МАЯТНИКОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Советский патент 1951 года по МПК G01V7/12 

При гравиметрической разведке маятниковым методом определяют изменения периода колебаний маятника, перемещаемого из одного пункта наблюдения в другой, причем в качестве эталона времени используют точный хронометр.

Однако такие определения требуют сравнительно длительных наблюдений, в лучшем случае (при применении наиболее совершенных маятниковых приборов) время наблюдений исчисляются десятками минут.

С целью ускорения процесса наблюдений и сокращения его продолжительности до нескольких секунд при определении изменений периода колебаний маятника, настоящим изобретением предлагается применить электролучевую трубку с круговой разверткой, на экране которой электрические импульсы, преобразованные фотоэлементом из световых сигналов, идущих от зеркал маятника, отмечают в угловой мере отношение между периодом колебаний маятника и периодом колебаний включенного в измерительную схему и служащего эталоном времени кварцевого генератора, частота которого известна.

Устройство прибора схематически изображено на чертеже, где на фиг. 1 представлена его принципиальная блок-схема прибора; на фиг. 2 - угол подсвета на экране трубки.

Зеркала маятников 1 совмещаются с лампами 2. Отраженный луч при определенном положении маятника (прохождение его через положение равновесия) падает на фотоэлемент 3 и вызывает появление фототока. Каждое качание маятника дает импульс тока, который усиливается, пропускается через дифференциальную цепочку и снова усиливается усилителями 4. В результате с усилителя снимается импульс напряжения треугольной формы длительностью 1-2 микросекунды.

Импульс напряжения, вызываемый качанием каждого маятника, подается на центральный электрод относящейся к нему электронно-лучевой трубки 5, питающейся от источника 6. Для получения кольцевой развертки используется напряжение кварцевого генератора 7 со стабилизатором, дающего погрешность ±10^-8 секунды. Это напряжение подается на два усилителя 8, причем на один из них через фазосдвигающее устройство 9, смещающее напряжение генератора на 90°.

Попадая на отклоняющие пластины, оба напряжения создают кольцевую развертку. Если установить генератор с частотой, например, 10^-5, то один оборот электронного луча по развертке будет совершаться за время 10^-5 секунды. Сигнал, подаваемый на центральный электрод, дает на трубке радиальный импульс, направленный к периферии трубки. Если период качания маятника, в точности кратный 10^-5 секунды, Т=10^-5·n сек., где n-целое число, то импульсы наложатся один на другой и на трубке сольются в один неподвижный импульс.

Если же период качания маятника выразится числом Т=10^-5(n-K), где K-правильная дробь, то каждые два смежных импульса от двух последовательных колебаний маятника будут отстоять один от другого по круговой развертке на угол: φ=2πK.

Определяя угол φ с точностью, например, до , т.е. 3,6 градуса, величину K можно определить с точностью до 10^-7 секунды. Для облегчения отсчета экран трубки покрывается составом с большим временем после свечения (10-15 сек).

Для дальнейшего повышения точности измеряют смещение импульса не между двумя, а между большим числом колебаний маятника, подсвечивая первый и последний импульсы более ярко.

Для определения величины n-целоисчисленной части периода колебания маятника Т, что может понадобиться при работе в диапазоне изменений периода маятника большем, чем 10^-5 сек., достаточно в той же самой электронной измерительной схеме оборудовать переключение на дополнительный кварцевый генератор с низкой частотой колебаний.

Выбор типа и материала маятника (полу- или четверть-секундные, цилиндрические, латунные, кварцевые и т.п.) и конструкция маятникового штатива в применении к предлагаемому изобретению принципиально безразличен.

Маятниковый прибор для гравиметрической разведки, отличающейся тем, что, с целью ускорения процесса наблюдений, для определения периода колебаний маятника, применена электролучевая трубка с круговой разверткой, на экране которой электрические импульсы, преобразованные фотоэлементом из идущих от зеркал маятника световых сигналов, отмечают в угловой мере отношение между периодом колебаний маятника и периодом колебаний включенного в измерительную схему и служащего эталоном времени кварцевого генератора, частота которого известна.