СЕЙСМОПРИЕМНИК Российский патент 1995 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к приборам для измерения параметров вибраций, колебаний почвы и сооружений и может быть использовано в сейсмометрии.

Известен сейсмоприемник, содержащий корпус, инерционную массу и две дополнительные массы, упруго связанные одна с верхним, а другая с нижним основанием корпуса, а инерционная масса упруго подвешена между ними [1]
Известен также сейсмоприемник, содержащий корпус с соосно установленной крышкой, расположенную в корпусе катушку, которая связана с корпусом посредством пружин с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, а также расположенный внутри катушки и жестко связанный с корпусом магнит, ориентированный своими полюсами вдоль оси корпуса [2]
Недостатком известного сейсмоприемника является низкая надежность вследствие недостаточной прочности пружин.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого технического решения, заключаются в наличии корпуса с крышкой, расположенной в корпусе катушки, которая связана с корпусом посредством пружин с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, а также в наличии расположенного внутри корпуса и жестко связанного с корпусом магнита, ориентированного своими полюсами вдоль оси корпуса.

Недостатком прототипа является ограничение на увеличение прочности пружин, так как это увеличение прочности обусловливает необходимость увеличения сечения пружины, что ведет к увеличению жесткости пружинного подвеса катушки и, соответственно, к увеличению собственной частоты сейсмоприемника, что недопустимо по техническим стандартам.

Цель изобретения увеличение прочности пружин.

Цель достигается при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности сейсмоприемника за счет увеличения прочности пружин при сохранении паспортного значения собственной частоты сейсмоприемника (10±0,6 Гц).

В сейсмоприемнике, содержащем корпус, крышку, установленную на корпусе соосно с ним, катушку, расположенную в корпусе и связанную с ним посредством двух пружин с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, магнит, который расположен внутри катушки, жестко соединен с корпусом и ориентирован своими полюсами вдоль оси корпуса, введены два ферромагнитных кольца, которые установлены на боковой поверхности катушки соосно с ней и с возможностью перемещения вдоль образующей ее боковой поверхности.

Кроме того, сейсмоприемник отличается тем, что снабжен ферромагнитными сегментами, установленными на основании катушки, ориентированном в направлении крышки корпуса.

Повышение прочности пружин (необходимое для повышения надежности сейсмоприемника) ведет к увеличению жесткости пружинного подвеса катушки, что обусловливает увеличение собственной частоты сейсмоприемника. Наличие же ферромагнитных колец на боковой поверхности катушки, а также ферромагнитных сегментов на одном основании катушки благодаря магнитному взаимодействию этих колец и сегментов с магнитом обусловливает эффект продольной магнитной растяжки, который уменьшает жесткость пружинного подвеса катушки. Это компенсирующее влияние ферромагнитных колец и ферромагнитных сегментов дает возможность увеличить прочность пружин и одновременно сохранить паспортное значение собственной частоты сейсмоприемника (10±0,6 Гц).

На чертеже схематично показана конструкция сейсмоприемника.

Сейсмоприемник содержит корпус 1 с соосно установленной на нем крышкой 2, катушку 3 с обмоткой 4, установленную в корпусе 1 соосно с ним и связанную с этим корпусом посредством пружин 5 с возможностью упругого перемещения относительно корпуса 1 вдоль его оси, магнит 6, который расположен внутри катушки 3, ориентирован своими полюсами вдоль оси корпуса 1 и жестко связан с последним посредством элемента 7 крепления, верхнее и нижнее ферромагнитные кольца 8, которые установлены на боковой поверхности катушки 3, соосной с ней, и с возможностью перемещения вдоль образующей ее боковой поверхности, ферромагнитные сегменты 9, установленные на верхнем основании катушки 3, т.е. на основании, ориентированном к крышке 2. Возможность упомянутого перемещения ферромагнитных колец 8 может быть обеспечена, например, закреплением на катушке 3 специального цилиндра 10, с наружной поверхностью которого кольца 8 могут быть связаны посредством резьбы (не показана). Магнитные сегменты 9 закреплены на верхнем основании катушки 3 посредством, например, клея.

Настройка и работа сейсмоприемника заключаются в следующем.

Первоначально производят грубую настройку собственной частоты сейсмоприемника путем перемещения ферромагнитных колец 8 относительно катушки 3. Затем кольца 8 фиксируют на катушке 3 (например клеем), которую после этого устанавливают в корпусе 1. Затем производят тонкую настройку собственной частоты сейсмоприемника установкой на верхнем основании катушки 3 ферромагнитных сегментов 9, которые на указанном основании фиксируют. Влияние указанных колец 8, а также сегментов 9 на собственную частоту сейсмоприемника обусловлено физическими эффектами поперечной и продольной магнитных растяжек. После указанной регулировки корпус 1 закрывают крышкой 2 и сейсмоприемник готов к работе.

В процессе работы сейсмоприемника вертикальные составляющие колебаний среды вызывают относительные перемещения инертной массы (катушки 3) сейсмоприемника по отношению к его корпусу 1 и соответственно к магниту 6, в результате чего в обмотке 4 катушки 3 наводится ЭДС индукции, пропорциональная скорости смещения. Напряжение с выхода сейсмоприемника подается на вход сейсмической станции.

Использование: измерение параметров вибраций. Цель: упрощение регулирования собственной частоты сейсмоприемника в широком частотном диапазоне и его защита от влияния внешних магнитных полей. Сущность изобретения: сейсмоприемник содержит корпус, установленные в корпусе основание с немагнитным полым цилиндром, инерционную массу в виде постоянного магнита, поперечный фиксатор, ферромагнтный цилиндр, выполняющий функцию поперечной магнитной растяжки, ферромагнитные стаканы, датчик вертикального перемещения инерционной массы. Регулирование собственной частоты сейсмоприемника производится вертикальным перемещением стаканов, относительно немагнитного цилиндра. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий корпус, расположенные в нем катушку, связанную с корпусом посредством двух пружин с возможностью упругого перемещения относительно корпуса вдоль его оси, и постоянный магнит, жестко соединенный с корпусом и ориентированный своими полюсами вдоль оси корпуса, и устройство магнитной регулировки собственной частоты подвижного элемента, отличающийся тем, что постоянный магнит расположен внутри катушки, при этом корпус снабжен крышкой, установленной соосно с ним, а устройство магнитной регулировки собственной частоты подвижного элемента выполнено в виде двух ферромагнитных колец, установленных на боковой поверхности катушки соосно с ней с возможностью перемещения вдоль образующей ее боковой поверхности. 2. Сейсмоприемник по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен ферромагнитными сегментами, установленными на основании катушки со стороны крышки корпуса.