Виброграф

 

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) g С 01 У 1/16 госуд@ стенный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3980108/31-25 (22) 25. t 1. 85 (46) 23.12.88. Бюл. У 47 (71) Институт @изики Земли им. О.Ю. Шмидта (72) В.И,, Грайзер, О.П. Кузнецов и Н.И. Недошивнн (53) 550.824(088.8) (56) Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР. « N.:

Наука: 1974.

Харин Д.А., Симонов Jf.И. Сейсмоприемник ВБП-5 для раздельной регистрации линейных перемещений и поворотов. В кн.: Сейсмические приборы, вып. 5. N.: Наука, 1969, с. 51-66. (54) (57) ВИБРОГРАФ, содержащий двухмаятниковый датчик, в котором два

Л0„„1446577 А1 основных маятника с преобразователями установлены на одной оси вращения, центры тяжести инертных масс основных маятников расположены но разные стороны от этой оси, а оси чувствительности основных маятников параллельны, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности регистрации sa счет устранения влияния поперечных колебаний, в него введен дополнительный маятник с пре» образователем возможностью колебания в той же плоскости и относительно той же оси вращения, что и основные маятники, с осью чувствительности, перпендикулярной осям чувствительности основных маятников, и трехканальный блок коррекции, соединенный с преобразователями маятников.

1446577

Изобретение относится к сейсмоло-, гии и может быть использовано для определения поступательных и вращательных движений в ближней зоне зем5 летрясений и взрывов.

Целью изобретения является повышение точности регистрации за счет устранения влияния поперечных колебаний. 1Î

На фиг. 1 представлена схема установки маятников в вибрографе; на фиг. 2 - схема блока коррекции.

Маятник 1 с Преобразователем установлен горизонтально для регистра- 15 ции вертикалЬных поступательных движений. Иаятник 2 с преобразователем установлен также горизонтально длй регистрации вертикальных поступательных движений..И положении равновесия 20 маятники 1 и 2 расположены на одной прямой так, .что центры тяжести ях ииертных масс находятся по разные стороны от оси вращения.

Маятник 3 с преобразователем ус- 25 таыовлен вертикально для регистрации горизонтальных поступательных двнже° ний, В положении раввавесия маятник

3 перпендикулярен маятникам 1 и 2.

Маятники 1 -3 установлены на одну ось 30 вращения (ось У, фиг,. 1) и перемещаются в одной плоскости -ЕОХ.

Преобразователи позволяют подавать иа вход блока- коррекции сигналы, пропорциональные углам отклонения маятников от положений равновесия - 9;

Sg, 8 „

Блок коррекции предназначен для преобразования показаний трехмаятникового датчика 8,,8,8 з в велиЧины Щ(1

if

Еф X H 0Lee

Блок .коррекции (рнс. 2) состоит из стандартных преобразователей: сумматор 4 сигналов, вычислитель 5 разности, умножитель 6, вычислитель

7 частного от деления сигналов преобразователь 8 типа С f(t)(C-coast, f(t) - функция на входе), преобразователь 9 типа С + К()»

Преобразователи 4-9 трехначально50 го блока коррекции связаны между собой последовательно и параллельно.

Принцип действия вибрографа. с блоком коррекции подтверждается следующими теоретическими положениями, Уран-.

» нения движения трех маятников, показанных на фиг. 1 (включая повороты и поперечную чувствительность), записываются следуюшим образом:

-z/1 -(Х/1, )Д, -0L= е, +2 Со,в,в,+

+ са,в,; (Х 1 92+о = 82+2С02П2 02+

2 2 (1)

-Х/1,-(2/1 )g,+ и = В,+ 2СОР,e,+

+со,о, где „ — углы отклонения маятников от положения равновесия;

Q - угловые частоты собственных, колебаний

9 д — затухания, 1 и приведенные длины.

Система уравнений (1) разрешима относительно всех трех неизвестных

Е, ХнЫ

А„=о +2СО Э„В„+ СО„В„1

9,, = 1,1,{А,-A,)ц, - 1,Е, -1,ä,; (2) 2 — з з (" + з)Ч2 -1з ф

Тогда решение системы (1) записывается в виде

Z = -(11,ц,+3,ц,)/(ц,.щ+ Cg, а,);

ЮЧа а%2)/(q,q, + qua,)1 (3) » = Z/1., -а,(Х/1 ) + А, I

Целесообразно использовать в ка= честве датчиков акселерометры. В случае, когда частоты собственных колебаний маятников акселерометров (д,,много больше частот регистрируемых колебаний И, первым и вторым членами правой части уравнений сис-. темы (1) можно пренебречь и АДИЕВ„.;

Тогда отпадает необходимость вводить в блок коррекции одно- и. двухкратное дифференцирование записей маятников.

Таким образом, для определения указанных трех неизвестных характерис"тик движения нет необходимости пренебрегать вторыми членами левой части уравнений (1) - поперечной чувствительностью, что и определяет повышение точности регистрации по сравнению с двухмаятниковыми приборами типа

ВБПП. Кроме того, в указанной схеме не требуется идентичности маятников, что исключает возможность появления дополнительных искажений. з

Показанная на фнг. 2 схема блока коррекции осуществляет преобразование сигналов Q» ez и 8у на входе в сигналы Z, Х и aL на выходе по формулам (2) и (3).

Виброграф работает следующим образом.

Сигналы 9,, 8 и 8зс маятников 1-3 снимаются с помощью преобразователей и подаются на вход блока коррекции.

В каждом из трех каналов блока коррекцяи1 состоящих из стандартных преобразователей, сумматоров и умно" жителей, соединенных последовательно и параллельно, в результате цепочки операций (фиг. 2) на выходе формируются сигналы, пропорциональные ускорениям Z, Z и Й .

Предлагаемый виброграф по сравнению с известным ц повысить точность регистрации более чем на

10Х и обеспечить запись сигналов, пропорционально ускорениям колебаний и уменьиить в два раза число используемых маятников.

Корректор Г.Решетник

Редактор Г. Волкова Техред Л.Олийнык

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

Заказ 6744/51 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5