Газовый гравиметр

 

Союз Советсккк

Социапмсткческик республик

О П И С А Н И Е 930195

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 11.03.80 (2l) 29261ч9/18-25 (51)Я. К,п. с присоеанненнеш заявки яв(23) Приоритет (01 Ч 7/02

3Ьвумрствана4 кемнтвт

CCCP ае аелвм нввбрвтвннй н етквытнй

Опубликовано 23 ° 05.82 Бюллетень М 19 (53) )(ДК 550 830 (088. 8) Дата опубликования описания 23,05.82

Г ф " " с

< (72) Авторы изобретения

Г.М.Андреев и М:ИЯисепев г

1

Московское высшее техническое училище им.; Н.Э.Баумайа..

Ф (71) Заявитель (54) ГАЗОВЫЙ ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к устройствам для измерения гравитационного поля Земли на подвижном основании, преимущественно на судах морского флота.

Известно устройство для. пзмерения ускорений, в том числе ускорения силы тяжести - гидростатический частотный датчик. Укаэанныи датчик имеет резонатор с внутренней и внешней по-

10 лостями и капилляр, заполненный двумя несмешивающимися жидкостями: Под действием переменных инерционных и .гравитационных сил возникает разность давлений, приложенных к внешней и

15 внутренней полости резонатора, что вызывает изменение частоты. колебаний резонатора flj.

Недостатком этого устройства явля-

20 ется невозможность непосредственно разделить с его помощью измеряемое ускорение силы тяжести и инерционную помеху.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является однокапиллярный газовый гравиметр Ломоносова, содержащий герметичную систему, состоящую из двух соединенных капилляром баллонов, один из которых заполнен жидкостью, а второй газом, и блок индикации. Ускорение силы тяжести измеряется здесь по смещению в капилляре жидкости, вытесняквцей гаэ в баллон (2 ).

Достоинством известного устройства является отсутствие в нем механической пружины или рычага в качестве упругого элемента роль пружины играет сжимаемый газ), что позволяет избежать дрейфа нуль-пункта, создаваемого старением в результате попзучести, однако оно также чувствительно к инерционным помехам и не позволяет отделить их от полезного сигнала.

Цель изобретения -, повышение точности измерений путем фильтрации инерционных помех.

Формула изобретения

Газовый гравиметр, содержащий герзо метичную систему из двух баллонов, один из которых заполнен жидкостью, а другой газом, соединенных капилляром, и блок индикации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем фильтразз ции инерционных помех, в гравиметр введен дополнительный капилляр, соединяющий баллоны, причем капилляры имеют различные диаметры. ю

Источники информации „ принятые во внимание при экспертизе

1. Горенштейн И.Я. Гидростатические частотные датчики первичной информации. М., "Машиностроение", 4S

1976, с. 20.

2. Андреев Г.М., Киселев М.И. О возможности использования газового гравиметра для измерения переменных линейных ускорений. "Измерительная техника", 1977, N 7:, с. 52 (прототип).

3 9301

Поставленная цель дос гигается тем, что в гравиметр введен дополнительный мерный капилляр, соединяющий баллоны, причем капилляры имеют различные диаметры. 5

На чертеже изображен предлагаемый

fPBBHMPTP.

Устройство состоит из двух баллонов 1 и 5, герметично соединенных между собой двумя капиллярными трубками о

2 и 3, имеющими различные радиусы внутренних каналов. Сосуд 5 содержит жидкость ч с высокой плотностью (например, ртуть), сосуд 1 заполнен газом. Вся система помещена в термостат 6 с возможностью измерения llo ложения жидкостных столбиков в капиллярах с помощью блока 7 индикации.

Принцип работы устройства заключается в следующем. го

В статическом случае вес эффективного столба жидкости в баллоне 5 и капиллярах 2 и 3 уравновешивается давлением газа в баллоне 1 и концы жидких столбиков в капиллярах смещены одинаково. Под действием возникающей инерционной помехи в жидкости формируется дополнительное давление, приводящее к смешению жидкости в капиллярах ° Благодаря тому, что радиусы капилляров 2 и 3 различны и жидкость в них испытывает различное вязкое трение, различны будут и неста.ционарные смещения жидкости в капиллярах. Однако, если колебания жидкости в капиллярах соответствуют периодическому (закритическому) режиму демпфирования, то в момент совпадения нестационарных смещений жидкости в капиллярах величина этого смещения соответствует значению ускорения силы тяжести, свободному от инерционной помехи.

Колебания жидкости в капилляре про исходит с коэффициентом затухания

1= — >

1 (1)

Z o 1 а собственная частота колебаний равна ат 2.

>,, =- у —,— . - —,—, (2) 95 4 где >И - плоскость и вязкость жидкости; тΠ— внутренний радиус капилляра

2 или 3; Vo — номинальный объем газа в баллоне 1; Sy — длина столбика >нидкости в капилляре в равновесном состоянии.

При воздействии на прибор сигнала (t) колебательная система прибора приходит в движение по закону

:X + ZyX + Ко, Х = a(t), где Х - амплитуда отклонения колебательной системы.

Решение данного уравнения имеет вид tlt 2->Яй> 1 а 2h 2 о

Задаваясь значениями >1 =:1,685 1О;lа"c =13 5 10 кг/м (ртуть), Р = 10 Па Т,=

=10 м, S< — — 0,5 м, T=3c (N=2,07), а(1-)=м/с,2-.

Предложенное техническое решение позволяет повысить точность измерения ускорения силы тяжести на подвижном основании.

Составитель Я.Чупрунова

Редактор В.Лазаренко Техред Т. Фанта КорректорА.Дзятко

Заказ 3461/59 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4