Сейсмометр

 

Изобретение относится к области сейсмометрии и может быть использовано для регистрации колебаний земной поерхности. Цель изобретения - повышение чувствительности. Цель достигается тем, что сейсмометр содержит ν-образный полый корпус 1 с ветвями большего 2 и меньшего 3 сечений, частично заполненными непрозрачной жидкостью 4, например, ртутью. Регистрация колебаний жидкости производится посредством освещения торца ветви 3, снабженной зеркальным внутренним покрытием и щелью в боковой стенке, против которой размещена линейка световодов 12, соединенных с волоконно-оптическим кодирующим устройством 13. Это обеспечивает повышение точности измерения уровня жидкости вследствие использования разных сечений ветвей 2 и 3, а также цифровой обработки в устройстве 13. Одновременно сейсмометр снабжен системой изменения периода колебаний за счет изменения массы колеблющейся жидкости при соединении ее с дополнительным резервуаром 8 посредством термокомпенсатора 11, что обеспечивает расширение диапазона частот устройства. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

G 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4048835/24-25 (22) 03.04.86 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро научного приборостроения АН УЗССР (72) Ю. М. Сизов и В. В. Бородин (53) 550.834 (088,8) (56) Авторское. свидетельство СССР № 642659, кл. G 01 V !/16.

Авторское свидетельство СССР

Р6 1109697, кл.. G 01 V 1/16, 1980. (54) СЕЙСМОМЕТР (57) Изобретение относится к области сейсмо метр и и и может быть испол ьзо в а но для регистрации колебаний земной поверхности.

Цель изобретения — повышение чувствительности. Цель достигается тем, что сейсмометр содержит V-образный полый корпус 1 с ветвями большего 2 и меньшего 3 сеÄÄSUÄÄ 1483416 А I

2 чений, частично заполненными непрозрачной жидкостью 4, например ртутью. Регистрация колебаний жидкости производится посредством освещения торца ветви 3, снабженной зеркальным внутренним покрытием и целью в боковой стенке. против которой размещена линейка световодов 12, соединенных с волоконно-оптическим кодирующим устройством 13. Это обеспечивает повышение точности измерения уровня жидкости вследствие использования разных сечений ветвей 2 и 3, а также цифровой обработки в устройстве 13. Одновременно сейсмометр снабжен системой изменения периода колебаний за счет изменения массы колеблющейся жидкости при соединении ее с дополнительным резервуаром 8 посредством термокомпенсатора 11, что обеспечивает расширение диапазона частот устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1483416

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к сейсмическим приборам для регистрации вынужденных колебаний грунта и сооружений, вызванных землетрясениями и другими источниками колебаний.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности.

На фиг. 1 изображен вертикальный сейсмометр, общий вид; на фиг. 2 — замкнутая часть измерительной ветви V-образного корпуса с источником света; на фиг. 3 разрез А — А на фиг. 2.

Сейсмометр вертикальный состоит из

V-образного полого корпуса 1 с ветвями— большего сечения 2 и меньшего сечения 3 (измерительная часть), соединенными короткой горизонтальной соедительной частью 4 и жестко закрепленными на основании 5.

Инерционная непрозрачная жидкость, например ртуть 6, находится внутри корпуса 1, частично заполняя его.

Уровень жидкости в ветвях корпуса в исходном состоянии (состоянии покоя) обозначен h, в положении одной из фаз колебательного движения в ветви большего диаметра h, в измерительной ветви Н.

Ветвь 2 корпуса 1 гидравлически соединена шлангом 7 с дополнительным резервуаром 8 с той же жидкостью 6, что и в корпусе 1 сейсмометра. Шланг 7 снабжен запирающим элементом (краном) 9, а резервуар 8 — измерительной линейкой 10 с метрической шкалой.

В канале, соединяющем обе ветви, установлен компенсатор температурного расширения, выполненный в виде сильфона 11.

Входные торцы световодов 12, расположенные в линейку, установлены симметрично положению уровня инерционной жидкости 6 в измерительной ветви 3. Выходные торцы световодов 2 введены в волоконно-оптическое кодирующее устройство (ВОКУ) 13, соединенное с регистрирующим устройством или ЭВМ (на чертеже не показаны). ВОКУ 13 выполнено с возможностью изменения порядка кода входных торцов световодов 2 в зависимости от исходного уровня h инерционной жидкости 6 в измерительной ветви 3 сейсмометра.

