Гравиметр Советский патент 1982 года по МПК G01V7/02 

(5 ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к геофи зическому приборостроению, в частности к устройствам для измерения ускорения силы тяжести в движенйи. Известны гравиметры для измерения ускорения силы тяжести в движении, выполненные в виде горизонтального маятника на торсионном подвесе Li}. В этом гpaвимetpe для уменьшения влияния вертикальных ускорений маятник помещают в демпфирующую среду. Увеличение демпфирования, с одной стороны, позволяет ослабить влияние вертикальных ускорений, но, с другой стороны, связано с техническими трудностями практической реализации, а также приводит к значительном искажению полезного сигнала. Известны также гравиметры, содержащие размещенную в жидкости чувстви тельную систему, состоящую из подвешенных на нитях двух противополож но направленных маятников с закрепленными на них вертикальными демпфи рующими пластинами и выполненных в виде неуравновешенных коромысел. Причем сближением этих пластин добиваются увеличения эффективности демпфировался и, следовательно, уменьшения влияния вертикальных ускорений при относительно малом искажении полезного сигнала 2. Однако в известном гравиметре эффективность демпфирования ограничивается расстоянием между сближаемыми пластинами Спри малом расстоянии произойдет слипание пластин). Кроме того, не исключается влияния на показания гравиметра вертикальных, горизонтальных ускорений и нелинейных эффектов движения маятников. Цель изобретения - уменьшение влияния на показания гравиметра вертикальных, горизонтальных ускорений и нелинейных эффектов движения маятников. Поставленная цель дocfигaeтcя тек, что в гравиметре для измерения силы тяжести на прдвижном основании содержащем размещенную в жидкости чувствительную систему, состоящую из подвешенных на нитях двух противоположно направленных маятников с закрепленными на них вертикальными демпфирующими пластинами и выполненных в виде неуравновешенных коромысел, демпфирующие пластины вы полнены с различными площадями и массами, а оси вращения маятников расположены на одной прямой, причем пластины одного маятника образу ют с пластинами другого маятника кинематические пары, связанные между собой через демпфирующую среду, при этом параметры маятников выбраны, исходя из соотношения р . 2 -p-.j (i5) , где - массы коромысел; длины коромысел; k коэффициент, зависящий от зазора между пластинами и их площадями. На чертеже представлен предлагае мый гравиметр, общий вид. Гравиметр содержит регистрирующе зеркало 1, маятники 2 и 3 выполнен ные в виде неуравновешенных коромы сел, закрепленных в крутильных нитя на концах которых совместно закрепл ны вертикальные демпфирующие пласти ны , с различными площадями и массами. Пластины 5,7 и 6,.8 образую кинематические пары, причем чувствительная система помещена в демп фирующую жидкость 9. Гравиметр работает следующим образом. На неподвижном основании каждый из маятников 2 и 3 установлен в положении статического равновесия и их углы поворота не зависят друг от друга, так как связи между ними через демпфирующую среду посредством пластин 5,7 и 6,8 пропорциональ ны скоростям их движения. Под действием суммарного мрмента сил инерции, сопротивления среды и возмущаю щих ускорений каждый из-маятников 2,3 закручивает нити подвеса. Кроме того, в суммарный момент сил каждого из маятников добавляется с противоположным знаком момент силы взаимного сопротивления пар, образованных вертикальными пластинами 5,7 и 6,8. Этот момент пропорционален сумме скоростей отклонения маятников. При подборе параметром маятников можно добиться того, что суммарный момент сил одного из них (в данном случае 2) будет компенсирован моментом сил взаимного сопро тивления и в результате отклонения этого маятника 2 от положения равновесия будут малы, т.е. будет ослаблено влияние на него вертикальных ускорений. Кроме того, на этот маятник 2, который является регистрируемым, не оказывают влияния горизонтальные ускорения и нелинейные эффекты движения ,вызванные отклонениями маятника от положения статического равновесия. Вышеуказанный эффект достигается при выполнении m-i В .-словия - где значения вет е личин соотношения указаны выше,причем параметры Т(В2. регистрируемого маятника 2 не подбираются, а регулируются параметры m-f g другого маятника 3. Коэффициент k получен из решения дифференциального управления движения предлагаемой системы и может быть найSrfден из формулы k (1 + - d) , где S- и S,.- площадь большой ималой пластины соответственно; d зазор междупластинами. Практика показывает, что коэффициент k не должен быть больше двух.Так, если принятьSjj /X/ - ICM, S I- 0,5 0,5 cм d 0,05 см то k i,2. Применен в гравиметре маятников, выполненных в виде коромысел с демпфирующими пластинами с разными площадями и массами, и образование из них симметрично расположенных пар позволяет сохранить постоянным коэф|фициент демпфирования между ними как при изменении положения статического равновесия маятников изменения ускорения силы тяжести, так и при смещении их в плоскости горизонта. Формула изобретения Гравиметр для измерения ускорения силы тяжести на подвижном основании, содержащий размещенную в жидкости чувствительную систему,- состоящую из подвешенных на нитях двух противоположно направленных маятников с закрепленными на них вертикальными