Упругий подвес сейсмометра Советский патент 1985 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к упругим под весам чувствительных элементов сейсмометров . Известны упругие подвесы, сейсмометров, содержащие плоские пружины, один конец которых закрешген на кор пусе, а к другому прикреплен чувствительный элемент (инерционная масса) Л . Однако эти упругие подвесы обладают сравнительно большой жесткость что ухудшает чувствительность сейсмометра и не позволяет измерять низкочастотные колебания. Кроме тог при колебаниях возникает паразитное движение инерционной в направлении, перпендикулярном основному движению которое снижает точность измерений. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является упругий подвес сейсмометра, содержа щий ирисовые пружины, состоящие из наружного и внутреннего колец, соединенных дуговыми лучами 2J . Недостатком известных пружин является сравнительно большая жесткость подвеса, а следовательно, низкая чувствительность сейсмометра Снижение жесткости такого подвеса ограничивается прочностью лучей. Большая жесткость упругого подвеса приводит также к искажению частотной характеристики сейсмометра при низких частотах из-за высокого значения собственной частоты колебаний инерционной массы. Цель изобретения - повьппение чув ствительности сейсмометра и расширения его частотного диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в упругом.подвесе сейсмометра, содержащем ирисовые пружины, состоящие из наружного и внутреннег колец, соединенных дуговыми лучами, ирисовые пружины вьтолнены в виде двух одинаковых параллельных пружин жестко скрепленных одна с другой на концевых участках дуговых лучей, причем длина каждого концевого учас ка составляет не менее четверти и н более трети длины дугового луча, а средние участки дуговых лучей раз делены зазором. Установка ирисовых пружин попарно и соединение их лучей на концевых участках позволяет снизить жест кость упругого подвеса сейсмометра без увеличения внутренних напряжений в опасных точках, так как внутренние напряжения в наиболее нагруженных поперечных сечениях лучей (на концах лучей) не увеличиваются, а напряжения (и деформации) в слабо нагруженных поперечных сечениях возрастают. Наиболее нагружены поперечные сечения, расположенные ближе к концам лучей (изгибающий и крутящий моменты в этих сечениях имеют наибольшие значения), а сечения, расположенные ближе к серединам лучей, менее нагружены. Соединение лучей ирисовых пружин (например, сваркой) на участках, близких к концам, обеспечивает их прочность. При этом, за счет большей податливости несоединенных участков ирисовых пружин, жесткость упругого подвеса сейсмометра уменьшается. Повьшгение внутренних напряжений (а следовательно, увеличение податливости) в слабо нагруженных поперечных сечениях возможно, если напряжения меньше допускаемых. Для этого длина соединенных участков лучей выбирается в диапазоне 1/4 - 1/3 длины лучей, в зависимости от числа лучей. Средние участки лучей не соприкасаются для того, чтобы не возникало трения между лучами, так как наличие трения повьшает жесткость и ухудшает чувствительность сейсмометра. На чертеже изображен упругий подвес сейсмометра при наличии двух плоскостей установки ирисовых пружин. Упругий подвес сейсмометра содержит ирисовые пр жины 1, установленные попарно, cocтoяш e из наружного 2 и внутреннего 3 колец, соединенных дуговыми лучами 4. Наружные кольца 2 закрепляются в корпусе 5 сейсмометра, а к внутренним кольцам 3 крепится инерционная масса 6. I При отсутствии возмущений инерционная масса 6 находится в равновесии, т.е. сила тяжести уравновешивается упругими силами со стороны лучей 4. В поперечных сечениях лучей 4 возникают перерезывающая сила, изгибающий и крутящий моменты. При воздействии возмущений инерционная масса 6 перемещается относительно корпуса 5 с ускорением, поэтому изменяются по времени усилия в поперечных сечениях лучей 4, а, следовательно, и внутренние напряжения. Как известно, при переменных внутренних напряжениях, больших определенного предела, на диаграмме деформирования материала наблюдается обратимьй гистерезис (существует также такая величина напряжений, при которых гистерезис становится не обратимым). В результате этого нарушается линейность колебаний инерционной массы 6, что приводит к снижению точности измерений и к сложности обработки выходного сигнала.

Предлагаемый упругий подвес позволяет, не изменяя собственной

частоты сейсмометра, уменьшить вес чувствительного элемента (а следовательно, и внутренние напряжения), что приводит к улучшению линейности амплитудной характеристики сейсмометра.

Упругий подвес сейсмометра позволяет повысить чувствительность сей смометра и избавиться от паразитного движения инерционной массы и, таким образом, повысить точность измерений, а также снизить собственную частоту колебаний инерционной массы сейсмометра за счет уменьшения жесткости подвеса сейсмометра, что расширяет амплитудно-частотный диапазон измеряемых колебаний.

УПРУГИЙ ПОЛВЕС СЕЙСМОМЕТРА, Содержащий ирисовые прукины, состоящие из наружного и внутреннего колец, соединенных дуговыми лучами, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности сейсмометра и расширения его частотного диапазона, ирисовые пружины выполнены в виде двух одинаковых параллельных пружин, жестко скрепленных одна с другой на концевых участках дуговых лучей, причем длина каждого концевого участка составляет не менее четверти и не более трети длины дугового луча, а средние участки дуговых лучей разделены зазором. сл 4 о О) а