Измерительная ветвь снабжена отражающим внутрь покрытием 14 с прозрачными окнами 15 и 16. Окна 15 и 16 одновременно служат соответственно входной и выходной диафрагмами, формирующими световой поток в сейсмометре.

Против окна 15 установлен источник света, состоящий, например, из лампы 17 накаливания, отражателя 18 и кожуха 19.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии колебания почвы уровень инерционной жидкости 6 в обеих ветвях 2 и 3 корпуса 1 составляет величину h и находится на границе пакетов световодов 2, разбитых где Si — плошадь сечения ветви большего

30 диаметра;

Sq — площадь сечения ветви меньшего диаметра.

Как следует из приведенного соотношения, X)h во столько раз, во сколько S (S, что позволяет соответственно

35 увеличить чувствительность сейсмометра.

Это позволяет уменьшить цену деления измерительной линейки пакета световодов и повысить точность сейсмометра.

Посредством компенсатора 11 температурного расширения при изменении температуры окружающей среды изменяется объем части V-образной трубки корпуса 1, заполненной инерционной жидкостью, в результате чего уровень жидкости в обеих ветвях остается постоянным.

45 Изменение периода собственных колебаний сейсмометра, зависящего от массы инерционной жидкости и высоты h в ветвях V-образной трубки, производится путем добавления или изъятия части жидкости из дополнительного резервуара 8 через

5р гибкий шланг 7 и запирающий элемент 9.

Изменение объема инерционной жидкости в дополнительном резервуаре измеряется с помощью линейки 10. При этом изменяется и высота h уровня жидкости в Vобразном корпусе сейсмометра. В соответст55 вии с изменением уровня h путем коммутации электрических каналов в ВОКУ 13 изменяют порядок кода входных торцов световодов 10.

25 на две группы по вертикали: для регистрации противоположных фаз перемещения инерционной жидкости — вверх (положительной) и вниз (отрицательной) относительно исходного положения. Граничное положение световых лучей, т. е. положение, когда все торцы пакета световодов, относящиеся к положительной фазе, освещены, а все торцы пакета световодов, относящиеся к отрицательной фазе затемнены, соответствуют нулевому значению интенсивности колебаний. При возникновении колебательных движений почвы вследствие разности масс в сообщающихся ветвях сейсмометра инерционная жидкость совершает колебания относительно корпуса и в измерительной ветви последовательно перекрывает торцы световодов от попадания в них световых лучей. В зависимости от амплитуды колебаний уровень инерционной жидкости перемешается от положения равновесия до крайних положений, что соответствует показаниям сейсмометра от минимального значения измеряемой величины до максимального.

Перемещение объема инерционной жидкости в обеих ветвях вызывает изменение высоты Н в измерительной ветви:

hi S)

Н= — у—

1483416

Формула изобретения

А-А

1б

Составитель М. Спасский

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 2829/44 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Таким образом, по сравнению с прототипом повышается чувствительность и точность сейсмометра за счет снабжения сейсмометра V-образным корпусом с ветвями разного сечения, кроме того, волоконно-оптическое кодирование перемещения инерционной жидкости в корпусе сейсмометра позволяет снизить погрешность преобразования измеряемой величины, повысить точность, а также повысить эффективность обработки сигналов с помощью цифровых устройств,. регистрации и ЭВМ.

Снабжение дополнительным резервуаром с возможностью дозированного изменения объема инерционной жидкости в корпусе сейсмометра позволяет изменять собственный период колебаний и расширить частотный диапазон сейсмометра.

1. Сейсмометр, содержащий полый корпус, инерционную жидкостную массу, преобразователь механических колебаний в электрический сигнал и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, по5 лый корпус выполнен в виде замкнутой

V-образной трубки, сечение одной из ветвей которой меньше сечения другой, ветвь меньшего сечения выполнена в виде снабженного источником света светопровода с отражающими внутрь стенками, имеющими

10 прозрачное окно-диафрагму, регистрирующее устройство содержит пакет световодов, входные торцы которых расположены в линейку и установлены против прозрачного окна-диафрагмы, а выходные торцы

15 оптически связаны с волоконно-оптическим кодирующим устройством.

2. Сейсмометр по и. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введен дополнитель20 ный резервуар, соединенный с ветвью трубки большего сечения.