Горизонтальный магнитоэлектрический сейсмометр
Вовс юзная
Й Ф тент r. Î" т: . з и ческв
М
1 %. г, на
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 562785 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.06,7 5 (21) 2143504/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25,06.77.Бюллетень _#_. 23 (45) Дата опубликования описания01.09.77 (51) М. Кл, 2
Cr 01 V 1/16
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В. Н. Стадниченко и А, И. Березовчук
Институт геофизики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ГОРИЗОНТАЛЪНЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
СЕЙ СМОМЕТР
Изобретение относится к области приборостроения, а точнее, к горизонтальным магнитоэлектрическим сейсмометрам (виб— родатчикам) осевого типа, используемым при геофизических измерениях и в инженерной сейсмологии.
Магнитоэлектрические сейсмометры могут быть разделены -на две; основные группы — приборы осевого типа с ливрейным пе: ремещением инерционной массы (сейсмомассы) и маятникового типа с вращением сейсмомассы. Преимуществами осевых сейсмометров по сравнению с маятниковыми являются гораздо меньшая чувствительность к вращательным компонентам вибрации и то что они в большинстве случаев не требуют регулировки положения сейсмомассы, а недостатком — относительно большое значение собственных частот (1).
Известен горизонтальный сейсмометр осевого типа, содержащий корпус, связанную с ним упругими элементами сейсмомассу, изготовленную из немагнитного материала и имеющую возможность лилейного перемещения, ипдукцио ную катушку, укрепленную на сейсмомассе и находящейся в магнитном поле, создаваемом жестко связанной с корпусом магнитной системой (2), У этого сейсмометра. собственная частота У, =5Гц, а у близкого по весу и габаритам сейсмометра СМ-3 маятнпкового типа с помощью регулировки можно добиться значения Уо = 1/3 Гц, т. е. в 15 раз меньшего, Целью изобретения является уменьшение собственной частоты горизонтальйого магнитоэлектрического сейсмометра осевого типа при неизменных значениях мехашг;— ческой чувствительности и коэффициента у электромеханической связи (под механической чувствительностью понимается отношение амплитуды смещений сейсмомассы отпосительно корпуса прибора к амплитуде смещений самого корпуса).
2О Поставленная цель достигается тем, что сейсмометр снабжен каналом прямоугольного сечения, в который помещена сейсмо.масса, стенки канала изготовлены из немагнитного материала, дном служит полюс
25 магнита, а который нанесена феррожидкость, 562785
40 где о лебаний;
Ж
С значение собственной частоты ко45 величина сейсмомассы; суммарная жесткость обеих пружин;
- суммарное число витков; упругие элементы выполнены в виде цилиндрической винтовой пружйны малой жесткости с осью, параллельной оси канала.
На чертеже приведена принципиальная схема сейсмометра без подвески сейсмо» массы и с устранением сил сухого треHHR „
Сейсмометр состоит из корпуса 1 из немагнитного материала, плоского магнита
2 с подушкой 3 из феррожидкости, сейсмо- >0 массы 4, стержня 5, которым две расположенные по обе стороны от него индукционные катушки 6 крепятся к сейсмомассе две магнитные системы 7, две цилиндрические винтовые пружины 8 (дублирование 15 отделыых элементов не является обязательным ) .
Феррожидкость образует подушку по периметру дча корпуса прибора, заполняя дву гранные углы между дном и стенками корпуса. Если поперечные размеры сейсмомассы ненамного меньше поперечных размеров корпуса, то она опирается на подушку из феррожидкости и центрируется ею в попереч. ном направлении. Кроме того, феррожидкость демпфирует колебания сейсмомассы в продольном направлении, т. е. в направлении оси чувствительности датчика, Так как вес сейсмомассы компенсируется .квазиупругими силами опоры из феррожидкости, то цилиндрические винтовые пружины испытывают. лишь осевые -нагрузки, обусловленные небольшими наклонами и ускорениями корпуса; жесткость их и, соответственно, собственная частота колебаний сейсмомассы могут быть весьма малы.
Значение последней определяется формулами, — модуль сдвига материала пружин
Р— диаметр пружин; — диаметр проволоки, из которой навиты пружины. ц рдст„вляя в приведенные формуль численные значения
-9 ит=50г; d 510см; В =1см
10смri находим, что 1о = 0,08 с (период собственных колебаний Т = 12,5 с).
Таким образом, подобный сейсмометр осевого типа,. обладая по сравнению с приборами маятникового типа приведенными достоинствами, не уступает им и по частот-.. ному диапазону измерений, причем достигается это при сравнительно простой конструкции прибора и малом весе сейсмомассы.
Формула изобретения
Горизонтальный магнитоэлектрический сейсмометр, содержащий корпус, связанную с ним упругими элементами сейсмомассу, изготовленную из немагнитного материала и имеющую возможность линейного перемещения, индукционную катушку, укрепленную на сейсмомассе и находящуюся в магнитном поле, создаваемом жестко связанной с корпусом магнитной системой, - о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения частоты собственных колебаний, он снабжен каналом прямоугольного сечения, в котором размещена сейсмомасса, стенки канала изготовлены из немагнитного материала, дном служит полюс магнита, на который нанесена. феррожидкость, упругие элементы выполнены в виде цилиндрическойвинтовой пружины мало% жесткс; и с осью, параллельной оси указанного канала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1 Максимов Л. С. и др. Измерение вибрации сооружений. Стройиздат, 1 974., с, 25.
2, Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР. "Наука", 1974, с. 53.
562785
Составитель Ю. Веселовский
Редактор О, Стенина Техред А. Демьянова Корректор А. Кравченко
Заказ 1864/169 Тираж 717 Подписное
LIHHHI Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
