Длиннопериодный вертикальный сейсмометр Советский патент 1990 года по МПК G01V1/16 

1

(21)4161090/31-25

(22)12.12.86

(46) 15.02.90. Бюл. № 6

(71)Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта

(72)Ю.А.Колесников и А.В.Рыков (53) 550.834(088.8)

(56) Архангельский В.Т., Кирнос Д.П., Попов И.И., Соловьев В.Н. Опыт наблюдения длиннопериодных сейсмических волн на станции Симферополь. Изв. АН СССР, сер. геофиз. М., 1961, № 5, с. 670-675.

Кирнос Д.П., Архангельский В.Т., Аранович З.И., Феофилактов В.Д. Широкополосные сейсмографы общего типй и унифицированная методика определения постоянных. Аппаратура для регистрации сейсмических процессов. Вып. R9 5, М.: Иэд-во Наука, 1969, с. 5-8, 9-Ю.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть применено в вертикальных сейсмометрах.

Целью изобретения является стабилизация параметров сейсмометра в широком диапазоне изменений температуры и повышение разрешающей способности сейсмометра.

На чертеже показана схема предлагаемого сейсмометра.

Основными массами сейсмометра являются массы 1 и 2, расположенные по разные стороны от оси вращения маятника. На маятнике расположены поворотный рычаг с плечами 3 и 4 и поворотный рычаг с плечами 5 и 6. На плечах рычагов разме1цены регулировочные

(54) ДЛИННОПЕРИОДНЫИ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОМЕТР

(57) Изобретение относится к сейсмометрии и может быть применено в сейсмометрах. Цель изобретения - стабилизация параметров сейсмометра в широком диапазоне изменений температуры и повышение разрешающей способности сейсмометра. В вертикальный сейсмометр , введены два коромысла с механизмами их поворота вокруг оси, не совпадающей с продольной осью симметрии маятника сейсмометра. Коромысла размещаются на маятнике и предназначаются для раздельной регулировки и точной установки положения равновесия и баланса объемных моментов маятника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

(Л

массы 7,8,9 и 10. Маятник подвешен в корпусе на пружине 11. Оси поворота рычагов могут быть расположены в любом направлении, не совпадающем с продольной осью маятника. Рычаги могут быть расположены в любом месте маятника, удобном для проведения регулировок путем поворота рычагов. Рычаг с массами 7 и 9 изготовлен так, что моменты сил тяжести 17 и Ig неравны:

I-,m7ga5;

Is m3gat; т-,,

где g - ускорение сил тяжести; а3,а+ - длины плеч 3 и 4;

k

09 ОЭ

О1

СО

а моменты архимедовой силы равны, т.е. равны моменты

, fga3;

K5 V3fea V,,a«,

где js - плотность воздуха;

VT - объем массы 7;

V j - объем массы 9.

Второй рычаг изготовлен моменты 18 и I (0 равны:

I о т ,0ga t; ,.at,

где а, а - длины плеч 5

а моменты архимедовой силы

неравны, т.е. неравны моме

KB Vefgas; К,о V,,0a

to rtl

где V8 - объем массы 8;

V10 - объем массы 10. i

При повороте рычага с массами 7 и 9 объемный момент маятника не изменится, а произойдет малое смещение центра тяжести и соответствующее изменение положения равновесия маятника. При повороте рычага с массами 6 и 10 момент сил тяжести маятника остается неизменным, его положение равновесия сохранится, а его объемный момент изменится на малую величину. С помощью поворотов рычагов достигается точное регулирование положения равновесия и баланса моментов объемов маятника.

Сейсмометр работает следующим образом.

Во время установки сейсмометра в рабочее состояние (с учетом того, чт при изготовлении сейсмометра с максимальной точностью по размерам не хуже 0,05 мм и при допуске на плотност материалов не хуже 2,5%, равенство моментов объемов достигается с точностью до 1%, заданный остаточный момент сил тяжести варьируется в пределах 3%) грубую регулировку положения равновесия маятника осуществляют изменением натяжения пружины 11. Регулировкой натяжения пружины 11 удается выставить положение равновесия маятника в пределах 10 мм. Для

0

5

0

5

0

5

0

выведения сейсмометра в рабочий режим проводят точную регулировку положения равновесия маятника в пределах 0,1 мм с помощью поворота рычага с неравными моментами сил тяжести масс

7и 9. Указанную регулировку положения равновесия маятника выполняют также при изменениях,температуры прибора и при изменениях других параметров прибора, происходящих, например, в элементах конструкции, находящихся под напряжением. Во время заводского выпуска сейсмометра, а также после возможного ремонта маятника (например, при замене обмотки магнитоэлектрического преобразователя) моменты объемов основных масс 1 и 2 уравниваются точно до 0,02% с помощью поворота на определенный угол рычага с неравными моментами объемов масс 8 и 10. Поворот рычага на определенный угол осуществляют следующим способом. Сейсмометр устанавливают на дне сосуда и его маятник выводят в рабочее положение. Сосуд заполняют водой, имеющей температуру, равную температуре сейсмометра с точностью до 0,1°С.

8зависимости от знака неравенства моментов объемов маяника он либо опустится, либо поднимется относительно рабочего положения. Поворотом рычага маятник приводят в начальное положение. Рычаг закрепляют в найденном положении. При этом точность равенства моментов объемов выполняется не хуже 0,02%. Сейсмометр осушают и используют по назначению.

Для эффективной работы устройства рекомендуется произвести оценочные расчеты величин масс и размеров плеч рычагов, пользуясь практическими формулами:

5

0

5

s

0,0051;

- т,а«

s v.oA4 0,005 К, где I - полный остаточный момент силы тяжести маятника; К - полный момент объемов маятника .

Указанные соотношения могут быть выполнены только при изготовлении масс 7,8,9 и 10 из материалов с разной плотностью, например масс 7 и 8 из алюминия, а масс 9 и 10 из латуни.

Формула изобретения

1. Длиннопериодный вертикальный сейсмометр, содержащий маятник, закрепленный на упругом подвесе к корпусу, с двумя основными массами из разных материалов, расположенными по разные стороны от оси вращения маятника, моменты объемов которых равны, и рычаг с регулировочной массой, установленный на маятнике с возможностью поворота, отличающийся тем, что, с целью стабилизации параметров сейсмометра в широком диапазоне изменений температуры, на рычаге установлена вторая регулировочная масса по другую сторону от оси поворота, при этом материал и размеры массы, расстояние массы от оси поворота вы

браны такими, чтобы моменты объемов масс были равны, а моменты сил тяжести - неравны.

2. Сейсмометр по п. 1, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности сейсмометра, на маятнике установлен второй рычаг с двумя регулировочными массами, расположенными по разные стороны от его оси поворота, при этом материалы и размеры масс, расстояния масс от оси поворота выбраны такими, чтобы моменты сил тяжести были равны, а моменты объемов масс - неравны.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть применено в сейсмометрах. Цель изобретения - стабилизация параметров сейсмометра в широком диапазоне изменений температуры и повышение разрешающей способности сейсмометра. В вертикальный сейсмометр введены два коромысла с механизмами их поворота вокруг оси, не совпадающей с продольной осью симметрии маятника сейсмометра. Коромысла размещаются на маятнике и предназначаются для раздельной регулировки и точной установки положения равновесия и баланса объемных моментов маятника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

//