Способ коррекции движения маятника вертикального сейсмометра Советский патент 1980 года по МПК G01V1/16 

(54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ДВИЖЕНИЯ МАЯТНИКА ВЕРТИКАЛЬНОГО СЕЙСМОМЕТРА

1

Изобретение относится к сейсмометрии, .сейсмологии и гравиметрии и может быть использовано при наблюдениях длин- нопериодных сейсмических волн и собственных колебаний Земли.

Известен способ коррекции.движения маятника сейсмометра I, при котором формируют сигнал, пропорциональный ускорению движения инертной массы, которым с помощью электродинамического преобразователя воздействуют на инертную массу. В результате .воздействия происходит коррекция движения массы таким образом, как если бы ее мо мент инерции увеличился. Увеличение момента инерции расчитывается по формуле.

-Ч),(I)

где , krj- начальный момент инерции;

k - коэффициент обратной связи. При VtO, т.е. при отрицательной обратной связи, момент инерции увеличивается электронным способом без изменения габаритов прибора. Соответственно

повышается период собственных колебаний сейсмометра по формуле ,

.

(1.)

Однако при этом не тфоисходит увеличение чувствительности:

10

Указанный способ формирует полезные фильтрующие свойства сейсмометра, но Не увеличивает его чувствительность.

Наиболее близким техническим реще15нием является способ коррекции движения маятника сейсмометра 2. Его использование приводит к увеличению и чувствительности, и периода сейсмометра одновременно. При этом способе форми20руют сигнал, пропорциональный смещению инертной массы относительно основания прибора, и оказывают тл воздействие через электродинамический преобразователь на упругий подвес. Сейсмометр приобретает новый период собственных колебаний;1-« .(4) Знак коэффициента обратной связи -k определяет результат этого воздействия. При ioO воздействие будет в форме положительной обратной связи и даст увели чение периода Tj. Из формулы видно, что этот способ коррекции движения инертной массы обладаетвсеми недостатками, возникаю щими при использовании положительной обратной связи. Например, для получени значительного повышения периода Т,, необходимо с огромной точностью соблюдать постоянной величину К , близкую к единице, иначе разность под.. корнем становится отрицательной, что ведет к потере устойчивости сейсмометра. Этим способом удается увеличить период в 1,5-2 раза. Но и при этом наблюдается ухудшение линейно. сти и устойчивости нуля сейсмометра. Целью изобретения является повышение периода собственных колебаний сейсмометра при одновременном увеличении . чувствительности. Поставленная цель достигается тем, что формируют сигнал по смещению, воз никающему между участком упругого подвеса и инертной массой, и осуществляют этим сигналом воздействие на участок упругого подвеса так, что смещение в процессе воздействия стремитс к нулю. Способ поясняется чертежом. Сейсмометр состоит из инертной массы 1, упругого подвеса 2, преобраз вателя 3 сигнала по смещению между частью упругого подвеса и массой в электрический ток, преобразователя 4 электрического тока в силу воздействия на часть упругого подвеса. Сейсмометр работает следующим образом. При движении инертной массы I возникает относительное смещени участка упругого подвеса 2 и массы I Оно измеряется преобразователем 3, который формирует сигнал, пропорциона ный относительному смещению. Сигнал подается в преобразователь 4, который воздействует под влиянием сигнала на упругий подвес 2 так, что указанное смещение стремится к нулю. Результатом этого является следование участка упругого подвеса 2 за перемещениями ассы I и соответственное уменьщение пругости подвеса. Возрастает период обственных колебаний и чувствительность ейсмометра. Эффект увеличения периода обеспечиается с помощью отрицательной обратой связи, придающей системе стабильость, линейность и т.п. На практике граничения в повышении-период а возниают из-за инерционности участка упруого подвеса, который включен в цепь лежения за перемещениями массы. редства устранения этого ограничения звестны из теории следящих систем: блегчение соответствующих узлов констукции, введение первой производной в епь слежения, введение фильтров высоких частот. I Принцип предлагаемого способа испытан на опыте. Испытания схемы. способа на макете вертикального сейсмометра с малЬми габаритами подтвердили вышеприведенные возможности способа. Пе- риод увеличивается в 10 и более раз, чувствительность увеличивается в сотни раз. При этом сохраняется линейность, точность сейсмометра, его механическая стабильность. Формула изобретения Способ коррекции движения маятника вертикального сейсмометра с упругим подвесом инертной массы, заключающийся в воздействии на упругий подвес и инертную массу сигналом, возникающим при движении маятника, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения периода собственных колебаний сейсмометра при одновременном увеличении чувствительности, формируют сигнал по смещению, возникающему между участком упругого поДвеса и инертной маесой, и осуществляют этим сигналом воздействие на участок упругого подвеса так, что сметхение в процессе воздействия стремится к нулю. Источни ки информации, принятые во внимание при экспертизе t. Дараган С. К. К вопросу о коррекции частотной характеристшси сейсмического тракта, Изв. АН СССР, серия физика Земли, № 3. 3967.. 2. Рыков А. В.,Влияние обратной : связи на параметры маятника, Изв, АН СССР, серия геофизическая, № 7, 1963 (прототип).