Крутильный сейсмометр

 

Изобретение касается геофизических измерений и может быть использовано для измерения крутильных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике . Целью изобретения яйляется повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерений ротационной компоненты при любом положении корпуса прибора. Поставленная цель достигается тем, что подвес маятника к центральному стержню в корпусе осуществляется посредством биморфных пьезоэлектрических пластин, один конец которых жестко закреплен на стержне, а другой снабжен призматическими наконечниками, взаимодействующими с внутренней поверхностью маятника. Пластины расположены в среднем сечении, маятника в двух взаимно перпендикулярных направлениях . 1 з.п.ф-лы, 2 ил. с $ (Л

СООЗ СОЕЕТСНИХ

СО(1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

$1) 4 G 01 Ч 1 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3736997/24-25 (22) 04.05.84 (46) 23.05.87. Бил. У 19 (71) Институт физики Земли им. 0.1f).Ïìèäòà (72) А.А.Барихин и В.Т.Левшенко (53) 550.834(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 828149, кл. G 01 V 1/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 641372, кл. (01 Ч 1/16, 1976. (54) КРУТИЛЬН11И СЕЙСМОМЕТР (57) Изобретение касается геофизических измерений и может быть использовано для измерения крутильных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике. Целью изобретения является повышение точности измерений и расши" рение функциональных возможностей устройства sa счет обеспечения измерений ротационной компоненты при любом положении корпуса прибора. Поставленная цель достигается тем, что подвес маятника к центральному стержню в корпусе осуществляется посредством биморфных пьезоэлектрических пластин, один конец которых жестко закреплен на стержне, а другой снаб-. жен призматическими наконечниками, взаимодействующими с внутренней поверхностью маятника. Пластины расположены в среднем сечении маятника в двух взаимно перпендикулярных направлениях. 1 s.ï.ф-лы, 2 ил. а

1 13

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано для измерения крутильных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике.

Пель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональньх возможностей устройства за счет обеспечения регистрации ротационной компоненты при любом положении корпуса.

На фиг.1 изображена принципиальная схема сейсмометра; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Сейсмометр состоит из корпуса 1 с центральным стержнем 2, подвеса, выполненного на основе биморфных пьезоэлектрических пластин 3, снабженных фиксирующими наконечниками 4, регулировочных узлов 5, закрепленных на маятнике 6.

Маятник б выполнен в виде полого цилиндра и снабжен регулировочными узлами 5, обеспечивающими соединение между фиксирующими наконечниками 4 и маятником 6. При этом фиксирующие наконечники 4 могут быть выполнены, например, в виде треугольной призмы, основание которой жестко скреплено с одним из торцевых концов пластины

3 а ребро угла, противолежащего основанию, входит в проточку в регулировочном узле 5. Другой торцевой конец пластины 3 жестко-связан с центральным стержнем 2. Регулировочный узел 5 может быть выполнен в виде цилиндра, имеющего на поверхности для предотвращения закручивания выступ, входящий в паз маятника и прижимного винта, обеспечивающего перемещение этого цилиндра в направлении фиксирующего наконечника 4. Для предотвращения скольжения ребра фиксирующего наконечника 4 торец цилиндра может быть снабжен проточкой.

Пластина 3 установлена в двух взаимноперпендикулярных направлениях в плоскости, приходящей через среднее сечение маятника 6.

Сейсмометр работает следующим образом.

Прибор устанавливается на исследуемый объект корпусом 1. В зависимости от регистрируемой вращательной компоненты сейсмического волнового поля производится ориентировка прибора. В случае регистрации вращательной компоненты вокруг вертикальной оси прибор уста12500 2

f5

50 навливается таким образом, чтобы стержень ? был расположен вертикально относительно горизонтальной поверхности объекта. Если же производится регистрация вращательной компоненты вокруг одной из горизонтальных осей, то прибор устанавливается таким образом, чтобы стержень 2 был параллелен этой оси. Конструкция прибора предусматривает возможность такой установки, поскольку пластины 3 закреплены на равных расстояниях от торцевых поверхностей маятника 6, что обеспечивает его равновесие при нахождении в горизонтальном положении, В случае вертикального расположения стержня 2, маятник подвешен на пластинах 3, которые обладают достаточной жесткостью к деформациям на прогиб, поскольку выполнены иэ пьезокерамики и установлены таким образом, что высота этой пластины на много больше ее толщины. Такая компоновка пластин и маятника позволяет избавиться от помех, вызванных другими г Ф типами волн,. поскольку маятник не может испытывать ни горизонтальных, ни вертикальных перемещений. Он реагирует только на вращательное движение вокруг стержня 2.

При воздействии измеряемой вращательной компонетны сейсмического колебания на корпус 1 прибора происходит поворот стержня 2 вокруг своей оси. Маятник б .остается неподвижным и в силу этого происходит изгиб биморфных пьезоэлектрических пластин 3 в одном направлении и на них появляется ЭДС, пропорциональная углу закручивания стержня 2. Эта ЭДС и является полезным сигналом. Наличие фиксирующих наконечников 4, механически соединенных с регулировочными узлами

5, дает возможность пластинам 3 изгибаться в одном направлении. В случае закрепления торцевых концов без этого узла на маятнике 6 при закручивании концы пластины деформируются в противоположных направлениях относительно ее середины, что создает суммарную ЭДС на пластине, равную нулю.

Формула изобретения

1, Крутильный сейсмометр, содержащий корпус, маятник, подвес маятника к корпусу и преобразователь, о т л ич а ю шийся. тем, что, с целью повышения точности измерений и расши3 1З1 рения функциональных возможностей за счет обеспечения регистрации ротационной компоненты при произвольном положении корпуса, в корпусе установлен центральный стержень, маятник выполнен в виде полого цилиндра, а подвес маятника — в виде биморфных пьезоэлектрических пластин, один конец которых жестко закреплен на стержне, а другой посредством шарнира взаимодействует с внутренней поверхностью

2500 4 маятника, при этом пластины установлены в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, проходящей через среднее сечение ма5

2. Сейсмометр по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что концы пластин, взаимодействующие с внутренней поверхностью маятника, снабжены призматическими наконечниками.

1312500

Составитель Г. Старостина

Редактор П. Гереши Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Заказ 1969/44

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4