вертикального сейсмометра с упругим подвесом инертной массы, заключающийся в воздействии на упругий подвес к инертную массу сигналом, возникающим при движении маятника, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения периода собственных колебаний сейсмометра при одновременном увеличении чувствительности, формируют сигнал по смешению, возникающему между участком упругого подвеса и инертной мас- сой, и осуществляют этим сигналом воздействие на участок упругого подвеса так, что смещение в процессе воздействия стремится к нулю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дараган С. К. К вопросу о коррекции частотной характеристики сейсмического тракта, Изв, AH СССР, серия

Физика Земли", N 3. 3967.

2. Рыков А. В.,"Влияние обратной; связи на параметры маятника", Изв, АН СССР, серия геофизическая, N 7, 1 963 (прототип).

779961

Составитель Т. Райкова

Редактор H. Коляда Техред И.цабурка Корректор В. Синицкая

Заказ 9319/13 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

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