Датчик сейсмических колебаний

Датчик сейсмических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 466473

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.73 (21) 1927957/26-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.75. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 10.07.75 (51) М. Кл. G Olv 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 550.84(088.8) (72) Авторы изобретения

Д. 3. Хуснутдинов и 1О. С. Яковлев (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к датчикам для измерения и регистрации во времени больших перемещений грунта и инженерных сооружений при сильном сейсмическом воздействии.

Для измерения больших перемещений обычно применяются индукционные, реостатные или контактные датчики, основными недостатками которых являются: малая механическая прочность каркасов индукционных обмоток, разрушающихся при больших перегрузках; ограниченный ход магнитов (или катушек); необходимость предварительной калибровки (определения чувствительности) датчиков; большая погрешность измерения (до 30 /о); необходимость источников питания для контактных и реостатных датчиков.

В предложенном датчике указанные недостатки исключены. Индукционная катушка и магнит датчика при измерениях не подвергаются большим перегрузкам, что исключает их повреждение или разрушение в процессе измерений. Датчик может измерять любые по величине перемещения грунта и конструкций при землетрясениях и взрывах, при этом не требуется предварительная калибровка. В датчике при его изготовлении могут быть использованы стандартные детали, магнит от т лефонного капсюля ТК-47, цилиндрические подшипники, при этом не используются дефицитные и дорогие материалы.

Сигналы датчика могут быть переданы на большие расстояния (до 5 км) и зарегистриро5 наны без усиления на стандартных отечественных светолучевых осциллографах с чувствительностью гальванометров порядка

10 мм/ма, при этом запись и точность расшифровки не зависят от частотных характери10 стик гальванометра.

Датчик может быть применен при измерениях горизонтальной или вериткальной составляющих, на точность его показаний «е влияют электромагнитные наводки, 15 Для работы датчика не нужен источник электрической энергии.

Предложенный датчик отличается от известных тем, что он снабжен кольцевыми магнитами с проволочной обмоткой, укреп20 ленными на сейсмомассе, и чередующимися стержнями из магнитного и немагнитного материалов, вложенными в рабочую токоотводную трубку из немагнитного материала.

На чертеже показан предложенный датчик

25 в изометрии.

Датчик содержит цилиндрическую прочную, например стальную, трубу 1 с двумя текстолитовыми пробками 2 и 3, имеющими по два отверстия, через которые проходят

30 центральный направляющий стержень 4 и

466473

3 рабочая, например медная, трубка 5, заполненная чередующимися стальными 6 и диэлектрическими 7 стерженьками.

Стержень и трубка на обоих концах имеют резьбу, на которую при сборке датчика навинчиваются гайки. При затяжке гаек пробки плотно прижимаются к корпусу, а стержень и трубка натягиваются, что исключает их прогиб при горизонтальном положении датчика.

Сейсмомасса 8 представляет собой диэлектрический материал (текстолит), в который впрессована металлическая втулка 9. К сейсмомассе крепится, например, эпоксидной смолой кольцевой магнит 10 с индукционной катушкой 11. Магнит состоит из двух полуколец от телефонного капсюля ТК-47. При сборке магнита оставляют зазор между полюсами по величине на 2 мм больше диаметра рабочей трубки 5.

На сейсмомассе укреплен пружинящий контакт 12, который при работе датчика скользит по поверхности трубки 5, à в исходном вертикальном положении датчика при помощи сил трения контакта о трубку сейсмомасса удерживается в требуемом положении. Степень поджатия контакта к трубке может регулироваться пружинящей пластиной контакта. К этому контакту подпаян один конец индуктивной катушки Il, другой конец которой припаян к втулке 9 сейсмомассы. Таким образом, вывод электрических сигналов с индуктивной катушки осуществляется через стержень 4 и трубку 5.

С целью предотвращения воздушного демпфирования сейсмомассы при ее движении на ней имеется продольный срез.

При измерении горизонтального перемещения сейсмомасса устанавливается у торца датчика, противоположного источнику возмущения, Корпус датчика жестко скрепляет5 ся с исследуемой конструкцией. При осевом воздействии на корпус датчика корпус перемещается, а сейсмомасса за счет сил инерции остается неподвижной.

Происходит взаимное перемещение медной

10 трубки и сейсмомассы, при этом металлические стерженьки внутри трубки сдвигаются относительно полюсов магнита. В теле магнита создается магнитный поток, что наводит на концах индукционной катушки э.д.с., ко15 торая регистрируется гальванометром. Зная размеры стерженьков в медной труоке, можно определить перемещение.

При измерении вертикального перемещения, направленного вверх, сейсмомасса уста20 навливается в верхнее положение, где удерживается за счет сил трения контакта о рабочую трубку. Датчик работает так же, как и при горизонтальном положении.

Предмет <изобретения

Датчик сейсмических колебаний, содержащий защитный корпус, направляющий токоотводной стержень, рабочую токоотводную трубку и сейсмомассу со скользящим по

30 трубке контактом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен кольцевыми магнитами с проволочной обмоткой, укрепленными на сейсмомассе, и чередующимися стержнями из

35 магнитного и немагнитного материалов, вложенными в рабочую токоотводную трубку из немагнитного материала.

4в6473

Составитель Э. Волконский

Техред T. Курилко

Корректор Н. Стельмах

Редактор T. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1557/12 Изд. № 639 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5