Крутильный сейсмометр

 

КРУТИЛЬНЫЙ СЕЙСМОМЕТР, содержащий корпус и жестко прикрепленный к нему чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитного диска с катушкой., отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности регистрации полезного сигнала, в него введен дополнительный идентичный чувствительный элемент., которьл снабжен системой демпфирования и соединенным с корпусом арретиром , выполненным в виде сильфона, промежуточного узла и подвижного винта, при этом дополнительный чувствительный элемент прикреплен к промежуточному узлу арретира и корпусу прибора посредством упругой нити с возможностью поворота вокруг вертикальнор оси, а катушки чувствительных элементов расположены параллельно друг другу и соединены в противофазе .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g С 01 V 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619714/18-25 (22) 1 l.07.83 (46) 30.09.84. Бюл. И 36 (72) В.Т. Левшенко, О.Б. Хаврошкин и В.И. Шубина (71) Ордена Ленина институт физики

Земли им. 0.10. Шмидта (53) 550.834(088.8) (56) 1. Саваренский E.Ô., Кирнос Д.П

Элементы сейсмологии и сейсмометрии. М., Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1955, с. 483-484.

2. Авторское свидетельство СССР

У 641372, кл. G 01 U 1/16, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 828149, кл, С 01 V 1/16, 1979 (прототип) (54)(57) КРУТИЛЬНЫЙ СЕЙСМОМЕТР, содержащий корпус и жестко прикреп„„SU„„» ЫОЬ А ленный к нему чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитного диска с катушкои, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности регистрации полезного сигнала, в него введен дополнительный идентичный чувствительный элемент, которыи снабжен системой демпфирования и соединенным с корпусом арретиром, выполненным в виде сильфона, промежуточного узла и подвижного винта, при этом дополнительный чувствительный элемент прикреплен к промежуточному узлу арретира и корпусу прибора посредством упругой нити с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, а катушки чувствительных элементов расположены параллельно друг другу и соединены в противофазе.

1116405

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использована для измерения крутильных колебаний в сейсмометрии и разведочной reафизике 5

Известен крутильный сейсмометр системы А«ларсена-Вуда, состоящий из металлического цилиндра, укрепленного по образующей на тонкой нити, натянутой вертикально между двумя 1О зажимами $1 3.

Недостатком известного сейсмометра является наличие маятниковых колебаний у цилиндра, вследствие чего крутильные колебания измеряются с низкой точностью.

Известен также крутильный сейсмометр, содержащий корпус, преобразователь, инертную массу, подвес из рад«аль«о ориентированных пластин и три подвиж«ых диска (2 ).

Недостатком данного сейсмометра е«ть;.

Наиболее близким техническим

30 рсше«ием к предлагаемому является крутиль«ый сейсмометр, содержащий сорпуc . и жестка прикрепленный к нему чу»ствительный элемент, выполненный

» виде ферромагнитного диска с катушкой,3 ).

Недостатком его является то, чта аг обладает чувствительностью одно»реме«но как к крутильнай составляющей сейсмического волнового

40 поля, -,aI(и к вариациям внешнего маг«итнаго поля в диапазоне регистрируемых сейсмических частот (магнитные буэи, электромагнитные поля от искусственных источников и др.).

Таким образом, запись регистрируемого полезного сигнала осложняется помехой, - атарая по абсолютной величине иногда в несколько раз превосхогит сейсмический сигнал, что сущсстве«но снижает точность регистрации сейсмических сиг«алов.

Дель изобретения — повыше«ие точ«ост::, регистрации полезного сигнала.

11аста»лс««ая цель достигается тf ì, что в крутильный сейсмометр, содерж l:|IVIII корпус и жестка IIpHKpE ï ль l\ II II к нему чувствительный эле,я»ляется та,что и«ертная масса, подвеше«ная »а радиально ориентированных пластинах, реагирует не только на 25 крутильныс колебания, «о и на горизонталь«ые колеба«ия, чта снижает точность измерения крутильной кампо" мент, выполненный в виде ферромагнитного диска с катушкой, введен дополнительньгй идентичный чувствительный элемент, который снабжен системой демпфирования и соедине«ным с корпусом арретиром, выполненным в виде сильфана, промежуточного узла и подвижного винта, при этом дополнительный чувствительный элемент прикреплен к промежуточному узлу арретира и корпусу прибора посредством упругой нити с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, а катушки чувствительных эле— ментов расположены параллельно друг другу и соединены в противофазе.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема сейсмометра, на фиг. 2 разрез A-A на фиг. 1.

