Гравиметр

 

ГРАВИМЕТР, содержащий полый шар из сверхпроводящего материала, помещенный с зазором в трубу из немагнитного материала, два соленоида, охватывающих трубу, и регистратор, отличающийся тем, что. с целью повьшения чувствительности и расширения динамического диапазо на, труба снабжена двумя торцовыми стенками, размещенньми на равных расстояниях от центра полого шара, содержащими элементы связи, образующими с боковой стенкой трубы и поверхностью полого шара первьй и второй резонаторы, регистратор содержит смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотомер, соединенные последовательно, и СВЧ-усилитель , который соединен посредством элементов связи с торцовыми стенками , а резонаторы включены в цепь обратной связи усилителя, образуют первьй и второй генераторы, выходы (Л которых соединены с смесителем. х &9 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) m>4 6 01 7 7/02

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф1

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3312588/18-25 (22) 06.07.81 (46) G7.07.86. Бюл. № 25 (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР (72) В.А. Чаркин и Ф.Ф. Менде (53) 528.026.3;528.563 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 636573, кл. G 01 V 7/02, 1976.

Prothего W.А. et al Supercondacting gravimeter . Rev. Scient. Instr.

1968, ч. 39, № 9, р. 1257-1262. (54)(57) ГРАВИМЕТР, содержащий полый шар из сверхпроводящего материала, помещенный с зазором в трубу из неФ магнитного материала, два соленоида, охватывающих трубу, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения динамического диапазо на, труба снабжена двумя торцовыми стенками, размещенными на равных расстояниях от центра полого шара, содержащими элементы связи, образующими с боковой стенкой трубы и поверхностью полого шара первый и второй резонаторы, регистратор содержит смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотомер, соединенные последовательно, и СВЧ-усилитель, который соединен посредством элементов связи с торцовыми стенками, а резонаторы включены в цепь обратной связи усилителя, образуют первый и второй генераторы, выходы которых соединены с смесителем.

1083795

| г >;. виметра.

2. ГравимеTp ло и. 1 р о т л и— ч а юшийся тем, что СБЧ вЂ” уси— литель выполнен с переносом усилеН И Я Н а П Р О М СЖ У т О Ч 1 I >| b> -| Я С Т О Т У

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам пля измерения гра11итацион11ого поля

8 емли.

Известно устройство, где чувствительнь и элемент выполнен в виде сверхпроводяшего полого цилиндра с двумя радиальными вырезами, центр тяжести которого смещен относительно продольной оси, ". электромагнитная система выполнена в виде двух, располо>кенных соосно с инерционным элементом, paprraJIbHoocевых опор и трех обмоток.

Недостатком известного устройст.—

Ва ЯВЛЯ С ТСЯ yea Кий ДИНаМИЧЕСКий Дис1— пазон, ограниченный системой астезирования, сложность настройки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гравиметр, содержащий полый шар из сверхпроводящего материала, помещеп— ный с зазором в трубу из немагнитного материала, два сверхпроводящих соленоида, охватывающих трубу, регистратор, выполнен>л|гй н виде последоВательн10 соединенных pcçÎèaнсного усилителя, синхрс>нного демодуляlора и усилителя, а также г1есть емкос гпых электродов — |етыре 1 горизонтальной 30 плоскости и по одно>|у |.верху и снизу, ВКЛЮЧЕННЬГХ В ЕМКОСТНЫЙ I IOCT ВЫХОД которого соединен с входом регистратора.

Недостатком известного гравиметра .| является 1га пан ч; вствит= lьность и узкий динамический диа11азон.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение динамическОГО диallаэона °

Цель достигается тем, что в гра— виметре, содержащем по;1ый Illap из сверхпроводящего материала, помещенный с заэс poht H трубу из 1емагнитного матери|1л|1, два с оленоида, охватыRafrIIIrих трубу, и регис Tратор, труба

3. Гравиметр по п. 1, 2, о т л ич а ю шийся тем, что зазор не превышает величину порядка 2 — 5X от внешнего диаметра полого шара. снабжена двумя торцовыми стенками, размещенными на равных расстояниях от центра полого mapa, содер>кащими элементы связи, образующими с боковой стенкой трубы и поверхностью полого шара первы111 и второй резонаторы, регистратор содер>кит смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотомер, соединеннь1е последова— тельно и СБЧ-усилитель, который соединен посредством элементов связи с торцевыми стенками, а резонаторы вклю1ен11 в цепь обратной связи усилителя, образуют первый и второй генераторы, выходы которых соединены со смесителем.

Кроме того, СБЧ-усилитель выполIre;I с переносом усиления на проме;1:,уто иную частоту.

Кроме того, зазор не превышает

«еличину порядка 2-5Z от внешнего диаметра полого шара.

На чертеже представлена схема

11ервый и второй резонаторы 1 и 2 образованы трубой 3 иэ немагнитного металла с высокой проводимостью (медь или алюминий), полым шаром 4, покрытым сверхпроводником (свинцом

lrHи ниобием), и торцовыми стенками

5 и 6. Полый шар 4 подвешен в магнитном поле соленоидов 7 и 8, которые установлены с возмо>кностью взаимного перемещения и перемещения относительно трубь 3. Центр полого шара 4 совпадает с осью трубы 3, Для исключения уменьшения добротности резонаторов 1 и 2 зазор между трубой 3 и полым шаром 4 †не менее 2 — 57 от диаметра полого mapa 4. Резонаторы

1 и 2 вкл1очены в цепь обратной связи усилителя 9, образуют, соответственно, первый и второй генераторы 10 и 11, к выходам которых подключен смеситель 12, оединенный через уси1083795

Корректор А. Тяско

Техред Л.Олейник

Редактор Л. Письман

Заказ 3724/1

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 литель промежуточной частоты 13 с частотомером 14. Опора 15 изготовлена из фторопласта, крепится к внутренней поверхности трубы 3 расстоянии (О, 1-0, 25 ) D ниже ее середины, где D — внутренний диаметр тру бы. СВЧ-усилитель 9 выполнен, например, в виде СВЧ-усилителя с переносом усиления на промежуточную частоту.

Первый и второй резонаторы 1 и 2, полый шар 4 и соленоиды 7 и 8 расположены в вакуумной камере, охлаждаемой жидким гелием (на чертеже не показано).

Гравиметр работает следующим образом.

Поскольку положение полого шара

4 определяется равенством диамагнитных сил выталкивания и силы тяжести, а от положения полого шара 4 зависят размеры первого и второго резонаторов 1 и 2, то при изменениях силы тяжести или токов, протекающих через соленоиды 7 и 8, изменяются собственные частоты первого и второго резонаторов 1, 2 и, следовательно, первого и второго генераторов 10, 11. Если частота одного генератора увеличивается, то частота другого уменьшается на такую же величину. В смесителе 12 происходит сравнение частот генераторов, разностная частота, выделяемая усилителем промежуточной частоты 13, подается на частотомер 14. Изменения частот генераторов 10 и 11, вызванные дестабилизирующими: факторами, не оказывают влияния на погрешность определения силы тяжести, так как они взаимно компенсируются в смесителе 12.

Изобретение позволяет повысить чувствительность,. расширить динамический диапазон, благодаря использованию двух СВЧ-резонаторов, которые позволяют создать оптимальную для выбора подъемный силы полого шара кон-фигурацию магнитного поля,а также благодаря использованию регистрато25 ра, выполненного по дифференциальной схеме.