Высотомер для барометрического нивеллирования Советский патент 1946 года по МПК G01L7/12 

При ВСЯКОЙ гравиметрической съемке, в том числе и производимой с разведочной целью, основная задача заключается в получении аномалий силы тяжести в ряде пунктов наблюдения, размещенных на земной /поверхности. Для решения этой задачи необходимо знать для каждого пункта наблюдения ускорение силы тяжести, а также его координаты. Поэтому съемка с гравиметрами требует одновременного определения абсолютных высот гравиметрических пунктов, что является весьма трудоемкой частью работы.

Уже известно применение для точного барометрического нивелирования газовых высотомеров, основанных на принципе дифференциального из-мерения разности атмосферного давления в различных пунктах земной поверхности.

Недостатком газовых высотомеров является чувствительность этих Приборов к изменениям температуры, так как упругость замкнутого объема газов, уравновешивающая в этих высотомерах наружное атмосферное давление, меняется весьма значительно в зависимости от колебаний температуры.

Предлагаемый согласно изобретению высотомер для барометрического нивелирования, не уступая по точности газовым высотомерам, значительно менее чувствителен к изменениям температуры и в то же время служит гравиметром, измеряющим ускорение силы тяжести.

Сущность изобретения заключается в том, что он выполнен в виде пружинного гравиметра с двумя рабочими системами, имеющими грузы из материалов различной плотности. Это обеспечивает возможность одновременно определять ускорение силы тяжести на полевых пунктах и барометрически определять высоты этих пунктов.

На чертеже приведена схема предлагаемого прибора, состоящего из двух отдельных систем, каждая из которых состоит из груза 7, 2, упруго подвешенного на пружине 5 и 4.

Всякий пружинный гравиметр, состоящий из пружин и 4 и рабочих грузов / и 2, как изображено на схеме, подвержен аэростатическому влиянию, так как его рабочий груз испытывает в атмосферной среде погерю веса, по закону Архимеда. В том случае, если рабочая сие№ 67023 - 2 тема гравиметра не гермет1изирована, истинная разность ускорений силы тяжести Ag на двух каких-либо пунктах будет равна:

Д -(р-р)- (1)

,

где Ag--наблюденная разность силы тяжести, - (р- о) -поправка на аэростатический эффект, причем р -плотность материала рабочего груза гравиметра, р и р -плотности воздуха на пунктах наблюдений. Последние величины, а следовательно и их разность Др р - р при неизменной температуре, сохраняющейся в гравиметре, в случае его термостатирования, лрямо пропорциональны разности давления АВ В-В.

Таким образом, отсчет любого пружинного гравиметра либо требует для своего исправления знания плотности воздуха на каждом пункте, либо содержит две неизвестных величины (Ag и Ар или АВ). Последнее и является основанием для устройства гравиметра-высотомера.

На Прилагаемой схеме изображены два идентичных гравиметра: первый с пружиной 3, имеющий плотность рабочего груза 1-р-и второй С Пружиной 4, имеющий плотность рабочего груза 4 пр.

Тогда, предполагая, что оба гравиметра соединены в одну двойную систему и повсюду находятся в одинаковых условиях, можно написать:

Аё- + (2)

Отсюда, если « т 1. легко найти Ag и Ар; от Ар не трудно перейти к разности давлений АВ, зная температуру термостатирования. При этом постоянство упругих сил пружины и точность их измерения, требуемые для устройства обычных гравиметров, обеспечивают надлежащ,ую точность барометрического нивелирования. При точности измерения Agf до 0,1 мгал., имея , следует ожидать определения ДВ с точностью около 0,08 мбар, что в свою очередь обеспечит знание высоты до +0,5 м. Так как редукция силы тяжести за высоту имеет порядок 0,2 мгал на 1 .и разности высот, то обе точности (±0,1 мгал; +0,5 м) удачным образом взаимосоответствуют.

На основании изложенного, любой пружинный гравиметр можно превратить в гравиметр-высотомер. Для этого гравиметр снабжают двумя рабочими системами, идентичного устройства, за исключением их рабочих грузов, плотность которых должна быть различной. В частности, этого легко добиться, устраивая в одном из грузов внутренние герметические полости, уменьшая тем самым среднюю плотность такого полого груза. Двойной гравиметр-высотомер помещается в термостат, но не герметизируется.

Выполненный таким образом двойной гравиметр-высотомер дает возможность одновременно изм-ерять ускорение силы тяжести и вести точную барометрическую нивелировку пунктов. Для осуществления последней во время полевых работ потребуется также второй стационарный гравиметр-высотомер, который, представляя собой прибор, аналогичный описанному, может быть конструктивно оформлен, как самопишущий инструмент. Возможно также разработать эффективную методику совместной работы двух подвижных, вполне идентичных, гравиметров-высотомеров, что обеспечит наиболее быстрое покрытие площади, подлежащей съемке с гра ЕИметрами.

предмет изобретения

Высотомер для барометрического нивелирования, отличающийся тем, что он выполнен в вйде пружинного гравиметра с двумя рабочими системами, имеющими грузы из материалов различной плотности, с целью одновременного определения ускорения силы тяжести на полевых пунктах и барометрического определения высот этих пунктов.

- 3 № 67023

У///////////////////////////////////