Сейсмонаклономер Советский патент 1986 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к области геофизического приборостроения и мо жет быть использовано для измерения сейсмических наклонов земной поверхности в сейсмометрии.

Целью изобретения является повышение чувствительности к угловым перемещениям и устранение влияния линейных перемещений.

На фиг . 1 изображена принципиальная схема конструкции сейсмонаклоно- мёра; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема.

Сейсмонаклономер состоит из урав,- новещенногр маятника, представляю- щего собой раму 1, на которой крепят ;ся массы 2 упругие тарниры 3, регулировочные грузики 4, которые можно перемещать по вертикали и по горизонтали, напрггшер, по направляющим с винтовой нарезкой 5, катушка магнитоэлектрического преобразователя 6 и барокомпенсир ующий пенопластовый поплавок 7. Маятник подвешен посредством упругих крестообразных шарниров на стойке 8 основания 9. На основании расположена также магнитная система 10 и пластины неподвижных обкладок конденсаторов 1 1 , крепя111;иеся через изолирующие подкладки под массами маятника,, Конструкция маятника, при которой массы разнесены по разны стороны от оси вращения, позволяет получить достаточно большой момент инерции при М1шимальнык весе и размерах прибрра, Большой момент инерции,, а также малый момент возвращающих сил, обусловленный применением в упругих шарнирах тонких стальных ленточек , позволяет получить большой собственный период маятника (до 60 с)

Форма и взаимное расположение де талей маятника выбраны таким образом чтобы при сборке обеспечить приблизительное совпадение пентра масс маятника с осью вращения р а точное уравновешивание производится при настройке прибора с помощью регулировочных грузиков, . Выбранная конфигурация расположения пластин дифференциального конденсатора, позволяет упростить конструкцию прибора при одновременном повышении симметрии и стабильности преобразователя. Современная малошумящая электроника на интегральных микросхемах, высокостабильный кварцевый генератор с автоматической регулировкой амплитуды и

термостатированием кварцевого резонатора, примененные в электронной схеме преобразователя, дают существенный вьшгрыш в чувствительности, стабильности и разрешающей способности сейс- монаклономера, Дополнительный магнитоэлектрический преобразователь служит для реализации активной отрицательной обратной связи по смещению

маятника, которая стабилизирует положение нуля маятника и устраняет долговременный дрейф.

Электрическая схема сейсмонаклоно- мера состоит из кварцевого генератора

12 с которого переменное напряжение частотой 1 МГц подается на возбуждающую катушку Гз, соединенную с дифференциальным конденсатором 16, Переменное напряжение, снимаемое с контуров, выпрямляется диодами 17 и 18, сглаживается конденсаторами 19 и 20 и подается на вход дифференциального усилителя: с малым уровнем шумов и высоким входным сопротивлением 2.

Выходной сигнал используется для введения стабилизирующей отрицательной обратной связи, для чего он интегрируется с большей постоянной времени (10 с) усилителем 22 и подается в

противофазе, на катушку магнитоэлектрического преобразователя 23,

Сейсмонаклономер работает следующим образом.

После сборки производится настройка прибора, т.е, точное уравновешивание маятника с помощью регулировочных грузиков,. Методика настройки основана на том, что при пересечении точкой центра масс оси вращения знак

реакции маятника на статический наклон осноЕшния меняется на противоположный, а при точном совмещении центра масс и оси вращения эта реакция исчезает. Статические наклоны задаются винтом, расположенным на ножке основания прибора, а перемещения центра масс добиваются перемещением регулировочных грузиков. После настройки Сейсмонаклономер будет реагировать только на поворотную компоненту сейсмической волны и не будет чувствовать перемещений почвы. Для устранения Помех атмосферного происхождения на маятник производится дополнительное уравновешивание объемов и моментов выталкивающ их архимедовых сил с помощью.барокомпенсирзтощего пенопластового поплавка 7, крепящегося на раме маятника с возможностью перемещения по винтовой нарезке направляющей по горизонтали. При небла- гоприятньк температурных условиях и повьшенной влажности прибор закры- вают герметичным колпаком и пассивным термостатом в виде пенопластового домика, который устраняет влияние среды на детали маятника и преобразователя и конвективные потоки под колпаком прибора.

Сейсмонаклономер при собственном периоде 60 с обеспечивает разрешение по смещению маятника не хуже 10 , м и соответственно по наклонам 0,5 уг- ловых миллис екунды. Кроме того, имеется запас по разрешающей способности преобразователя за счет уменьшения зазоров дифференциального конденсатора, которые выбраны из соображений удобства настройки равными 0,2 мм.

Таким образом, предлагаемый прибор позволяет значительно увеличить точность измерения наклонов, по край- ней мере, на 1,5 - 2 порядка, расщи 5 ю

246033

рить рабочую полосу частот от 60 с, а также достичь гораздо полного разделения поворотной ненты от перемещений.

Формула изобретения

Сейсмонаклономер, содержащий маят- ник, упругие шарниры, параметрический и магнитоэлектрический преобразова- тели, отличаю щ.ийся тем, что, с целью повышения :чувствительности к угловым перемещениям и устра нения- влияния линейных перемещений, маятник сейсмонаклономера вьтолнен в виде поворотного уравновешенного маятника , на котором установлены регулировочные грузики с возможностью перемещения по вертикали и по горизонтали, а параметрический преобразователь выполнен таким образом, что неподвижные обкладки конденсаторов расположены по обе стороны от оси вращения маятника, а подвижная обкладка образована плоскими гранями масс маятника.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в сейсмометрии. Преимуществом устройства является повьшенная чувствительность к наклонам и устранение чувствительности к линейным перемещениям, что достигается применением симметричного уравновешенного маятника, снабженного дифференциальным емкостным преобразователем, подвижной обкладкой которого являются плоские грани разнесенных по обе стороны оси вращения масс маятника. 2 ил. со 00

LT

//////л

I

г, . . V

S

Ю

6

Y/Y///:

и

Фиг.1

П

16

/

1520

18

-М-

4 п

вб/Х -0

Ф«г.2

Редактор Н, Егорова

Составитель М, Спасский

Техред И.Попов1 1ч Корректор А. Зимокосов

Заказ 3996/39Тираж 728

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и oTKpbiTHii 113035, Москва, Ж-35, Раушская наСэ,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное