Струнный гравиметр

 

СТРУННЬЛЙ ГРАВИМЕТР для измерения силы тяжести на подвижном основании, содержащий массивное тело , подвешенное к корпусу на струне и погруженное в вязкую жидкость, устройство для поддержания незатухающих колебаний струны, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в вязкой жидкости дополнительно установлена полая термокомпенсационная коробка, связанная с массивным а елом с помощью коро1 1ысла, горизонтальная ось вращения которого закреплена на корпусе, при этом выполняют .ся соотношения М - V кт Ь--, -объем массивного тела; где объем термокомпенсадиончой коробки; ST площадь поперечного сечения массивного тела; SK площадь поперечного сечения термокомпенсационной коробки, (Л расстояние между массивным телом и боковыми стенками камеры; UK расстояние между термокомпенсационной коробкой и боковыми стенками камеры . 41 со -4 СО О)

ССНОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 0 01 7 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ .Ф где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3516039/18-25 (22) 26.11.82 (46) 15.02.84. Бюл. Р 6 (72) И.Л. Яшаяев, В.О; 1аграмянц и Ю.К. Рябиков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт. геофизических методов разведки (53) 550.831(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 294118, кл. G 01 Ч 7/02., 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9,661479, кл. G 01 Ч 7/02, 1979. (54 ) (57) СТРУННЫЙ ГРАВИМЕТР для Н3мерения силы тяжести на подвижном основании, содержащий массивное тело, подвешенное к корпусу на струне и погруженное в вязкую жидкость, устройство для поддержания незатухающих колебаний струны, о т л -ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в вязкой жидкости дополнительно установлена полая термокомпенсационная

ÄÄSUÄÄ1 073736 А коробка, связанная с MBccHBHhM телом с помощью коромысла, горизонтальная ось вращения которого закреплена на корпусе, при этом выполняются соотношения

Чк=чт, т — I (. объем массивного тела; объем термокомпенсацион ной коробки;

 — площадь поперечного сечения массивного тела;

S - площадь поперечного сеК С2 чения термокомпенсацион- @ ной коробки, расстояние между массивным телом и боковыми стенками камеры; С: расстояние между термоком- . пенсационной коробкой и боковыми стенками камеры.

1073736

20 к Чт т к

I т к

Чт — объем массивного тела; объем термокомпенсационной коробки;

ST — площадь поперечного сечения массивного тела;

60 где

Изобретение относится к гравиметрическому приборостроению и предназначено для гравиметрической съемки с подвижного основания.

Известен струнный гравиметр для измерения ускорения силы тяжести на поднижном оснонании, содержащий массивное тело, подвешенное к корпу су на струне и погруженное н вязкую жидкость, устройство для поддержания незатухающих колебаний струны 11.

Недостатком данного гравиметра является большой уровень погрешностей, возникающих при ноздействии на. гравиметр ускорений низкой частоты 15 (0,03-1,0 Гц и связанных с недостаточным демпфированием массивного тела.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является струнный гравиметр для измерения силы тяжести на подвижном основании содержащий массивное тело, подвешенное к корпусу на струне и погруженное в вязкую жидкость, устРой ство для поддержания незатухающих колебаний струны (2 J. Массивное тело выполнено с поперечными ребрами, в пространство между которыми нведен кольцевой выступ, жестко связанный с корпусом прибора f2 ).

Недостатком гравиметра янляется низкая точность, обусловленная тем, что при измерении температуры жидкости нозникает конвективное движение последней которое вследствие высокой вязкости этой жидкости приводит к появлению значительных по величине возмущающих сил, приложенных к массивному телу и изменяющих натяжение струны. 40

Цель изобретения — повышение точности измерениИ.

Поставленная цель достигается тем, что в струнном гравиметре для измерения силы тяжести на подвижном осно-45 нанни, содержащем массивное тело, подвешенное к корпусу на струне ы погруженное в вязкую жидкость, устройство для подцержания незатухающих колебаний струны, в вязкой жидкости ,цополнительно установлена полая термокомпенсационная коробка, связанная с массивным телом с помощью коромысла, горизонтальная ось вращения котоРого закреплена на коРпусе, при этом выполняются соотношения площадь поперечного сечения термокомпенсационной коробки, расстояние между массивным телом и боковыми стенками камеры; расстояние между термокомпенсационной коробкой и боковыми стенками камеры.

