Сейсмометр

 

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано в сейсмометрах и гравиметрах. С целью повышения разрешающей способности сейсмометра за счет уменьшения его температурных погрешностей металлический корпус сейсмометра с теплоизоляционным покрытием имеет отверстие с эластичной мембраной 7, что позволяет выровнять давление во внутреннем объеме сейсмометра и предохранить его от проникновения влаги. Воздушное пространство внутри корпуса сейсмометра заполнено твердым теплоизоляционным материалом (деревом, эбонитом), а пружина 2 или упругие шарниры 3 помещены в камеру с теплоизоляционным покрытием. Уменьшение свободного воздушного объема внутри корпуса сейсмометра позволяет снизить амплитуду колебаний температуры барического происхождения во внутреннем объеме сейсмометра. При этом помещение пружины и упругих шарниров в камеры с малым объемом воздуха приводит к дополнительному снижению амплитуды колебаний температуры, воздействующей на эти термочувствительные элементы конструкции сейсометра. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 6 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4255019/31 -25; 4265173/31-25

4276030/31-25 (22) 17.04.87 (46) 23.09.89. Бюл. М 35 (71) Институт физики Земпи им. О.Ю.Шмидта (72) Ю.А.Колесников (53) 550.83(088.8) ! (56 ) Шнирман Г .Л.- Аст азирование маятников . — M.: Наука, 1982, с. 82-93.

Аппаратура и методика сейсмических наблюдений в СССР./Под ред.

3.И.Арановича. — M. Наука, 1974, с.43-48. (54) СЕИСМОМЕТР (57) Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано в сейсмометрах и гравиметрах. С целью повьппения разрешающей способности сейсмометра за счет уменьшения его температурных погрешностей металлический корпус сейсмо„„SU„„1509769 А 1

2 метра с тепноизоляционным покрытием имеет отверстие с эластичной мембраной 7, что позволяет выравнять давление во внутреннем объеме сейсмометра и предохранить его от проникновения влаги. Воздушное пространство внутри корпуса сейсмометра заполнено твердым теплоизоляционным материалом (деревом, эбонитом), а пружина 2 или упругие шарниры 3 комещены в камеру с теплоизоляционных покрытием. Уменьшение свободного воздушного объема внутри корпуса сейсмометра позволяет снизить амплитуду колебайий температуры барического происхождения во внутреннем объеме сейсмометра.

При этом помещение пружины и упругих шарниров в камеры с малым объемом воздуха приводит к дополнительному снижению амплитуды колебаний температуры, воздействующей на эти термочувствительные элементы конструкции сейсмометра. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

3 150976

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано в сейсмометрах, гравиметрах.

Цель изобретения — повьппение разрешающей способности сейсмометра за счет уменьшения температурных погрешностей.

На чертеже изображен сейсмометр.

Чувствительная система, состоящая из инертной массы 1, подвешенная с помощью пружины 2.и упругих шарниров

3 к основанию 4 прибора, помещается в корпус 5 с теплоизоляционным покры- 15 тием 6, изготовленными, например, иэ пенопласта. Отверстие с эластичной мембраной 7 позволяет выравнять давление во внутреннем объеме сейсмометра и одновременно предохранять его 20 от проникновения влаги. Воздушное пространство внутри корпуса, обычно имеющее сложную конфигурацию, .заполняется деталями из твердого теплоизо-, . лирующего материала 8, например де- 25 рева, эбонита. Остаточный воздушный объем определяется пространством, необходимым для свободного перемещения подвижных систем ñåéñìîìåòðà. Пружина помещается в металлическую каме- 30 ру 9, например, из алюминия с наружным термоизоляционным покрытием 10, например, из эбонита.

Сейсмометр работает следующим образом. 35

Наружные колебания атмосферного давления свободно проникают через корпус 5 с теплоизоляционным покрытием 6, снабженный эластичной мембраной

7, во внутренний объем сейсмометра, 40 не вызывая деформаций корпуса и появление связанных с ними инструментальных шумов сейсмометра. Внутри корпуса сейсмометра возникают колебания температуры барического происхожде- 45 ния, амплитуда которых пропорциональна объему воздуха внутри корпуса.

