Гравиметр Советский патент 1986 года по МПК G01V7/02 

2. Гравиметр по п. , о т л ичающийся тем, что СВЧ-усилитель выполнен с переносом усиления на прогпСжуточпую частоту.

3. Гравиметр по п. 1, 2, о т л ичающийся тем, что зазор не превьшшет величину порядка 2-5% от внешнего диаметра полого шара.

ГРАВИМЕТР, содержащий полый шар из сверхпроводящего материала, помещенный с зазором в трубу из немагнитного материала, два соленоида, охватывающих трубу, и регистратор, отличающийся тем, что. с целью повьшения чувствительности и расширения динамического диапазо на, труба снабжена двумя торцовыми стенками, размещенньми на равных расстояниях от центра полого шара, содержащими элементы связи, образующими с боковой стенкой трубы и поверхностью полого шара первьй и второй резонаторы, регистратор содержит смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотомер, соединенные последовательно, и СВЧ-усилитель, который соединен посредством элементов связи с торцовыми стенками, а резонаторы включены в цепь обратной связи усилителя, образуют первьй и второй генераторы, выходы (Л которых соединены с смесителем. х &9 ел

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для измерения гравитационного поля 3 егуши.

Известно устройство, где чувстви тельный элемент выполнен в виде п сверхпроводящего нолого цилиндра с двумя радиальными вырезами, центр тяжести которого смещен относительно продольной оси, а электромагнитная система ВЕ)1полнена в виде двух, расположенных соосно с инерционным элементом, радиальноосевьк опор и трех обмоток.

Недостатком известного устройства является узкий динамический диапазон, ограниченный системой астезирования, сложность настройки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гра виметр, содержащий полый шар из сверхпроводящего материала, помещенный с зазорог-t в трубу из немагнитного материала, цва сверхпроводящих соленоида, охватывающих трубу, регистратор, выполненньш в виде последвательно соединенных резонансного усилителя, синхрсл-пюго демодулятора и усилителя, а также шесть емкостных электродов - четыре в горизонтальной плоскост - и по одномл сверху и снизу включенных в емкостт)1Й мост, выход которого соеди -ген с входом регистратора.

Недостатком 1- звестного гравиметра является малая чувствительность и узкий динаг ическ1- й диапазон.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расшрфеггие динамического диапазона.

Цель достиг-ае1ч;я тем, что в гравиметре, содергсащем полый щар из сверхпроводящего материала, помещенньЕЙ с зазором в трубу из немагнитного материала , два по„-генспда , охватываюших трубу, и регистратор, труба

снабжена двумя торцовыми стенками, paзмeщeнны ш на равных расстояниях от nefrrpa полого шара, содержащими элементы связи, образующими с боковой стенкой трубы И поверхностью полого шара первьш и второй резонаторы, регистратор содержит смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотомер, соединенньш последовательно и СВЧ-усилитель, который соединен носредством элементов связи с торцевыми стенками, а резонаторы включены в цепь обратной связи усилителя , образуют первый и второй генераторы, выходы которых соединены со смесителем.

Кроме того, СВЧ-усилитель выполне; с переносом усиления на промеж у т о ч ную ч а с т о ту.

Кроме того, зазор не превышает величину порядка 2-5% от внешнего диаметра полого шара.

На чертеже представлена схема гравиметра.

Иервьш и второй резонаторы 1 и 2 образованы трубой 3 из немагнитного металла с высокой проводимостью (медь 1ШИ алюминий), полым шаром 4, покрытым сверхпроводником (свинцом или ниобием), и торцовыми стенками 5 и 6. Полый шар 4 подвешен в магнитном поле соленоидов 7 и 8, которые

установлены с возможностью взаимного перемещения и перемещения относительно трубы 3. Центр полого шара 4 совпадает с осью трубы 3. Для исключения уменьшения добротности резонаторов 1 и 2 зазор между трубой 3 и полым шаром 4 - не менее 2-5% от диаметра полого шара 4. Резонаторы 1 и 2 включены в цепь обратной связи усилителя 9, образуют, соответственно, первый и второй генераторы 10 и 11, к выходам которых подключен смеситель 12, (;оединенный через усилитель промежуточной частоты 13 с частотомером 14, Опора 15 изготовлена из фторопласта, крепится к внутренней поверхности трубы 3 расстоянии (О,1-О,25)D ниже ее середины, где D - внутренний диаметр трубы. СВЧ-усилитель 9 вьшолнен, напри мер, в виде СВЧ-усилителя с переносом усиления на промежуточную частоту. Первый и второй резонаторы 1 и 2 полый шар 4 и соленоиды 7 и 8 расположены в вакуумной камере, охлаждаемой жидким гелием (на чертеже не показано). Гравиметр работает следующим образом. Поскольку положение полого шара 4 определяется равенством диамагнит ных сил выталкивания и силы тяжести а от положения полого шара 4 зависят размеры первого и второго резонаторов 1 и 2, то при изменениях силы тяжести или токов, протекающих через соленоиды 7 и 8 изменяются собственные частоты первого и вто5рого резонаторов i , к, следовательно , первого и второго генераторов 10, 11, Если частота одного генератора увеличивается, то частота другого уменьшается на такую же величину, В смесителе 12 происходит сравнение частот генераторов, разностная частота, вьщеляемая усилителем промежуточной частоты 13, подается на частотомер 14, Изменения частот генераторов 10 и 11, вызванные дестабилизирующими: факторами, не оказывают влияния на погрешность определения силы тяжести,так как они взаимно компенсируются в смесителе 12, Изобретение позволяет повысить чувствительность, расширить динамический диапазон, благодаря использованию двух СВЧ-резонаторов, которые позволяют создать оптимальную для выбора подъемный силы полого шара кон-фигурацию магнитного поля, а также благодаря использованию регистратора, выполненного по дифференциальной схеме.