Градиентометр Советский патент 1990 года по МПК G01V7/04 

00 ;о оэ

1П

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовяно в гравиметрии для измерения вторых производных гравитационного потенциала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения вторых производных гравитационного потенциала по произволь ным направлениям.

На чертеже показана схема предложенного градиентометра.

Градиентометр содержит станину 1 с установленными на ней держателями 2 и 3, пробных тела 4 и 5 и средства 6, 7 для улавливания тел в нижних точках траекторий irx свободного падения и подъема тел к держателям. На станине 1 установлены лазер 8 и све- тоделитель 9, Па теле 4, расположенном первым после светоделителя, закреплен отражатель 10, выполненный в пиде двугранной прямоугольной призмы с внеш(П1м отражением от катетных гра ней. На теле 5 установлен отражатель t1. Градиентометр содержит также по- ворот 1ые зеркала 12, второй светоделитель 13 и фотоприемник 1 i. Оба тела А, Ь с отражателями 10 и 11 раз- мещеиы в одном плече интерференционной системы, образованной лазером 8, светоделителями 9 и 13, отражателями 10, 11 и поворотными -зеркалами 12.

Градиентометр работает следующим образом.

В заданный момент времени держатели 2 и 3 01 пускают тела 4 и 5, предоставляя им свободно падать. Луч

лазера 8 разделяется светоделителем

9 на два луча, проходящих опорное и

измерительное плечи интерференционно системы. Первый луч, проходящий измерительное плечо, по вертикали падает на отражатель 10 тела 4. От него луч отражается в направлении, задаваемом измеряемой второй производной гравитационного потенциала. После отражения от отражателя 11 тела 5 луч возвращается в обратном направлении, на другую катетную грань отражателя 10 тела 4, от которой отражается в вертикальном направлении. Поворотные зеркала 12 направляют луч, проходящий измерительное плечо, на светоделитель 13, где сходятся измеритель- ное и опорное плечи интерференцион

П

5 0 5 О

- 0

0 5

5

5

12

ной системы. Далее первый и второй лучи, соединяясь, падают на фотоприемник 14.

Временная зависимость интенсивности принимаемого фотоприемником излучения позволяет определить временную зависимость длины измерительного плеча, т.е. временную зависимость расстояния 1 между телами 4 и 5. Эта временная зависимость дает возможность определить вторую производную 9 v/9x гравитационного потенциала v по направлению оси X, проходящей через центры тяжести тел 4 и 5

3 v 1 91 Эх Т

При этом взаимное расположение тел 4 и 5 остается произвольным, т.е. ось X может иметь произвольное наперед заданное направление. Таким образом, предложенный градиентометр может функционировать при произвольном расположении свободно падаюошх тел относительно друг друга и обеспечить измерение вторых производных гравитационного потенциала по произвольным направлениям.

Возможность измерения этих величин позволит существенно продвинуться в исследовании гравитационного поля Земли, которое несет информацию о строении земной коры, залегании полезных ископаемьпс, а также повысить точность навигационных приборов.

Формула изобретения

Градиентометр, содержащий интерференционную систему, состоящую из лазера, светоделителя, двух свободно падающих тел с укрепленными на них оптически связанными отражателями, поворотных зеркал, второго светоделителя и фотоприемнйка, отличающийся тем, что с целью расширения функциональн пс возможностей путем измерения вторых производных гравитационного потенциала по произвольным направлениям, оба свободно пада- юп(их тела с отражателями размещены в одном плече интерференционной системы устройства, а один из отражателей выполнен в виде двугранной прямоугольной призмы с внешним отражением от катетных граней.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть испольэовано в гравиметрии. Целью изобретения является измерение вторых производных гравитационного потенциала по произвольным направлениям. Принцип действия градиентометра базируется на измерении относительного расстояния между разнесенными пробными телами с установленными на них световыми отражателями, свободно падающими в неоднородном гравитационном поле. В отличие от из- Ьестного аналога свободно падающие пробные тела в предлагаемом устройстве расположены в одном плече лазерного интерферометра, а один из отражателей выполнен в виде двугранной прямоугольной призмы с внешним отражением от катетных граней. 1 ил.