Возникающие во внутреннем объеме сейсмометра колебания температуры воздуха воздействуют на систему подвеса инертной массы 1 маятника, вызывая температурные изменения жесткости пружины 2 и упругих шарниров 3 и появление связанных с этим температурных возмущений маятника.

Заполнение свободного внутреннего объема сейсмометра деталями из твердого теплоизолирующего материала 8, помещение пружины в металлическую каадР

+ V — --.

dhT

С вЂ” — — — С

Р dt ч аьт ddv — P --—

dt dt

ddv à q

dt dt

ddT

С

dt где dÒ вЂ” приращение температуры воз— духа; — время;

Д Р вЂ” приращение атмосферного давления;

P †.среднее значение давления;

V — среднее значение воздушного объема внутри корпуса;

С вЂ” теплоемкость воздуха при поV стоянном объеме;

С вЂ . теплоемкость воздуха при р постоянном давлении;

Q — количество тепла, участвующего в объеме;

)э — коэффициент теплообмена.

Решение системы (1) относительно

dT дает:

ddT p V аДР

----- Ф -- d,T а ср с ас (2) Из уравнения (2) находится зависимость амплитуды колебаний температуры ДТ воздуха во внутреннем объеме сейсмометра от амплитуды колебаний давления в зависимости от частоты колебаний:

V iu

ДТ вЂ” ---. — ) ДР, (3) с (о+я где Я вЂ” циклическая частота колебаний; (И = — — характеристическая частота.

О р

Для высоких частот при М > у процесс является адиабатическим, теп9 4 меру 9 с наружным термоизоляционным покрытием 10 и упругих шарниров 3 в термоиэоляционные камеры приводит к уменьшению амплитуды колебаний температуры воздуха барического происхождения, воздействующей на термочувст-. вительные элементы сейсмометра (пружину, упругие шарниры), уменьшение температурных погрешностей и увеличение разрешающей способности сейсмометра.

Внутри корпуса сейсмометра совершается термодинамический процесс, который с учетом теплообмена воздуха с деталями и корпусом сейсмометра описывается системой уравнений:

69 6

Степень уменьшения вариаций темпе-ратуры внутри сейсмометра и, следовательно, степень уменьшения температурных погрешностей, обусловленных вариациями атмосферного давления, определяется отношением

Vo формула изобретения

3.Сейсмометр по п.1, о т л ич а ю щ и и .с я тем, что упругие шарниры помещены в камеры из теплоиэолирующего материала.

Составитель Н.Захарченко

Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Редактор Н".Яцола

Заказ 5803/40 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 15097 лообмен воздуха с окружающими телами не усневает происходить, при этом

ДТ/ц = — — ДР = — — — bP, (4)

Q5 Я Ср (АССР

О где С вЂ” удельная теплоемкость воздуРо ха при постоянном давлении;

Р— среднее значение плотности воздуха.

Для низких частот у с у процесс10 за счет теплообмена приближается в пределе при Ц вЂ” 0 к изометрическому, при этом

ЬТ/ = Q ДР. (5) о (15

Для типовых конструкций сейсмометров диапазон рабочих частот, как установлено экспериментально, принадлежит переходной области от адиабатического процесса к изотермическому, при кото- 20 ром, как видно иэ уравнения (5), изменение температуры пропорционально внутреннему объему воздуха, скорости изменения давления и обратно пропорционально коэффициенту теплообмена 25

После заполнения свободчого пространства внутри корпуса сейсмометра каким-либо материалом остается остаточный воздушный объем V, для которого изменение температуры воздуха 3p при неизменном коэффициенте теплообмена будет

ДТ, = ЫДР.

1.Сейсмометр, включающий корпус с тетлоизоляционным покрытием,инертную массу, подвес с упругими шарнирами и пружиной, отличающийс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности сейсмометра эа счет уменьшения температурных погрешностей, корпус снабжен отверстием с эластичной мембраной, а внутренний объем. корпуса заполнен твердым теплоиэолирующим материалом.

2.Сейсмометр по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что пружина помещена в металлическую камеру с наружным теплоиэоляционным покрытием.