Сейсмомстр состоит из корпуса 1, жестко прикрепленного к нему чувствительного элемента в виде ферромагнитного диска 2 с катушкой 3, дополнительного чувствительного элемента в виде ферромагнитного диска

4 с катушкой 5, упругой нити 6, промежуточного узла 7, саеди«е««ого с винтом 8, который может с»обод«o поворачиваться внутри него, системы демпфирования 9 и сильфона 10, прикрепленного к корпусу I и промежуточному узлу 7.Система демпфирования мажет быть, например воздушнога, масляного типа и др. Ферромагнитный диск

4 прикреплен посредствоь упругой нити 6 к корпусу 1 прибора через ферромагнитный диск 2 и промежуточный элемент 7. Катушки 3 и 5 чувствительных элементов расположе«ы параллельно друг другу и соедине -:ы » противофазе. Винт 8 посредстгом резьбы соединен с корпусом 1 и имеет на конце утолщение, которое обеспечивает закрепление и возможность свободного поворота винта 8 в промежуточном узле 7.

Прибор работает следующим о5разам.

При воздействии «а прибор только крутильной составляющей сейсмического поля (при углах поворота до 10 корпус 1 прибора вместе с прикрепленным к нему ферромагнитным диском

2 начинает поворачиваться вокруг вертикальной оси, и в катушке 3 возникает ЭДС, пропорциональная частота и амплитуда воздействующего колебания. Ферромагнитный диск 4, закреп1116405

3 ленный на упругой нити 6, остается неподвижным, и в катушке 5 ЭДС не появляется. Прибор будет регистрировать к1 утильную компоненту сейсмического поля.

В случае воздействия на прибор только переменного магнитного поля оба ферромагнитных диска 2 и 4 не испытывают перемещения, а в катушках 3 и 5 будет индуцироваться одинаковая по величине ЭДС, обусловленная изменением магнитного поля. Но, поскольку катушки соединены в противофазе, суммарный сигнал будет равен нулю.

В случае одновременного воздействия на прибор крутильной составляющей сейсмического волнового поля и переменного магнитного поля, регистрироваться будет только та часть ,ЭДС, которая возникает в катушке 3 чувствительного элемента за счет сейсмического сигнала, так как суммарная ЭДС, возникающая в катушках за счет вариаций магнитного поля, будет равна нулю. Таким образом, прибор регистрирует только крутильI ную составляющую сейсмического волнового поля без погрешности за счет влияния вариаций магнитного поля.

Система демпфирования 9 предотвращает собственные маятниковые ко10

4 лебания диска 4, что повышает чувствительность прибора к полезному сигналу, Отсутствие системы демпфирования искажает получаемый сигнал.

Для приведения прибора в нерабочее состояние перемещением винта 8 посредством промежуточного узла 7 производят ослабление нити 6 и фиксацию диска 4. При вращении винта 8 промежуточный элемент 7 перемещается только вверх или вниз и не испытывает вращения, поскольку прикреплен к счльфону 10. Таким образом, предотвращается закручивание нити 6. Кроме того, сильфон 10 обеспечиваеч герметизацию прибора.

Расчеты и испытания на макете по-казывают, что при регистрации предлагаемым сейсмометром крутильной составляющей сейсмического волнового поля в диапазоне частот 0,1-1000 Гц при незначительных вариациях Напряженности геомагнитного поля в пределах 0,01-0,03 Э точность регистрации полезного сигнала, по сравнению с базовым объектом (3 ", увеличивается на 30-407,. Если же регистрация проводится в условиях воздействия активной помехи (магнитная буря и т.п. ) точность регистрации увеличивается до 5 раз.

ВНИИПИ Заказ 6925/37 Тираж 710 По писное

Я

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