Крутильный сейсмометр Советский патент 1987 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано для измерения крутильных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения регистрации ротационной компоненты при любом положении корпуса.

На фиг.1 изображена принципиальная схема сейсмометра; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Сейсмометр состоит из корпуса 1 с центральным стержнем 2, подвеса, вьшолненного на основе биморфных пьезоэлектрических пластин 3, снабженных фиксируюр151ми наконечниками 4, ре- гулирово,чных узлов 5, закрепленных на маятнике 6.

Маятник 6 выполнен в виде полого цилиндра и снабжен регулировочными узлами 5, обеспечивающими соединение между фиксирующими наконечниками 4 и маятником 6. При этом фиксирующие наконечники 4 могут быть выполнены, например, в виде треугольной призмы, основание которой жестко скреплено .с одним из торцевых концов пластины 3, а ребро угла, противолежащего основанию, входит в проточку в регулировочном узле 5. Другой торцевой конец пластины 3 жестко связан с центральным стержнем 2. Регулировочный узел 5 может быть выполнен в виде цилиндра, имеющего на поверхности для предотвращения закручивания выступ, входящий в паз маятника и прижимного винта, обеспечивающего перемещение этого цилиндра в направлении фиксирующего наконечника 4. Для предотвращения скольжения ребра фиксирующего наконечника 4 торец цилиндра может быть снабжен проточкой.

Пластина 3 установлена в двух вза- имноперпендикулярных направлениях в плоскости, приходящей через среднее сечение маятника 6.

Сейсмометр работает следуюпщм об- piasoM.

Прибор устанавливается на иссле- дуемьш объект корпусом 1. В зависимости от регистрируемой вращательной компоненты сейсмического волнового поля производится ориентировка прибора. В случае регистрации вращательной компоненты вокруг вертикальной оси прибор устанавливается таким образом, чтобы стержень 2 бьш расположен вертикально относительно горизонтальной поверхности объекта. Если же произво5 дится регистрация вращательной ком- понэнты вокруг одной из горизонтальных осей, то прибор устанавливается таким образом, чтобы стержень 2 бьт параллелен этой оси. Конструкция при0 бора предусматривает возможность такой установки, поскольку пластины 3 закреплены на равных расстояниях от торцевых поверхностей маятника 6, что обеспечивает его равновесие при

5 нахождении в горизонтальном положении. В случае вертикального расположения стержня 2, маятник подвешен на пластинах 3, которые обладают достаточной жесткостью к деформациям на

0 прогиб, поскольку выполнены из пьезо- керамики и установлены таким образом, что-высота этой пластины на много больше ее толишны. Такая компоновка пластин и маятника позволяет изба5 виться от помех, вызванных другими типами волн,. поскольку маятник не может испытывать ни горизонтальных, ни вертикальных перемещений. Он реагирует только на вращательное движе0 ние вокруг стержня 2.

При воздействии измеря емой вращательной компонетны сейсмического ко

лебания на корпус 1 прибора происходит поворот стержня 2 вокруг своей

зс оси. Маятник 6 .остается неподвижным и в силу этого происходит изгиб биморфных пьезоэлектрических пластин 3 в одном направлении и на них появляется ЭДС, пропорциональная углу за0 кручивания стержня 2. Эта ЭДС и является полезным сигналом. Наличие фиксирующих наконечников 4, механически соединенных с регулировочными узлами 5, дает возможность пластинам 3 изги5 баться в одном направлении. В случае закрепления торцевых концов без этого узла на маятнике 6 при закручивании концы пластины деформируются в противоположных направлениях относи0 тельно ее сере;дины, что создает суммарную ЗДС на пластине, равную нулю.

Формула изобретения

5 1. Крутильный сейсмометр, содержащий корпус, маятник, подвес маятника к корпусу и преобразователь, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности измерений и расщи313

рения функциональных возможностей за счет обеспечения регистрации ротационной компоненты при произвольном положении корпуса, Б корпусе установлен центральный стержень, маятник выполнен в виде полого цилиндра, а подвес маятника - в виде биморфных пьезоэлектрических пластин, один конец которых жёстко закреплен на .стержне, а другой посредством шарнира взаимодействует с внутренней поверхностью

25004

.маятника, при этом пластины установлены в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, проходяшей через среднее сечение маг ятника.

2. Сейсмометр по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что концы пластин, взаимодействующие с внутренней по- fO верхностью маятника, снабжены призматическими наконечниками.

Изобретение касается геофизических измерений и может быть использовано для измерения крутильных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике. Целью изобретения яйляется повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерений ротационной компоненты при любом положении корпуса прибора. Поставленная цель достигается тем, что подвес маятника к центральному стержню в корпусе осуществляется посредством биморфных пьезоэлектрических пластин, один конец которых жестко закреплен на стержне, а другой снабжен призматическими наконечниками, взаимодействующими с внутренней поверхностью маятника. Пластины расположены в среднем сечении, маятника в двух взаимно перпендикулярных направлениях . 1 з.п.ф-лы, 2 ил. с $ (Л

А-А

Составитель Г. Старостина Редактор П. Герепш Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Заказ 1969/А4

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Фиг. 2