ГРАВИТАЦИОННЫЙ ГРАДИЕНТОМЕТР Советский патент 1969 года по МПК G01V7/04 

Изобретение относится к области гравиметрии, а точнее - к конструирующим приборам для измерения силы тяжести и ее ироизводных.

Известно устройство для измерения вертикального градиента силы тяжести содержащее камеру с жидкостью и размещенную в ней чувствительную систему в виде двух разнесеиных ио высоте и жестко связанных между собой масс иоложительной и отрицательной плавучести, а также упругий сильфон, вмонтированный в стенку камеры, и уиругое тело, ирикреиленное к одной из масс чувствительной системы и имеющее больщий, чем у жидкости коээфициент объемного сжатия, Сильфон связан с силовой установкой, управляемой через усилитель и фазочувствительный детектор генератором вертикальных механических колебаний, на котором установлено устройство, и датчиком перемещений.

Недостатком устройства является низкая точность, связанная с его чувствительностью к температурным изменениям и горизонтальным ускорениям корпуса прибора.

Предложенный гравитационный градиентометр отличается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде уравновещенных в жидхости крутильных весов, состоящих из горизонтальных крутильных нитей и подвещенных к ним жестко связанных, например, крестом

двух коромысел, одно из которых несет на концах разнесенные по высоте массы положительной плавучести, а другое - аналогично расположенные массы отрицательной плавучести.

Такое конструктивное выполнение повыщает точность измерений.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство состоит из камеры /, заполненной жидкостью 2; масс 3 и 4, имеющих положительную плавучесть; масс 5 и 6, имеющих отрицательную плавучесть; невесомых коромысел 7 и 8; крутильной нити 9 (перпендикулярна плоскости чертежа); упругого тела fO, которое вместе с сильфоном // и силовой установкой J2 образует систему регулировки уравновещенности; датчика 13 перемещений; фазочувствительного детектора 14 с интегрирующим звеном; усилителя 15 и генератора 16 вертикальных механических колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Градиентометр устанавливают на пункте наблюдения и контролируют уравновещенность чувствительного элемента. Для этого камере / с помощью генератора механических колебаний 16 сообщаются вертикальные периодические колебания. В случае неуравновещенности чувствительного элемента он соверщает крутильные колебания относительно камеры / с вынужденной частотой и сдвигом фаз, зависящим от знака неуравновешенности. Крутильные колебания регистрируются датчиком 13. Сигналы датчика и генератора 16 иодаются на фазочувствительный детектор 14 с интегрирующим звеном. Сигнал фазочувствительного детектора 14 носле увеличения в усилителе /5 управляет работой силовой установки, деформирующей сильфон 11 и затем упругое тело 10.

При уравновещивании системы крутильных весов с требуемой точностью сигнал от вертикальных ускорений камеры с жидкостью становится меньше норога чувствительности датчика перемещений, и чувствительный элемент реагирует только на изменения вариации силы тяжести. Эти изменения создают крутящий момент, компенсируемый унругим моментом крутильной нити 9. Мерой вариации силы тяжести является угол закручивания нити или перемещение массы 5, определяемое с помощью датчика перемещений.

Предмет изобретения

Гравитационный градиентометр, содержащий чувствительный элемент в виде масс положительной и отрицательной плавучести, упругое тело, прикрепленное к одной из масс, камеру с жидкостью, сильфон с силовой установкой, связанной через усилитель и фазочувствительный детектор с генератором вертикальных механических колебаний и датчиком перемещений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, чувствительный элемент выполнен в виде уравновешенных в жидкости крутильных весов, состоящих из

5 горизонтальных крутильных нитей и подвешенных к ним жестко связанных, например, крестом двух коромысел, одно из которых несет на концах разнесенные по высоте массы положительной плавучести, а другое - аналогично расположенные массы отрицательной плавучести.