Имитатор плоскости горизонта Советский патент 1982 года по МПК G01C9/02 

(5A) ИМИТАТОР ПЛОСКОСТИ ГОРИЗОНТА

I

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам регистрирующим направление силы тяжести в данной точке земной поверхности , в частности к жидкостным датчикам плоскости горизонта.

Известны датчики горизонта угла наклона), содержащие ампулу, частично заполненную жидкостью и газовш пузырьком, и преобразователи угла наклона в электрический сигнал и 23.

Наиболее близким к изобретению ,по технической сущности и ДосТкгёемому результату является имитатор плоскости горизонта, содержащий ампулу, заполнэнную жидкостью с газовым пу зырьком СЗ.

Однако в этом устройстве отсут ствует материальная плоскость горизонта и при работе на вибрирующем основании точность такого датчика сильно уменьшается, так как происхо

дит смещение рабочей жидкости в ампуле .

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности имитации плоскости горизонта в условиях воздействия вибраций и микросейсмических колебаний.

Эта цель достигается тем, что в имитатор горизонта,содержащий ампулу, наполненную жидкостью с газовым

«О пузырьком, дoпo)нитeльнo введены вторая ампула с жидкостью и газовым пузырьком и третья ампула, наполненная газом и содержащая зеркальную площадку вдоль образующей ампуtsлы, причем ампулЫ концентрично размещены друг в друге, вторая и третья ампулы плавают в жидкости, вдоль образующих двух наружных ампул сделаны оптически прозрачные ок30на, а на противоположных оптическому .окну и зеркальной площадке сторонах внутренних ампул вдоль образующих расположены грузы. Пространство, разделяющее соседние ампулы, Заполнено жидкостью с акустической проводимостью, отличающейся от акустической проводим ти жидкости в соседнем пространстве В качестве жидкости первого слоя выбран четыреххлористый углерод, а второго слоя - ртуть. Количество ампул может быть доведено до п,что повышает точность индикатора. На чертеже представлена схема имитатора плоскости горизонта, кото рый состоит из ампулы 1, наполненной жидкостью 2 и газом 3 с оптичес ки прозрачным окном k вдоль образую щей ампулы. Внутри амплуы 1 в жидко ти плавает ампула 5, наполненная жи костью 6 и газом 7 с оптически про зрачным окном 8 вдоль образующей и грузом 9, расположенным вдоль образующей на противоположной оптичес ки прозрачному окну 8 стороне ампулы 5.Внутри ампулы 5 в жидкости 6 плавает ампула 10, наполненная газом П с зеркальной площадкой 12 вдоль образующей и грузом 13 расположенным вдоль образующей ампулы 10 на стороне, противоположной зеркальной площадке 12. Имитатор работает следующим обра зом. Если объект, на котором установлен имитатор плоскости горизонта, расположен в плоскости горизонта, то жидкости во всех ампулах займут положение, соответствующее плоскости горизонта. Нормаль к зеркальной поверхности 12 ампулы 10 займет положение вектора силы тяжести Земли. Если же объект наклонится на yrond, то жидкость в первой ампуле 1 fee поверхности) заклониться на угол oL относительно корпуса ампулы 1. Другими словами, нормаль к поверхности жидкости 2 сохранит свое положение в пространстве, а сама ампула 1 развернется относительно поверхности жидкости на угол сС. Таким,образом, вторая ампула 5 будет расположена на плоскости жидкости , совпадающей с плоскостью горизднта и при перемещении первой ам пулы 1 она не изменит свое положение в пространстве. Однако при наличии определенных условий перемещения объекта, вторая ампула 5 из-за вибраций, ударов, тряски будет перемещаться в пространстве на небольшие ц величины. Для уменьшения этих перемещений применен демпфирующий эффект третьей ампулы 10, .которая перемещается по поверхности жидкости 6, лежащей в плоскости горизонта с большей точностью, чем поверхность жидкости 2 в ампуле 1. Нормаль к зеркальной площадке 12 ампулы 10 будет всегда совпадать с вектором силы тяжести Земли даже при быстрых угловых перемещениях объекта. Оптически прозрачные окна и В необходимы для прохождения излучения к зеркальной площадке 12, Грузы Э и 13 используются длщ создания моментов, противодействующих вращению ампул вдоль осей симметрии. При работе имитатора на вибрирующем основании, если ампулы будут наполнены жидкостями с одинаковым волновым сопротивлением, то акустические волны, возникающие при вибрациях основания, беспрепятственно распространяются через все объемы, что создает дополнительную помеху. |Для исключения этой помехи все ампулы необходимо наполнить жидкостями с различным волновым сопротивлением, которое выражается следующим образом: be р -с, где р - плотность среды; с - скорость звука в среде. Тогда будет происходить затухание звуковых и микросейсмических колебаний при Переходе из среды с меньшим волновым сопротивлением в среду с большим. Подбором - можно добиться полной фильтрации акустических колебаний, возникающих при вибрации основания. В качестве жидкости первого , слоя может быть выбран, например, четыреххлористый углерод ССЦ , имею-у щий р 1,595 г/см, а второго слояртуть Hq с jp 13,595 г/см При таком разном смещении волнового сопротивления сред затухайия вибрационных возмущений происходит очень интенсивно. Информацию с плоскости горизонта получают привязкой оптичес сими методами к поверхности зеркальной площадки 12. За базовый принят оптический уровень оптического квадранта КО-30, который содержит оптическую ампулу с жидкостью и газовыми пузырьком. Имитация плоскости горизон