Компас Советский патент 1983 года по МПК G01C17/02 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, и может быть использовано для определения маршрутных азимутов и элементов залегания пластов горных пород.

Известны горные компасы типа ГК, а также жидкостные компасы, нaпpи 4ep. Спорт-3 Cl, предназначенные как для выполнения геологических изысканий, так и для проведения спортивных, туристических и других мероприятий, состоящие из корпуса со шкапами и камерой, в которой размещены магнитная стрелка с осью и приспособление для замера вертикальных углов (углов падения пласта), выполняемое, обычно, в виде отвеса. Магнитная стрелка подпятником опираетсяна острие оси, установленной вертикально в центре камеры.

Недостаток компасов заключается в том, что острие оси и подпятник магнитной стрелки быстро изнашиваются, а отвес не обеспечивает необходимой точности замера вертикальных углов из-за трения отвеса о стен-ки камеры .

Наиболее близок к предложенному компас, содержащий корпус, шкалу, герметичную камеру, заполненную жидкостью, ось, установленную вертикально в центре камеры, и магнитную стрелку, неподвижно закрепленную на оси, концы которой установлены с возможностью вращения в гнездах, находящихся в камере 2.

Однако данное устройство не может применяться в качестве горного компаса.

10

Цель изобретения - упрощение конструкции и расллтрение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в компасе, содержащем корпус,

15 шкалу, герметичную камеру с жидкостью, заключенную в нее магнитную стрелку, неподвижно закрепленную на оси, концы которой установлены с возможностью вращения в гнездах, нахо20дящихся в камере, камера выполнена в виде эллипсоида вращения, стрелка выполнена из материала.,плотность которого меньше плотности жидкости, заполняющей камеру ровно наполовину.

