Шестикомпонентный сейсмометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик п»853578

1

l (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.10.79 (2! ) 2829339/18-25 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

Опубликовано 07.03Я, Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 09.08.81 (51)М. Кл.

G01 Y 1/16

Гооудврстввииых комитет ао делам изобретений и открытий (53) УДК 550 834 (081з.8) (72) Авторы изобретения

М. Н. Ковальчук, В. Т. Левшенко и Еь H. Шейк

Ордена Ленина институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН СССР (71) Заявитель (54) ШЕСТИКОМПОНЕНТНЫЙ CEHCMOMETP

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к области геофизического приборостроения, и может быть использовано для измерения параметров в виброметрии, сейсмометрии и разведочной геофизике. 5

Известен пьезодатчик для измерения крутильных колебрний Р 11, содержащий корпус, инертную массу и два пьезоэле мента. Пьезодатчик прикрепляется к вра,1О щающемуся валу. Недостатком пьезодатчи ка является ограниченность диапазона измерений.

Известен трехкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр (2), содержа- т щий корпус, инертную массу и три йары пьезоэлементов. Недостатком этого сейсмометра является то, что с его помощью осуществляется измерение лишь трех ком- 20 ,понент колебания, в то время как в реалт» ных условиях объект подвергается воздей, ствию трех компонент поступательного ,и трех компонент вращательного движения.

I 2

Наиболее близким техническим решением к изобретению является шестикомпо нентный сейсмометр j 31, содержащий .корпус, инертную массу и шесть пар датчиков давления. Недостатком этого сейсмометра является то, что для доствкения необходимой чувствительности сейсмомеъ ра при снижении амплитуд, ускорении па ступательных и вращательных компонекг колебания, приходится увеличивать инертную массу, т.е. увеличивать размеры сейсмометра, что зачастую исключает возможность его применетитя.

Белью изобретения является повышение чувствительности сейс мометра.

Эта цель достигается тем, что в шестикомпанентном сейсмометре, содержащем инертную массу, датчики давления, расположенные по две пары по трем раввюстоящим от центра инертной массы взаимно перпендикулярным направлениям, л икащим в трех взаимно перпендикулярных плоскос тях., пересекающихся в центре инертной. массы, его инертная масса снабжена две»

3 8535 надцатью клиновидными выступами. Корпус выполнен с двенадцатью пространст- венно расположенными клиновидными щелями, в каждой щели к обеим ее граням жестко прикреплены датчики давления, каждый из которых соединен с соответствующим клиновидным выступом с мощью промежуточного элемента, выполненного в виде сферы.

На чертеже изображена принципиальная схема сейсмометра.

Инертная масса 1 расположена внутри корпуса 2 и имеет шесть пар клиновидных выступов 3. Клиновидные выступы входят в соприкосновение с промежуточными элементами 4, а последние — с gaTб ) чиками давления 5, которые жестко при« креплены к граням клиновидных щелей

6. При этом оси симметрии всех шести пар клиновидных выступов в совокупности с соответствующими клиновидными щелями, датчиками давления и промежуточными элементами в виде сфер расположены по две пары по трем равностояшим от центра инертной массы взаимно перпендикулярным направлениям, которые лежат в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающихся в центре инертной массы.

Сейсмометр работает следующим об- зо разом.

При перемещении корпуса сейсмометра изменяется давление на датчики давления.

При последовательном соединении датчиков давления, расположенных на гранях одной клиновидной щели, их суммарный сигнал имеет следующее значение

Е=а Р/ > lttt l

4О, где ol - чувствительность датчика давления; сила, действующая вдоль оси симметрии пары;

О(— угол между осью симметрии 45 пары и гранью щели, если соответствующие грани клиновидных щелей и клиновидных выступов параллельны между собой.

Сигнал подается на схему регистрации (на чертеже не показана)..

78 4

При перемещении корпуса происходит разложение силы инерции, действующей вдоль оси симметрии пары клиновидных выступов. При этом из-за наличия точечного контакта между датчиком и клиновидным выступом, обусловленного выполнением промежуточного элемента в виде сферы, сила действующая на датчик давления равна

Sin ot

При малых углах Ж 1, Ь! и с6 0,0 17, следовательно, сила, действующая на да1 чик в 57 раз больше, чем исходная сила, что повышает чувствительность сейсмомеъра

Формула изобретения

Шестикомпонентный сейсмометр, содержащий инертную массу, датчики давления, равноположенные по две пары по трем равноотстоящим от центра. инертной массы взаимно перпендикулярным направлениям лежащим в трех взаимно перпен1 дикулярных плоскостях, пересекающихся в центре инертной массы, корпус и схему регистрации, о т л и ч à ю шийся .тем, что, с целью увеличения чувствитель-ностй его инертная масса снабжена двенадцатью клиновидными выступами, б а корпус выполнен с двенадцатью пространственно расположенными клиновидными щелями, причем в каждой щели к обеим ее граням жестко прикреплены датчики давления каждый из которых соединен с соответствующим клиновидным выступом с помощью промежуточного элемента, выполненного в виде сферы.

Источники информации принятые в внимание при экспертизе 1. Иориш 10. И. Виброметрия. М., »Яашгиз», 1963, с. 567.

2. Авторское свидетельство СССР

% 397ь6о, кл. 501 V 1/16, 197 .

3. Авторское свидетельство СССР

Jh 614403, «л. C t 01 Ч 1/16, 197с (прототип).

853578

Составитель А. Райкова

Редактор Л. Утехина Техред Н.Келушак

Корректор Г. Решетник

Подписное

Филиал ППП "Патенг, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5667/22. Тираж 732

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

- по делам изобретений и открытйй

113035, Москва, Ж 35, Раушскаа наб., д. 4/5