Наклономер

 

НАКЛОНОМЕР, содержащий корпус , чувствительную систему, состоящую из горизонтального маятника с зеркалом, подвешенного на целльнеровском подвесе в монтажной рамке, фотоэлектрйчес1сий преобразователь, систему электромагнитного эталонирования с блоком управления и регистратор , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет повьшения точности эталонирования, на конце маятника перпендикулярно к его оси жестко закреплены в горизонтальных плоскостях два стержневых идентичных постоянных магнита системы электромагнитного эталонирования, магнитные оси которых направлены в противоположные стороны, один КЗ магниточ расположен в центре колечной системы , состоящей из двух горизонтально расположенных соленоидов системь5 электромагнитного эталонирования, жестко закрепленных на монтажной рамке чувствительной системы,причем концы каждого магнита при разомкнутой цепи соленоидов должны совпадать (Л с центрами соленоидов, а ось каждого магнита должна совпадать с осью соленоидов , причем магниты расположены в одной вертикальной плоскости и расстояние между ними должно быть не более 10 мм. эо X 4 4:.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) 3(я) С 01 V 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я

<:: (21) 3573735/18-25 (22) 22.02.83 (46) 23.04;84. Бюл. N - 15 (72) В.Н. Бобров, Д.Г. Гриднев, Й.Д. Куликов и Н.Л. Чуняев (71) Институт физики Земли им..:.

О.Ю. Шмидта (53).531.717.35(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

В 756334, кл. С .01 V 7/02, -1978.

2 ° Изучение земных приливов. Сб.

Под ред. Н.Н. Парийского. М., "Изд-во

АН СССР. с. 41-75 (прототип). (54)(57) НАКЛОНОМЕР, содержащий корпус, чувствительную систему, состоя" щую из горизонтального маятника с зеркалом, подвешенного на целльнеровском подвесе в монтажной рамке, фотоэлектрический преобразователь, систему электромагнитного эталонирования с блоком управления и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет повышения точности эталонирования, на конце маятйика перпендикулярно к его оси жестко закреплены в горизонтальных плоскостях два стержневых идентичных пос" тоянных магнита системы электромагнитного эталонирования, магнитные оси которых направлены в противоположные стороны, один из магниточ расположен в центре колечной системы, состоящей из двух горизонтально расположенных соленоидов системы электромагнитного эталонирования, жестко закрепленных на монтажной рамке чувствительной системы, причем концы каждого магнита при разомкну-. той цепи соленоидов должны совпадать с центрами соленоидов, а ось каждого магнита должна совпадать с осью соленоидов, причем магниты расположены в одной вертикальной плоскости и расстояние между ними должно быть не более 10 мм.

° 1087944

Изобретение относится.к геофизическому приборостроению и предназначено для регистрации приливных и тектонических наклонов земной поверх" ности с целью изучения внутреннего 5 строения Земли и поиска предвестников землетрясений, может применяться так" же при изыскательных работах с целью выбора места для строительства крупных гидросооружений, при эксплуата- 10 ции крупных тоннелей, Известны наклономер, содержащий чувствительную систему, фотоэлектрический преобразователь, устройство, стабилизирующее период собственных колебаний маятника и регистратор, Наклономер обеспечивает высокую ста" билизацию периода собственных колебаний маятника и поэтому может применяться также в качестве длинно.периодного сейсмографа (1 ).

Однако данный наклономер не имеет устройства для его эталонирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 25 наклономер, содержащий корпус, чувствительную систему, состоящую иэ, горизонтального маятника с зеркалом, подвешенного на целльнеровском подвесе в монтажной рамке, фотоэлектрический преобразователь, регистратор и систему электромагнитного эталонирования с блоком управления.

Система эталонирования наклономера включает электромагнитный блок, состоящий из катушки с медным проводом, жестко закрепленной на свободном конце маятника наклономера и размещенной в магнитном поле постоянного магнита, жестко связанного с корпу- 40 сом. Катушка при помощи токоподво" дов соединена с блоком управления (23.

Применение токоподводов оказывает отрицательное влияние на упругий подвес маятника, снижает точность измерения. Это является существенным недостатком наклономера.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет повышения точности эталонирования.

Поставленная цель достигается тем, что в наклономере, содержащем корпус, чувствительную систему, состоящую из горизонтального маятника с зеркалом, подвешенного на целльнеровском подвесе в монтажной рамке, фотоэлектрический преобразователь, систему электромагнитно-, го эталонирования с блоком управления н регистратор, на конце маятника перпендикулярно к его оси жестко закреплены в горизонтальных плоскостях два стержневых .идентичных постоянных магнита системы элект" ромагнитного эталонирования, магнитные оси которых направлены в противоположные стороны, один из магнитов расположен в центре колечной системы, состоящей из двух горизонтально расположенных соленоидов системы электромагнитного эталонирования, жестко закрепленных на монтажной рамке чувствительной системы, причем концы каждого магнита при разомкнутой цепи соленоидов должны совпадать с центрами соленоидов, а ось каждого магнита должна совпадать с осью соленоидов,причеммаг-. ниты расположены в одной вертикальной плоскости и расстояние между ними должно быть не более 10 мм.