На чертеже изображена схема струнного гравиметра.

Струнный гравиметр содержит корпус

1 и подвешенное к нему на струне 2 массивное тело 3, связанное с полой термокомпенсационной коробкой 4 с помощью коромысла 5, горизонтальную ось вращения б коромысла 5, сверхвязкую полиметилсилаксаноную жидкость

7, постоянный магнит 8 и предохранительную насадку 9;

Массивное тело 3, коромысло 5, ось вращения б и полая термокомпенсационная коробка 4 находятся в сверхвязкой полиметилсилаксановой жидкости 7. Струна 2„ проходящая в зазоре постоянного магнита 8, снабжена предохранительной насадкой 9, защищающей струну 2 от попадания жидкости. Внутренний объем датчика вакуумирован.. Выводы струны 2 подключены к электронной схеме (не показана.), поддерживающей незатухающие колебания струны. Измерения гравиметром производят общеизвестным способом.

Компенсация температурных измерений в гравиметре происходит следукнцим образом.

Возникающие при изменении температуры конвективные движения в жидкости приводят к появлению возмущающих сил, действующих одновременно на массивное тело 3 и полую термокомпенсационную коробку 4. Выбирая размеры коробки .площадь ее поперечного сечения, объем и расстояние от стенок корпуса, можно добиться

coro, что силы, действующие на массивное тело 3 и полую термокомпенсационную коробку 4 создают моменты относительно оси вращения б равные по величине и противоположные по направлению. Вследствие этого коромысло, а, следовательно, и массивное тело не испытывают воздействия возмущающих сил и натяжение струны

2 определяется только силой тяжести.

Воэмушающая сила от коннективного движения жидкости F s зависит от вязкости демпфирующей жидкости геометрических размеров массивно-го тела и скорости протекания тепло ного процесса в жидкости

5т

"т

1073736 где 5т площадь поперечного сечения массивного тела; расстояние между массив ным телом и боковыми стенками камеры, коэффициент, зависящий от свойств жидкости; коэффициент, характеризующий скорость проте кания теплового процесса в жидкости, где à — текущее время, Т вЂ” величина, характеризующая тепловые параметры о жидкости

44 — текущая разность температур между корпусом прибора и внутренней стенкой сосуда с жидкостью.

При реальных параметрах струнной системы возмущающие снлы возникающие при изменении температуры; приводят к возникновению динамического температурного коэффициента достигающего величины 600015000 мгл мин/град, что налагает очень высокие требования к качеству термостатирования прибора и затрудняет его использование при резких колебаниях окружающей температуры.

При установке в прибор полой термокомпенсационной коробки 4, связанной с массивным телом 3, по средством коромысла 5 через горизонтальную ось вращения 6 в случае равенства плеч коромысла 5, учитывая (1 l, для частоты поперечных колебаний Е„ струны имеет место равенство

10 где r — масса массивного тела) масса термокомпенсацион

5 ной коробки, плотность вязкой жидкости,"

Vr — обЪем массивного тела, Ч„ — объем термокомпенсационной коробки; площадь поперечного сечения термокомненсационной коробки; расстояние между термо . компенсационной коробкой и боковыми стенками камеры, ф — ускорение силы тяжести ..

Как видно из (2), подбирая объем термокомпенсационной коробки так, чтобы V„ - =Чт и

5т 9к

"т . .к получаем компенсацию влияния сил гидростатического выталкивания

25 (р g (Vт -Чк) = 03 и возмущающих сил, возникающих при появлении конвекционных движений вязкой жидкости т к

Использование изобретения позволит значительно расширить возможности струнного гравиметра с жидкостным демпфированием, обеспечивая повышение точности измерений в

Ç5 тяжелых температурных условиях на борту самолета и вертолета в 1,2 раза по сравнению с используемыми струнными гравиметрами. Экономический эффект от внедрения предлагае40 мого изобретения составляет 9 тыс.р. на полевой сезон.

Конструкция гравиметра и технология его изготовления существенно не усложняются °

1073736

Составитель С. Рыков

Редактора. Долинич Техред Т.Фанта Корректор A.Tÿñêo

Закаэ 325/4б, Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4