Патент ссср 187337
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое ог авт. свидетельства №
I(;>. 42с, 44
Заявлено 23.1Ч.1965. (№ 1004755126-25) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
MAIZE 6 Оlс
УД E(550.831 (088.8) Опубликовано 11.Х.1966. Бюллетень ¹ 20
Дата опубликования описания 16.XI.1966
Авторы изобретения
А. Г. Гайнанов, В. А. Дмитриев, А. П, Лугинец, К. К. Михайлова, В. Л. Пантелеев и Л. П. Смирнов
Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки
Заявитель
ГРАВИМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ В ДВИЖЕНИИ
Изооретение относится к области гравиметрических измерений с гравиметрами в движении.
Известны гравиметры для измерения силы тяжести в движении с двойным оптико-механическим демпфировапием, содержащие две идентичные кварцевые упругие чувствительные системы, укрепленные на общей раме и погруженные в демпфирующую жидкость.
Предложенный гравиметр отличается от известных тем, что в нем упругие чувствительные системы имеют равные произведения постоянной времени каждой системы на цену деления.
Такое конструктивное выполнение устройства позволяет повысить точность измерений, увеличить производительность работ и упростить технологию изготовления кварцевых систем
На фиг. 1 изображены две чувствительные системы гразиметра; на фиг. 2 — оптико-механическая система регистрации.
Чувствительные системы 1 и О гравиметра (фиг. 1) состоят из кварцевых маятников 1, 2, поддерживаемых в положении, близком к горизоптальному, кварцевых крутильных нитей
8, 4, зеркал 5, б и 7, 8, укрепленных на маятниках, и неподвижных зеркал 9, 10, укрепленных на кварцевой раме.
Для компенсации влияния изменения темг,ературы на маятниках смонтированы металлические насадки 11, 12 и демфируюгцпе лопасти 18, 14.
Чувствительные системы и П укреплены па общей кварцевой раме, представляют единый кварцевый монолит и погружены в кремнийорганпческую жидкость.
Чувствительные системы не обязательно
1р идентичны между собой по размерам н массе, но резко различаются по величине угловой чувствительности.
Оптико-механическая система регистрации (фиг. 2) состоит из осветителя 15, копденсо15 ра 1б, призмы 17, объектива 18, окулярного микроскопа 19 со шкалой 20.
Лучи света от осветителя 15 проходят через конденсор 1б и щель, нанесенную на грани поворотной призмы 17, попадают в объек20 тнв 18 и освещают шесть зеркал 5, б, 7, 8, 9, 10 кварцевой чувствительной системы. Отражаясь от зеркал б, 8 и 10, лучи фокусируются объективом 18 в поле зрения микроскопа
19 в виде ярких штрихов на шкале.
25 Зеркала б и 8 регистрируют положение маятников относительно корпуса прибора, зеркало 10 служит для контроля постоянства юстировкп оптики. Основной отсчет прибора производится по штриху, полученному
ЗО следующим образом.
187337
15
Зо (2) 40
ml = — т, 8 (1
Луч света попадает на зеркало 5, отражаясь от него, попадает на зеркало 9, а затем на зеркало 5 другого маятника и фокусируется в поле зрения микроскопа 19. Возможен и обратный путь: сначала луч попадает на зеркало 7, затем на зеркала 9 и 5.
Поэтому в поле зрения окулярного микроскопа 19 штрих получается сдвоенным, что и отличает его от других штрихов прибора. Благодаря такому ходу лучей регистрируется сумма отклонений маятников, если за положительное направление отклонения считать вращение по (или против) часовой стрелке для обоих маятников. Зеркала системы размещены таким образом, что пути лучей после объектива для всех зеркал равны. Этим достигается одновременная фокусировка всех штрихов. При фотографической регистрации микроскоп заменяется фотонасадкой (не показана).
Подготовка параметров маятников к тем значениям, которые необходимы для выполнения условий двукратного демпфирования, осуществляется путем юстировки.
Известно, что сильно демпфи рова нный маятник имеет вынужденные колебания, записывающиеся формулой (>) где Π— отклонение маятника, m u l соответственно его масса и длина, h — параметр, характеризующий величину вязкого трения, Z — вертикальная скорость движения опоры.
Если выполняется условие жД т.,1, 2й 2h то амплитуды колебаний обоих маятников равны, т. е. достигается двукратное демпфирование. Последнее равенство может выполняться и не только при равенстве m, l, и h.
Выразим произведение через угол закручивания маятника (О) где г коэффициент жесткости крутильной нити, и введем постоянную времени системы
Т= (4)
Теперь условие (2) запишется в виде
Т,О = ТЛ. (о)
Так как масштабные коэффициенты маятников обратно пропорциональны углам закручивания, то условие (5) можно переписать следующим образом:
Т,т,=Т,т„ где m и т цены деления соответственно первого и второго маятника.
При этом цена деления суммарного маятника будет. m= (7)
l_#_y — 1ltg
Выбирая масштабные коэффициенты, достаточно сильно отличающиеся (например, m —— 2т ), чтобы прибор не слишком сильно был «загрублен», остается лишь подогнать значения Т1 и Т> так, чтобы выполнялось условие (6).
Увеличение или уменьшение постоянной времени маятников 1, 2 достигается путем присоединения или отсоединения дополнительных кварцевых стерженьков у демпфирующих лопастей 18, 14. Операция юстировки сопровождается стендовыми испытаниями на платформе, совершающей вертикальные синусоидальные колебания.
Предмет изобретения
Гравиметр для измерения силы тяжести в движении с двойным оптико-механическим демпфированием, содержащий две кварцевые упругие чувствительные системы, укрепленные на общей раме и погруженные в демпфирующую жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и увеличения производительности работ, упругие чувствительные системы имеют равные произведения постоянной времени каждой системы на цену деления.
187337
Ф(2. 1
Фиг 2
Составитель 3. П. Попова
Редактор П. Вербова Техред Т. П. Курилко Корректоры: С. Н. Соколова ц E Ф. Полионова
Заказ 3391/4 Тираж 800 Формат бум. 60X90"/8 Объем 0,27 изд. л. Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д 4
Типография, пр, Сапунова, 2
