Гравиметр

 

ОЛИСАНИ:Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.79 (21) 2747467/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 пц Sl II89

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) M. Кл.з б 01V 7/02

Государственный комитет (53) УДК 550.830 (088.8) по делам изобретений и открытий (54) ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при изучении гравитационного поля Земли и поиске месторождений полезных ископаемых методами гравиразведки.

Известен гравиметр, в котором датчиком перемещения является вы со кодо бротный сверхпроводящий СВЧ-резонатор с подвижнои торцовой стенкой, свободно подвешенной в поле сверхпроводящего магнитного подвеса. Датчик перемещения расположен в криостате с жидким гелием и является частотнозадающим элементом высокостабильного СВЧ-генератора. При этом значение частоты выходного сигнала генератора является функцией величины гравитационного поля в точке измерения.

Однако описанный гравиметр имеет существенный недостаток — систематический уход частоты генератора, обусловленный изменением уровня жидкого гелия в криостате и соответствующим ему изменением длины коаксиальных линий, которыми датчик-резонатор связан с измерительной цепью.

Кроме того, резонансная частота сверхпроводящих резонаторов весьма чувствительна к влиянию внешних факторов. Так, изменение давления в гелиевой ванне ведет к изменению геометрических размеров резонатора вследствие упругой деформации его стенок. С другой стороны, флуктуации температуры кипения гелия, обусловленные изменением давления в криостате, ведут к флуктуациям резонансной частоты резонатора вследствие температурной зависимости коэффициента линейного расширения и мнимой части поверхностного импеданса сверхпроводника.

1Р 1 аким образом, уходы резонансной частоты СЫЧ-резонатора, обусловленные влиянием перечисленных дестабилизирующих факторов, накладываются на выходной сигнал гравиметра, что приводит к снижению

15 его чувствительности и стабильности нульпункта.

Целью изобретения является повышение чувствительности и стабильности нуль-пункта гравиметра.

2р

Поставленная цель достигается включением в схему гравиметра опорного высокостабильного СВ Ч-генератора, частотнозадающим элементом которого является сверхпроводящий резонатор, расположенный в одном криостате с СВЧ-резонатором, изготовленный из того же сверхпроводника, что и СВЧ-резонатор, и соединенный с внешними цепями идентичными линиями связи, а

Зр также смесителя, выделяющего разностную

811189 частоту колебаний опорного и измерительного генераторов.

Схема предлагаемого устройства приведен а н а чертеже.

B криостате с жидким гелием 1 располо- 5 жены СВЧ-резонатор 2 и опорный сверхпроводящий резонатор 3, подсоединенные через линии связи 4 соответственно к измерительному генератору 5 и опорному СВЧгенератору 6. 10

Между генераторами 5 и 6 расположен смеситель 7, входами подключенный к выходам генераторов 5 и б, а выходом — к частотомеру 8.

Работает устройство следующим обра- 15 зом.

Изменение гравитационного поля приводит к изменению частоты колебаний измерительного генератора 5 в соответствии с величиной перемещения подвижной стенки 20 датчика-резонатора 2, но не оказывает влияния на частоту колебаний опорного генератора 6. При этом разностная частота колебаний генераторов, выделяемая смесителем 7 и измеряемая частотомером 8, яв- 25 ляется функцией величины гравитационного поля в точке измерения.

С другой стороны, дестабилизирующие факторы — изменение уровня жидкого гелия, давления и температуры в криоста- 30 те — одинаковым образом воздействуют как на резонансную частоту датчика перемещения 2, так и на частоту опорного сверхпроводящего резонатора 3, вызывая тем самым одинаковый сдвиг частоты вы- 35 ходного сигнала генераторов 5 и 6, в результате чего разностная частота их колебаний остается неизменной.

Таким образом, выходной сигнал гравиметра — разностная частота колебаний 40 опорного и измерительного генераторов— содержит в себе только информацию о величине измеряемого гравитационного поля.

Техническая эффективность изобретения заключается в повышении чувствительности и стабильности нуль-пункта гравиметра вследствие устранения влияния внешних дестабилизирующих факторов на его выходной сигнал, что дает возможность значительно повысить точность и производительность гравиметрических работ и облегчить обработку полученной геофизической информации.

Формула изобретения

Гравиметр, включающий в себя датчик перемещения, выполненный в виде сверхпроводящего СВЧ-резонатора с подвижной стенкой, помещенный в криостат и подключенный к СВЧ-генератору, и частотомер, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности нуль-пункта, в схему введен опорный СВЧгенератор, стабилизированный сверхпроводящим резонатором, расположенным в одном криостате с датчиком перемещения, и смеситель, подсоединенный к выходам генераторов и входу частотомера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Менде Ф. Ф., Бондаренко И. И., Трубицын Л. В. Сверхпроводящие и охлаждаемые резонансные системы. «Наукова думка», 1Сиев, 1976, с. 237 — 240.

2. То же, с. 239.

3. То же, с. 92 — 98 (прототип).

811189

Составитель Л. Чупрунова

Редактор Б. Федотов Техред А. Камышникова Корректор Н. Федорова

Заказ 352/15 Изд. Хз 171 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2