25

В компасе для замера горизонтальных и вертикальных углов используется магнитная стрелка, помещенная в герметичную камеру, имеющую форму эллипсоида вращения и наполовину заполнен30ную жидкостью. Магнитная стрелка, выполненная так, что ее плотность меньше плотности жидкости, закреплена на оси неподвижно. Ось же своими концами с возможностью вращения помещена в гнездах, имеющихся в, корпусе на внутренних стенках камеры в местах пересечения минимальных эллип тических сечений. Таким образом, маг нитная стрелка плавает на поверхности жидкости вследствие действия ее выталкивающей силы и одновременно фиксируется осью в центре камеры. По круговому сечению эллипсоида имеется шкала, разбитая на , с обоз начением направлений С, Ю, В и 3. При горизонтальном положении компаса (и кругового сечения) по магнит ной стрелке замеряются горизон-тальные углы (азимуты,, т.е. углы между географическим меридианом и замеряемой линией), а при вертикальном положении компаса (и кругового сечения) - вертикальные углы (углы паде ния), причем в последнем случае стрелка служит указателем. В обоих случаях отсчеты ведутся по одной шкале. При этом до мкнямума сводится трение концов оси в гнездах, что повьилает надежность, срок службы компаса и точность замеров горизонтальных и вертикальных углов, чему способствует, кроме того, форма камеры в виде эллипсоида вращения, обеспечивающая свободу перемещения в гори зонтальной плоскости плавающей на поверхности жидкости магнитной стрел ки при замере горизонтальных углов, свободу перемещения ее, как указателя в вертикальной плоскости и одновременно ограничиванвдая ее перемещение в горизонтс1льном направлении при замере вертикальных углов. На фиг. 1 изображен горный компас вид сбоку и сверху, на фиг. 2-5 принцип работы с ним. Компас содержит корпус 1, который может быть изготовлен из прозрачного пластика, например из оргстекла, в виде параллелепипеда, образованного . из двух половин. Каждая половина имеет выемку, половины, соединенные вместе, образуют внутри герметичную камеру 2, имекяцую форму эллипсоида вращения. На внутренней плоскости од ной из половин по круговому сечению нанесена шкала 3, разделенная на 360°, с образованием стран света С, Ю, Виз. Для удобства отсчета углов внутри Кс1меры 2 обозначены контураьш два взаи1ишо перпендикулярные наимень шие эллиптические сечения 4 и 5 по направлениям С-Ю и В-3. В точках пересечения этих сечений имеются гне да 6 и 7. В них с возможностью враще ния фиксируется ось 8 с магнитной стрелкой 9, неподвижно закрепленной на этой оси. Магнитная стрелка 9 выполнена плаваиацей, например, полой или на поплавках, благодаря чему она находится на поверхности жидкости 10, которая заполняет камеру 2 наполовину. Длинная сторона корпуса 1 вытянута в направлении С-Ю на шкале 3. Компас работает следующим образом. Для определения маршрутного азимута корпус 1 компаса направляется северной длинной стороной по линии визирования и выводится при помощи жидкости 10, как по уровню, в .котором роль пузырька выполняет воздух, заполнякчций половину камеры 2, в горизонтал зное положение. При этом линия визирования совпадает с направлением длинной стороны компаса, а -жидкость 10 (точнее, плоскость раздела жидкость - воздух в камере) совмещается с круговым сечением со шкалой 3. Отсчёт величины азимута берется со шкалы 3 по северному концу магнитной стрелки 9. Основное назначение горного компаса - определение элементов залегания пластов горных пород, которые с геологической точки зрения фиксируют положение последних в пространстве. Для определения элементов залегания (азимутов простирания и паденияуглов падения) операции выполняются в следукнцем порядке. сначала на поверхности пласта по положению жидкости 10, как по уровню, находят горизонтальную линию или линию простирания, угол которой и направлением географического меридиана определяет азимут простирания miacTa. Бе показывает приложенная к поверхноофи пласта длинная сторона корпуса 1, когда жидкость 10 располагается точно по круговому сечению со шкалой 3. Перпендикулярно ей в неделимой гориз жтальной плоскости, проходящей через линию простирания, располагается линия, называемая направлением падения, угол между которой и географичес1 им меридианом определяет азимут падейия пласта. Затем находят лини падения пласта, лежащую в его плоскости и перпендикулярную линии простирания. Угол между направлением падения и линией падения определяет угол падения пласта. Найденные линии и углы схематично показаны на фиг. 2. Азимуты пёщения и простирания пласта определяют способом, описанным выше для определения маршрутного азимута. Чтобы определить угол падения пласта западную длинную боковую сторону корпуса 1 нужно приложить к линии падения севером на шкапе 3 в сторону падения. При зтом поверхность жидкости 10, заполняющей камеру 2 наполовину, и плавающая в ней магнитная стрелка 9, имеющая возможность передвижения благодаря форме камеры в виде эллипсоида вращеиия только в вертикальной плоскости, устанавливаются в горизонтальной плоскости. Угол падения пласта показывает магнитная стрелка 9, плавающая на жидкости 10, как указатель, своим концом в СВ четверти шкалы 3 между О и 90. Положение горного компаса на пласте во всех трех случаях схема тично показано на фиг. 3, 4 и 5. Формула изобретения Компас, содержащий корпус, шкалу, герметичную камеру с жидкостью, заключенную в нее магнитную стрелку, неподвижно закрепленную на оси, концы которой установлены с возможность вращения в гнездах, находящихся в ка мере, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и раскшрения функцион ьных возмо ностей путем измерения вертикальных углов, камера выполнена в виде эллипсоида вращения,, стрелка выполнена из материала, плотность которого меньшё плотности, жидкости, заполняющей камеру ровно наполовину. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Инструкция по применению двух кругового компаса для геологов 59 с пластинкой для измерения ската. V. А. В, Frellerg frezlslons mechanik. 2.Патент США I 2.019.411. кл. 33-364,опубяик 29.10.1935 {прототип ).