Многомаятниковый сейсмограф Советский патент 1977 года по МПК G01V1/16 

1

Изобретение относится к области измерения параметров сейсмических волн и может быть использовано при исследовании в ближней зоне сильных землетрясений и взрывов для решения ряда задач в инженерной сейсмологии.

Известны многомаятниковые сейсмометры АИС-2М и ИГИС 1.

Эти сейсмоскопы представляют собой набор сферических маятников с периодами; 0,O5j 0,1 J 0,21, 2 и с логарифмическими декрементами затухания 0,15О,4. Конструкция всех маятников однотипна. Каждый сферический маятник представляет собой стержень диаметром 12 мм, на нижнем конце которого навинчен цилиндрический груз. Диаметр груза 60 мм, высота 60 мм и вес 1,65 кг. Верхний конец стержня маятника пропущен сквозь резиновую пробку диаметром 36 мм. Высота проб ки меняется в зависимости от требуемого периода свободных колебаний маятника. Пробка всажена в металлический цилиндр, закрепленный на станине прибора. Резиновая пробка играет роль одновременно пружины и демпфера. Запись движения производится на закопченной стеклянной пластинке иглой, укрепленной на конце маятника.

Однако этим устройствам присущи следующие недостатки: изменение собственного периода Т и затухания Б сейсмометров, сильно зависящих от упругих свойств резиновых пробок, не стабильных во времени и от изменения температуры. А так как маятники работают на характеристике острого резонанса, то даже небольшие изменения величины затухания сильно влияют на показания сейсмометров.

Известен прецизионный многомаятннковый сейсмограф, содержащий набор поляризованных сейсмометров, корпус, магнитный блок, осветитель, оптическую систему, лентопротяжный механизм и фотоноситель записи. Каждый маятник прибора представляет собой стержень с грузом, заделанный в одной точке через резиновую пробку, играющую одновременно роль пружины и де)ш1 фера 2. Однако Б этом устройстве параметры маятников: период и декремент затухания, сильно зависящие от упругих свойств резиновых пробок, не стабильны во времени и от изменения температуры. Это вызывает необходимость часто подстраивать прибор и вносит известную неопределенность в качество получаемого материала. Цель изобретения - стабилизация параметров и повышение точности сейсмографа Это достигается тем, что инертные массы выполнены в виде многовитковых рамок, закрепленных в корпусе на двух растяжках и установленных в воздушных зазорах общего для всех сейсмометров магнитного блока так, что центры тяжести рамок смещены относительно осей подвеса, при этом обмотки рамок подключены к резисторам. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. Устройство включает в себя набор поляризованных сейсмометров 1, 2, чувствительных к колебаниям: 1 - вдоль плоскэсти зеркала 3 и 2 - перпендикулярно к плоскости зеркала 3, осветитель 4, оптическую систему 5, лентопротяжный механизм 6, ф тоноситель записи 7 (фотопленка или фотобумага). Все узлы и блоки устройства установлены на жестком основании 8 корпуса под светонепроницаемым колпаком 9. Каждый сейсмометр - это миниатюрный прибор, подобный зеркальному рамочному осдиллографическому гальванометру, в корпусе которого на двух рас тяжках 10 закреплена рамка 11 из многих витков проволоки, концы которой выведены наружу. При этом рамка закреплена так, что ее центр тяжести находится на определенном расстоянии от оси вращения в плоскости, проходящей через ось вращения параллельно плоскости зеркала (перпендикулярно к плоскости зеркала) , закрепленного на одной из растяжек Рамка находится Б воздушном зазоре магнитного блока 12, а концы ее подключены к внешнему сопротивлению {на чертеже не показано), обеспечивающему необходимую величину электромагнитного затухания. Сейсмограф работает следующим образом. При включении устройства -лучи света от осветителя с помощью оптической системы направляются на зеркала всех сейс- мометров и, отраженные от них, фокусируются на фотоносителе записи в виде светового пятна. Колебания исследуемого объекта передаются основанию, установденного на нем устройства. В зависимости от собственных частот рамки сейсмометров дут поворачиваться вокруг своих растяжек пропо эдионально ускорениям объекта. При этом световые пятна будут перемещаться по носителю записи про порционально углам поворота зеркал сейсмометров. Таким образом, набор сейсмометров, установленных в общем магнитном блоке устройства, с различными собственными частота- ми и необходимыми декрементами затухания позволяет осуществить спектральное разложение непосредственно на сейсмограмме. Испытание сейсмографа, а также накопленный опыт его эксплуатации позволяет сделать вывод о стабильности их параметров и о высокой точности полученных материалов (стабильность увеличена по сравнению с прототипом в 10 раз и не превышает 5%, а точность измерения увеличивается более чем в 1О раз). Формула изобретения Многомаятниковый сейсмограф, содержащий набор поляризованных сейсмометров, корпус, магнитный блок, осветитель, оптическую систему, лентопротяжный механизм и фотоноситель записи, о и ч аю щ и и с я тем, что, с целью стабилизации параметров и повышения точности, в нем инертные массы сейсмометров выполнены в виде МНОГОВИТКОВЫХ рамок, закрепленных в корпусе на двух растяжках и установленных в воздушных зазорах общего для всех сейсмометров магнитного блока. Источники информации принятые ве внимание при экспертизе: 1. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР , по ред. 3. И. Арановича и др., Наука, М., 1974, с. 103-105. 2. Медведев С. В. и др. Сейсмические воздействия на здания н сооружения , Стройиздат М., 1968, с. 165-166 (прототип).