Вертикальный сейсмометр Советский патент 1982 года по МПК G01V1/16 

(54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОМЕТР

Изобретение относится к геофизическому приборосгроеник, а точнее к приборам цля измерения параметр вертикальных колебаний основания с частотами примерно от 0,01 Fit и выше. Известен маятниковый сейсмометр, который снабжен параметрическим (индукционным) и магнитоэлектрическим преобразователем, причем выход первого через усилитель и низкочастотный RC4мяьтр соединен с входом второго l. Однако такой прибор не обладает недостаточной чувстштельностью к инфранизкочастотным возмущениям. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вертикальный сейсмометр, содержащий инертную массу, среднненнуто с корпусом погь весом с возможностью вергика/ьного и вращательного перемещений. Указанный сейсмометр представляет собой взвешенный в жидкости поплавок, соединенный с корпусом связью, создакацей при его поворотах вокруг вертикальной оси восстанавливающнй крутильный л.тант. Поплавок состоит из двух разнесенных по высоте сообщающихся капиллярами винтовой формы и частично заполненных ртутью сосудов, причем давление столба ртути урашювешивается давлением газа на нкжйий мениск ртути. При вертикальных ускорениях основания ртуть перетекает из одного сосуда в другой по винтовому капилляру, приобретая при этом момент количества движения относительно вертикальной оси поплавка. Это сопровождается возникновением реактивного момента вращения, воздействукхцего на стенки винтового капилляра и приводящего к поворотам поплавка, измеряемым датчиком угловых перемещений С. Недостатком известного прибора 5Шляется большой температурный коэффициент расширения газа, по этой гфичине изменения температуры сопровождаются перетеканием ртути из одногг) сосуда в другой. Хотя при нов(.1 установившемся значении температуры OBIDKOTTHI ртути 36 прекращается и поплавок занимает иохошюе положение, но во время переходного процесса возникают помехи, снижаю щие точносгь измереьтй. Кроме того, поско.льку рассматриваемая система является нестабилизированной, то высокая чувствительность цосгигается лишь при больших габаритах и весе системы, Цель изобретения - повышение точности измерений за счет стабилизации нуль пункта сейсмометра. Поставленная цель достигается тем, что в Вертикальном сейсмометре, содержащем инертную массу, соединенную с корпусом подвесом с возможностью вертикального и вращательного перемещений подвес выполнен в виде винтовой пружины, одним Komi ом закрепленной в центре инертной массы, а другим - в середине горизонтального коромьгсла, двух гибких скрещенньрс нитей, одними концами закрепленных на иьгертной массе симметрично относитель)1о центра, а другими на концах коромьюла, а коромысло, на ко тором закреплен подвижный элемент датчика углшых перемещений, связано с корпусом торсионным подвесом. На чертеже схематически изображен предлагаемый сейсмометр. Легкое коромысло I подвеивно к ос- нованию на торсионе 2, К коромьгслу на двух нитях 3 (бифилярном подвесе) и вин товой пружине 4 подвешена масса 5.При вертикальных колебаниях основания маеса 5, как известно, совершает винтообразные колебания. Возникагадий при поворотах массы реактивный момент воздействует на коромысло 1, позорачивая его, и эти повороты 4нксируют датчиком угловых перемещений (не показан). Сейсмометр работает следукяцим обра зом. При осевых нагрузках в подвесе, соермняющем массу 5 с коромыслом, возникают напряжения, стремящиеся повернуть массу 5 и коромысло в разные стороны. Повороту массы 5 проти.водействуют инер 3 щгонные силы, а повороту коромьюла упругий момент то}х:иона (момент инерции коромысла пренебрежимо мал). При высокой частоте колебаний силы инерции значительно превышают упругие силы, и пршстически колеблется только коромысло. При низкой частоте колебаний, наоборот, превалируют упругие силы, и колеблется масса 5 при практически неизменном положении коромысла. В предлагаемом сейсмометре значительно повышается точность измерений, что приводит к повышению эффективности сейсм7-1ческих исследований. I Формула изобретения Вертика/ьный сейсмометр, содержащий инертную массу, соединё1шую с корпусом подвесом с возможностью вертикального и вращательного перемещений, и датчик угловых перемещений, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет стабилизашп нуль-пункта сейсмометра, подвес выполнен в виде винтовой пружины, rtvризонтального коромысла, двух гибких . скреще1шых нитей и торсиша, при этом винтовая пружина одним когщом закреплена в центре шертной массы, а другим - в середине горизонтального коромысла, на котором закреп кн подвижный элемент датчика углевых пеоемещений и которое связано с корпусом торсионом, а гибкие 1шти одними кшщами закреплены на инертной массе, симметрично относительно ее центра, а другами - на концах коромысла. Истощшки информации, принятые во BifflMaime при экспертизе 1.Рыков А. В. и др. .Длиннoпefкoдная сейсмическая станция ДС-БП. Сейсмические приборы, вып. 9 М., Наука, 1976, с. 3-6. 2.Авторское свидетельство СССР N 725О54, кл. QOIV L/16, 1976 |{прототип).