Горизонтальный магнитоэлектрический сейсмометр Советский патент 1977 года по МПК G01V1/16 

(54) ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕЙСМОМЕТР

1

Изобретение относится к.области приборостроения, а точнее, к горизонтальным магнитоэлектрическим сейсмометрам (виб- родатчикам-) осевого типа, используемым при геофизических измерениях и в инженер ной сейсмологии.

Магнитоэлектрические сейсмометры могут быть разделены -на две ; основные группы - приборы осевого типа с лилейным неремещением инерционной массы (сейсмомассы) и маятникового типа с вращением сейсмомассы. Преимуществами осевых сейсмометров по сравнению с маятниковыми являются гораздо меньшая чувствительность к вращательным . компонентам вибрации и то. что они в большинстве случаев не требуют регулировки положения сейсмомассы, а недостатком - относительно большое значение собственных частот l}.

Известен горизонтальный сейсмометр

осевого типа, сопержаший корпус, связанную с ним упругими элементами сейсмомассу, изготовленную из немагнитного материала .и имеющую возможность линейного перемещения, индукционную катушку, укреплен

ную на сейсмомассе и находящейся в маг нитном поле, создаваемом жестко связанной с корпусом магнитной системой 2j, У этого сейсмометра, собственная частота , а у близкого по весу и габаритам сейсмометра СМ-3 маятникового типа с помощью регулировки мож1ю добиться значетш Уд 1/3 Гц, т. е. в 15 раз меньшего.

Целью изобретения является уменьшение собственной частоты горизонтальйого магнитоэлектрического сейсмометра осевого типа при неизменных значениях механи;- ческой чувствительности и коэффициента электромеханической связи (под ме санической чувствительностью понимается отношение амплитуды смещений сейсмомассы относительно корпуса прибора к амплитуде смещений самого корпуса).

Поставленна г цель достигается тем, что сейсмометр снабжен каналом прямоугольного сечения, в который помещена сейсмг масса, стенки канала изготовлены из немагнитного материала, Д1юм служит полюс магнита, на который )анесена 4еррожидкост

упругие элементы выполнены в виде цилиндрической винтовой пружины жестксюти с осью, параллельной оси канала.

На чертеже приведена принципиальная схема сейсмометра без подвески сейсмо массы и с устранением сил сухого трения.

Сейсмометр состоит из корпуса 1 из немагнитного материала, плоского магнита 2 с подушкой 3 из феррожидкости, сейсмомассы 4, стержня 5, которым две расположенные по обе стороны от него индукционные катушки 6 крепятся к сейсмомассе две магнитные системы 7, две цилиндрические винтовые пружины 8 (дублирование отделы ых элементов не является обязательным ).

Феррожидкость образует подушку по периметру инв корпуса прибора, заполняя двугранные углы мржду дном и стенками корпуса. Если поперечные размеры сейсмомассы ненамного меньше поперечных размеров корпуса, то -она опирается на подушку из феррожидкости и центриру ется ею в поперёч ном направлении. Кроме того, феррожидкость демпфирует колебания сейсмомассы в продольном направлении, т. е. в направлении сх;и чувствительности датчика.

Так КгЗк вес сейсмомассы компенсирует ся квазиупругими силами опоры из феррожидкости, то ци71индрические винтовые пруЖИ1Л 1 испытывают, лишь- осевые - нагрузки, о словленные небольшими наклонами и ускорениями корпуса; жесткость их и, соответственно, собственная частота колебаний сейсмомассы могут быть весьма малы.

Значение последней определяется форьмулами.

где -pQ значение собственной частоты колебаний;

m - величина сейсмомассы;

С - суммарная жесткость обеих пружин;

1- суммарное число витков;

G- - модуль сдвига материала пружин D - диаметр пружин; d - диаметр проволоки, из которой навиты пружины.

Подставляя в приведенные формулы

численные значения,

m 5О г; d 5-10 см; I 1 см

& 7,9-10. 20 ,

находим, что 0,08 с (период собственных колебаний Т 12,5 с).

Таким образом, подобный сейсмометросевого типа,, обладая по сравнению с приворами маятникового типа приведенными достоинствами, не уступает им и по частот-ному диапазону измерений, причем достигается это при сравнительно простой конструции прибора и малом весе ceflcNioMaccbi.

Формула изобретения

Горизонтальный магнитоэлектрический сейсмометр , содержаший корпус, связанную с ним упругими элементами сейсмомассу, изготовленную из немагнитного материала и имеющую возможность линейного перемещения, индукционную катушку, укрепленную на сейсмомассе и находящуюся в магнитном

0 поле, создаваемом жестко связанной с корпусом магнитной системой, -отличаю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения частоты собственных колебаний, он снабжен каналом прямоугольного сечения, р котором размешена сейсмомасса, стенки канала изготовлены из немагнитного материала , дном служит полюс магнита, на который нанесена.феррожидкость, упругие элементы выполнены в виде цилиндрической винтовой пружины малЪй жесткс,-ги с осью, параллельной оси указанного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 Максимов Л. С. и др. Измерение виб5рации сооружений. Стройиздат, 1974., с. 25.

/ /

///уУ./уХ. , . . , f. , . . ,,