Гривитационный вариометр

 

о и и с х ))- ))-"

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

)630608 (б)) Дополнительное к авт. Св:)д-ву— (22) Заявлено 11.11.75 (2! 1 2187546, 18-2 с присоединением заяв)ки ¹â€” (23) Приоритет— (45) Опубликовано 311.1 1.78. Б)сл е) ень,, (45) Дата опубликования описания 30.10

1) Ч.КЛ.-" С) 01 V 7) 10

Гасударственный комитет

))о делам изобретений м открытий

53) УДК 550.830 (088.8) (72) Авторы

)и за ор етен ия

Г. О. Крылов, И. И. Науменко-Бондаренко, В. H. Стадниченко и В. А. Кузиванов (71) Заявитель Ордена Ленина институт физики Земли им. О. 1О. Шмидта (54) ГРАВИТАЦИОН НЫЛ ВАРИОМЕТР

Гравитационный вариометр относится к устройствам для проведения геофизических исследований и, в частности, может быть предназначен для измерения вторых производнык гравитационного потенциала.

Известен вариометр для измерения производных силы тяжести, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде коромысла, подвешенного на торсионе, крутильиые нити которого жестко связаны с корпусом прибора. Чувствительный элемент приводится во вращение автоматическим азимутальным поворотным устройством. Вариометр содержит регистратор и отсчетное устройство (1, 2). Этим прибором можно измерять либо производные

W,.„W„„W,.„, W, т. е. горизонтальны е градиенты силы тяжести и кривизны, лиоо производную W,„ò. е. вертикальный градиент.

Не существует прибора, с помощью которого можно было бы измерить весь набор первых производных силы тяжести, между тем знание этих величин позволило бы значительно расширить измерительные возможности аппаратуры, что и является целью изобретения.

Поставленная цель достигается тем, что в гравитационный вариометр, содерв ащий чувствительный элемент, оба конца крутильнь). нитей которого жестко связа))b) с корпусом прибора, автоматическое азимутальное поворотное устройство, регистратор. оптически связанный с отсчетным устройством, введен дополнительный чувствительный элемент, с наклонно расположенным торсионом, причем ось вращения чувствительного элемента отклонена от вертикальной оси на известный фиксированный угол ие менее 0,5 и не более 20 .

На )ертеже изображен HpE110ilie))))bll) гравитационный вариометр, общий вид.

Гравитационный вариометр содержит два -. óâñòâèòåльиых элемента, один из которых установлен в горизонтальной системе координат, а второй в системе координат, наклоненной на известный угол. Каждый из 1)увствитслы)ых элементов состоит из коромысла 1, торсиона 2, корпуса 8, регистрирующего устройства, отсчетного усгройства (на чертеже не показаны). Чувствительные элементы устанавливаются иа механизм 4 перевода прибора из одного азимута в другой. Нижняя часть 5 служит основанием для установки прибора на земле.

В отличие от системы закрсплсния коромысла в существующих вариометрах, коромысло чувствительного элемента предло630608 женного прибора закрепляется с помощью упругих растяжек.

Вариометр работает следующим образом.

В пункте наблюдения вариометр усталавливается так, чтооы проекш(я оси чувствительности наклоненного чувствительного элемента совпадала либо с осью Х, направленной на север, либо с осью У, направленной на восток. В этом случае упростится методика отработки результатов наблюдений. Допустим, что проекция оси чувствительности элемента совпадает с осью Y.

После установки приоора снима;от показания обоих чувствительных систем в пяти азимутах и получают значения производнь|х В,.„ lV>, W . 1Vg B гopl(30HTH rbной системе координат и 1Р,, W;, W.*,.. W,, в наклонной системе координат. Уравнение связи для этого случая будет иметь вид:

1

W, = В7,, cos 1 — т 1ГЛ si п2 ;, (1) к где W,, — значение производной в наклонной системе координат;

W;,W = W„— W„, — значения про((зводных в горизо нтальной системе координат;

P — угол наклона между осями чувствительных элементов.

После преобразований из уравнения (1) определяются производные F,, Г„„, Г„ через значения производных, полученнь(х в горизонтальной и наклонной системах координат:

211"- — 2W,-.- с(2З + 2 —.

1, „., W;

3 = вiï 23 (2)

W„, = — (2W - — 2Ч7.„ctg 2s -. 2 -; — +

1 / lF,-, + 2WP1 (3)

W,.= — 2W - — 4W, et 23 — . — -= — W>

1 /„., 497,, 3 в(п (4)

Пример. Пусть в горизонтальной системе координат получены значения производ.1ных W,, +40Е, И" = — 20Е, 21Г,,=120Е, а в наклонной при 6 = 2, W, = 220Е.

Подставляя соответствующие значения ((p0 изводных в уравнения (2) — (4), получим

5 1V,,- = 1920E, W y = 1320E, lV„= — 3126E.

Таким образом, весь набор первых производны.; силы тяжести определен.

Or-раниченпя на угол 8 между осями

i0 -;увствительности чувствительных систем можно было бы накладывать, однако, учитывая, что при больших углах наклона мокет присходить смещение центра масс увствительного элемента относительно его оси вращения, а также, что лучше измерять не всю величину вертикального градиента (— 3080E), а только часть его, так как это позволит уменьшить требования к диапазону измерения прибора и к линей20 ности его шкалы, необходимо ограничить угол его наклона двадцатью градусами.

Оптимальное значен1(е угла леж(п. в пределах 0.5 — 20"".

25 Использование предлагаемого гравита.— ционного вариометра позволяет измеря-.ь зесь наоор первых производных силы тяжести и тем самым повысить эффект:.(вность гравиз(етрическпх исследований.

Фопм ла изобретения

Гравитационный вариометр, содержащий чувствительный элемент, подвешенный на вертикальном торсионе, приводимый во вращение автоматическим азимутальным поворотным устройством, регистратор, оптически связанный с отсчетным устройством, отличающийся тем. что. с

0 целью повышения точности и полученич возможности измерения всех первых производных силы тяжести, в вариометр введен дополнительный чувствительный элемент с наклонно расположенным торсио45 H0(vI, причем ось вра(цения чувствительного элемента составляет с вертикалью угол не менее 0,5 и не более 20 .

Источники информации, принятые во

50 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Х 221199880099, кл. G Ol V 7/12, 1960.

2. Веселов К. Е., Сагитов М. У. Гравиметрическая разведка, М., «Недра», 1968. с. 213 — 227.

Редактор Н. Коляда

Составитель А. Чупруьова

Техред А. Камышникова

Корректор V.. Симкииа

Заказ 765/1167 Г1зд. № 712 Тираж 666 Подписное

HI10 Государственного комитета СССР по делам изобретений и огкрыгий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент»