Датчик гравиметра Советский патент 1982 года по МПК G01V7/02 

(54) ДАТЧИК ГРАВИМЕТРА

I

Изобретение относится к геофизике, в частности, к .устройствам для измерения ускорения силы тяжести в движении.

Известны датчики гравиметров для ускорения силы тяжести в движении, выполненные в ввде горизонтального маятника на rqjcHOHHOM подвесе Гц

Однако для уменьшения влияния инерщ альных ускорений на маятник датчик помещают в демф1фую1цую среду. Увеличение демфирования маятника, с одной стороны, позволяет сузить динамический диапазон измеряемого сигнала по помехе и упростить его регистрацию, а также сократить юмя дальнейшего осреднения отсчетов, но, с другой стороны, это приводит к значительному искажению амплитудно-фазовых характеристик полезного сигнала.

Известны также датчики гравиметров для измерения ускорения силы тяжести на подвижном основании, содержащие горизонтальный маятник на торсионном подвесе, коромысло с демфирующими пла. стинами, размещенными на его концах.

И с регистр1фуюшим зеркалом. В известном показании укааанш 1х систем оря соответствующем подборе их параметров в значительной степени ослабпе|ю влияние иЕЕерцйальных воамущений {двухкратное демфирование) и относителыю мало искажен полезный сигнал 12.

Однако в этих датчиках показания каждой из систем в отдельности сильно возмущены влиянием ускорений.

Кроме того, система регистрации достаточно сложна, так как оребуегг построения разностного показания маятников, что 1ФИВОДИТ к необходимости введения . дополнительных зеркан и их юстировки. Требование подбела параметров усложни ет изготовления гравиметра.

Цель изобретения - повыщение точности за счет сужения диапазона регистрируемого сигнала по помехе.

Поставленная цель достШается тем, что в датчике гравиметра для измерения уск даения силы тяжести на подвижном основании, содержащем горизонтальный маятник на торсионном подвесе, коромысло с демфирующими пластинами, раэмещенными на его концах, и с регистрирующим зеркалом, демпфирующие пластин коромысла закреплены с помощью стержней на общем торсионном подвесе с маятником, выполнены с одинаковой массой и установлены по обе .стороны от оси ращения на равных расстояниях. На чертеже изобрйжен датч1йк гравиметра,, общий вид. Датчик гравиметра содержит горизонтальный маятник 1 на торсионном подвесе 2, коромысло 3 с демпфирующими пластинами 4 на его концах и регистр{фующим зеркалом 5. Пластины 4 коромысла 3 закреплены с помощью стержней 6 на общем торсионе 2 с маятником 1. Датчик гравиметра работает следующим образом. На исходном пункте; наблюдения маятних 1 и коромысло 3 горизонтальны и находятся в положении статического равновесия. После установки датчика в другом пункте маятник 1 будет повернут на угол, пропорциональный приращению ускорения силы тяжести между пунктами, а коромысло 3 повернуто через торсионный подвес 2 HQ угол, щ)опорииональйый углу поворота маятника 1 и, следовательно, угол поворота коромыста хфопорционален гфиращению ускорения .СШ1Ы тяжести. При действии знакопеременного инерциального ускорения маятник 1 отклоняется от положения статического равновесия на угол, прямо пропорциональный этому ускорению и обратно теропорциональный гфоизведению частоты воз мущения на постоянную времени демпфирования маятника 1. Отклоняясь, маятник 1 поворачивает коромысло 3 через торсионный подвес 2 на угол, прямо 1фопсфцнональнь1й углу поворота маятника 1 и обратно пропс циональный хфоизведению частоты возмущения на постоянную емени коромысла 3, величина котсрой огфеделяется размерами демпфирующих пластин 4 и вязкостью демпфирующей среды. Таким образом, действие уск рения на коромысло 3 через маятник 1 и торсион 2 оказывается дважды демпфированным, сначала маятником I, а затем пластинами 4 коромысла 3. Непосредственного действия ускорение на ксромысло 3 не оказывает, так как оно уравновещено. На основании экспериментальных и теоретических данных выявлено, что работоспособность устройства достигается при выполнении условия m,,() где - массы пластин; -1 1 - расстояние от пластин коромысла до оси вращения. Введение в датчик гравиметра уравновещенного коромысла и размещение его на одном торсионе с маятником позволяет получить двухкретное демпфирование возмущения и упростить схему регистрации. При создании предлагаемого датчика не требуется строгий подбор параметров и юстировки. Формула изобретения Датчик гравиметра для измерения ускорения силы тяжести на подвижном основании, содержащий горизонтальный маятник на TqpcHOHHOM подвесе, коромысло с дем1в})ирующими пластинами, размещенными на его концах, и с регистрирующим зеркалом, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности за счет сужения диапазона регистрируемого сигнала по помехе, в нем демпфирующие пластины коромысла закреплены с помощью стержней на общем торсионном подвесе с маятником, выполнены с одинаковой массой и установлены по обе стороны от оси вращения на равных расстояниях. Источники информации, финятые JBO внимание при экспертизе 1.Велесов К. Е., Сагитов М. У. Гравиметрическая разведка. Недра, 1968, с. 255. 2.Авторское свидетельство СССР N9 187337, кл. Q 01V 7/О2, 1966 (хфототип).