Крутильный сейсмометр Советский патент 1981 года по МПК G01V1/16 

3

калькой оси 2 и в сейсмометре в качестве чувствительного элемента используется катушка 1.

Диск 2 плоской стороной устанавливают на поверхности объекта 3, причем плоскость катушки ориентируется вдоль горизонтальной составляюш,ей магнитного ноля Земли Я.

При вращении сейсмометра вокруг вертикальной оси Xz в катушке 1 индуцируется ЭДС, поскольку изменяется магнитный поток, проходяш,ий через плоскость катушки. Амплитуда этой ЭДС при малых углах поворота (до 5°) выражается формулой

E 2nfANiiiJioHS,

где / - частота воздействуюш;его колебания;

Л - амплитуда колебания в радианах;

N - число витков катушки;

цо -магнитная проницаемость пустоты; р, - относительная магнитная проницаемость материала ферромагнитного тела;

Н - горизонтальная составляюш,ая нанряженности геомагнитного ноля;

S - плош,адь витка катушки. Если изготовить корпус из ферромагнитного материала, имеюш,его ед. СИ (например, пермаллой), а чувствительный элемент в виде катушки, имеюш,ий Ю витков, причем плош,адь витка м, то при ,5 Э, крутильное колебание частотой 10 ГЦ и амплитудой 10 рад. вызовет появление в катушке ЭДС, равную 10 В. Эта величина вполне измерима современной аппаратурой. Таким образом, воздействие крутильных колебаний на сейсмометр вызывает возникновение ЭДС в катушке, которая вполне измерима. Нечувствительность сейсмометра к остальным составляюш,им колебания вытекает из следующего: так магнитное поле Земли Т является практически однородным в достаточно больших объемах, то поступательные движения и вращения вокруг оси Хз не влияют на величину ЭДС, поскольку не меняется магнитный поток, пронизывающий витки катушки. Вращение вокруг оси Xi также

4

не вызывает появление ЭДС из-за дискообразной формы ферромагнитного корпуса. При отсутствии диска ЭДС наводилась бы за счет воздействия на катушку вертикальной составляющей Z магнитного поля Земли. Необходимость изготовления ферромагнитного корпуса в виде диска вызвана тем, что при малых углах поворота (до 10°) магнитные силовые линии вертикальной составляющей геомагнитного поля искажаются так, что постоянно идут перпендикулярно верхней и нижней плоскостям диска, т. е. идут вдоль витков катушки, и изменение магнитного потока через плоскость катушки не происходит.

Предлагаемый сейсмометр прост в изготовлении, позволяет регистрировать крутильные колебания с амплитудой до 10- рад. в диапазоне частот 0,1 -100 гц,

что полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сейсморегистрирующей аппаратуре. Нспользуя предлагаемый сейсмометр, можно повысить точность измерения по сравнению с прототипом не менее,

чем в 10 раз.

Формула изобретения

К,рутильиый сейсмометр, содержащий корпус и чувствительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения ТОЧ1НОСТИ. измерения крутильной ко-мионенты колебаний, корпус вынолнен в виде ферромагнитного диска, в диаметральной плоскости которого размещен чувствительный элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Саваренский В. Ф. и Кирнос Д. П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии.

Гос. изд-во технико-теоретической литературы, м. 483-484.

2.Авторское свидетельство СССР № 641372, кл. G 01V 1/16, 1976.

3. Hikari Watanabe А. Rotational strain Sesmomenter. «Disaster prevention researh Institute Kyoto University bulletins, p. 2- 15, № 58, September, 1962 r. (прототип).

Xr