На. чертеже приведена схема предложенного наклономера.

Прибор содержит корпус (не пока" зан), чувствительную систему, состоящую из монтажной рамки 1, в которой на упругих нитях 2 и 3 подвешен горизонтально маятник 4 с зеркалом

5 и двумя идентичными стержневыми антипараллельными постоянными магнитами 6 и 7, жестко закрепленными горизонтально на конце маятника 4 перпендикулярно его оси в одной вертикальной плоскости на расстоянии не более 10 мм друг от друга.

Концы магнита 6 размещены в соленоидах 8 и 9, жестко скрепленных с мон" тажной рамкой 1 таким образом, что при разомкнутой цепи срленоидов они совпадают с центрами соленоидов и ось магнита совпадает с осью соленоидов. Наклономер содержит, кроме того, фотоэлектрический преобразователь, состоящий из осветителя

10, зеркала 5 и дифференциального фотоэлемента 11, подключенного к регистратору 12. Соленоиды 8 и 9 подключены к блоку управления, состоящему из источника питания 13, переключателя полярности 14,.магазина сопротивлений 15 и зеркального микроамперметра 16.

Порядок эталонирования наклономера следующий.

Наклономер в лабораторных условиях устанавливается на высокоточную наклономерную плиту таким обра2 о(с дуги

f» + 1 2!

Затем изменяется ток в цепи соленоидов 8 и 9 на 33 при помощи изменения сопротивления магазина 15. При 25 этом изменится магнитное поле соле- / ноидов 8 и 9, что приведет к отклонению маятника 4 на угол 8 и-смещеЛ нию записи на регистраторе 12 на

AY мм. Для исключения влияния накло- З0 нов земной поверхности на показания наклономера ток в,цепи соленоидов изменяют на — Д3, при этом маятник отклонится на угол — В, и запись на регистраторе 12 сместится на—

3Y@. Отсюда получается коэффициент е чувствительности наклономера К2:

АХ мкА

)hY, J + (de) мм

4О

Величины коэффициентов К1 и К, определяют величину калибровочного коэффициента К, (электродинамической постоянной наклономера):

45 МТ

К, 2дЭ Х ЛТ к мкА

Величину К, определяют многократно . и К, среднее является коэффициентом для эталонирования наклономера в поле 3 10879 зом, чтобы маятник 4 был параллелен оси вращения плиты, фотоэлемент 11 подключается к регистратору 12, подается питание на лампу осветителя

10 и наклономер выводится в рабочее положение. Плит задается наклон на известный угол ф, при этом маятник

4 отклонится на угол 6„, световой поток осветителя 10, отраженный от зеркала 5, сместится по фотоэлементу 1Î

11, что приведет к смещению записи на регистраторе 12 на ЬУ„мм. Для исключения влияния наклонов земной поверхности на показания наклономера плите задается наклон на угол -с, при этом маятник отклонится на уголИ и запись на регистраторе сместит-. ся на — LlY . Отсюда определяется коэффициент чувствительности К .

44 вых условиях при помощи изменения тока в цепи соленоидов 8 и 9.

При эталонировании наклономера с целью определения коэффициентов

К, и К, в лабораторных условиях смещения записи на регистраторе 12 производится на одном и том же участке шкалы. Это позволяет исключить влияние возможной нелинейности шкалы регистратора на точность эталонирования.

При регистрации наклонов земной поверхности, периодически изменяя величину тока в соленоидах 8 и 9 на известную величину, определяют чувствительность наклономера в с дуги на мм шкалы регистратора 12. Например, пусть К, = 0,01 с дуги/мкА, тогда изменение тока в цепи соленоидов на и мкА будет соответствовать наклону земной поверхности (наклону основания маятника) на О, 01 и с дуги. Пусть при этом запись на регистраторе 12 сместится на 100 мм, тогда чувствительность наклономера.К будет:

К = = 0,0001

100 мм

Исследования предложенного наклономера в широком диапазоне начальных накпонов плиты (до 100 с дуги) показали в этом диапазоне неизменность коэффициента К

Предложенный наклономер не содержит токоподводов к чувствительной системе, поэтому исключается возможность дрейфа нульпункта за счет токоподводов и обеспечивается линейность показаний прибора. Расстояние между. антипараллельными идентичными магнитами не превьппает 10 мм и это позволяет исключить не только влияние изменений внешнего магнитного поля, но и влияние изменений градиентов внешнего магнитного поля. Размещение концов магнита в средней части соленоидов обеспечивает линейную связь между величиной отклонения маятника и величиной тока в цепи соленоидов. Это позволяет повысить точность эталони- ° рования наклономера, а следовательно, и точность измерений.

1 087944

Составитель И. Кашкур

Техрел Д,Мартяшова КорректорО. Тигор

Редактор С. Лыжова

Заказ 2667/43 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4