Высотомер для барометрического нивеллирования

Иллюстрации

Высотомер для барометрического нивеллирования (патент 67023)
Высотомер для барометрического нивеллирования (патент 67023)
Высотомер для барометрического нивеллирования (патент 67023)
Показать все

Реферат

 

Класс 42К 14о4 № 67023

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. В. Федынский

ВЫСОТОМЕР ДЛЯ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

Заявлено б декабря 1944 г. за № 338007

При всякой гравиметрической съемке, в том числе и производимой с разведочной целью, основная задача заключается в получении аномалий силы тяжести в ряде пунктов наблюдения, размещенных на земной .поверхности. Для решения этой задачи необходимо знать для каждого пункта наблюдения ускорение силы тяжести, а также его координаты. Поэтому съемка с гравиметрами требует одновременного определения абсолютных высот гравиметрических пунктов, что является весьма трудоемкой частью работы.

Уже известно применение для точного барометрического нивелирования газовых высотомеров, основанных на принципе дифференциального измерения разности атмосферного давления в различных пунктах земной поверхности.

Недостатком газовых высотомеров является чувствительность этих приборов к ызменениям температуры, так как упругость замкнутого объема газов, уравновешивающая в этих высотомерах наружное атмосферное давление, меняется весьма значительно в зависимости от колебаний температуры.

Предлагаемый согласно изобретению высотомер для барометрического нивелирования, не уступая по точности газовым высотомерам, значительно менее чувствителен к изменениям температуры и в то же время служит гравиметром, измеряющим ускорение силы тяжести.

Сущность изобретения заключается в том, что он выполнен в виде пружинного гравиметра с двумя рабочими системами, имеющими грузы из материалов различной плотности. Это обеспечивает возможность одновременно определять ускорение силы тяжести на полевых пунктах и барометрически определять высоты этих пунктов.

На чертеже приведена схема предлагаемого прибора, состоящего из двух отдельных систем, каждая из которых состоит из груза 1, 2, упруго подвешенного на пружине 3 и 4.

Всякий пружинный гравиметр, состоящий из пружин 3 и 4 и рабочих грузов 1 и 2, как изображено на схеме, подвержен аэростатическому влиянию, так как его рабочий груз испытывает в атмосферной среде потерю веса, по закону Архимеда. В том случае, если рабочая сис№ 67023 тема гравиметра не гермепизирована, истинная разность ускорений силы тяжести Лд на двух каких-либо пунктах будет равна: - = д + — (p — р")

К

P ь где Ьд — наблюденная разность силы тяжести, — (p — p") — поправP ка на аэростатический эффект, причем р — плотность материала рабочего груза гравиметра, р и р" — плотности воздуха на пу нктах .наблюдений. Последние величины, а следовательно и их разность Лp = р — р" при неизменной температуре, сохраняющейся в гравиметре, в случае его термостатирования, прямо пропорциональны разности давления

ЬВ =  — В".

Таким образом, отсчет любого пружин ного гравиметра либо требует для своего исправления знания плотности воздуха на каждом пункте, либо содержит две неизвестных величины (Ag и Ьр или ЛВ).

Последнее и является основанием для устройства гравиметра — высотомера.

На прилагаемой схеме изображены два идентичных гравиметра: первый с пружиной 3, имеющий плотность рабочего, груза .1-р — и второй с пружиной 4, имеющий плотность рабочего груза 4=пр.

Тогда, предполагая, что оба гравиметра соединены в одну двойную систему и повсюду находятся в одинаковых условиях, можно написать:

Отсюда, если и т- 1. легко найти Ag и Ар; от Ар не трудно перейти к разности давлений ЛВ, зная температуру термостатирования. При этом постоянство упругих сил пружины и точность их измерения, требуемые для устройства обычных гравиметров, обеспечивают надлежащую точность барометрического нивелирования. При точности измерения Ag до 0,1 мгал., имея n=10, следует ожидать определен ия ЛВ с точностью около 0,08 л бар, что в свою очередь обеспечит знание высоты до +0,5 м. Так как редукция силы тяжести за высоту ммеет порядок 0,2 мгал на 1 м разности высот, то обе точности (:0,1 мгал;

+0,5 м) удачным образом взаимосоответствуют.

На основании изложенного, любой пружинный гравиметр можно превратить в гравиметр-высотомер. Для этого гравиметр снабжают двумя рабочими системами, идентичного устройства, за исключением их рабочих грузов, плотность которых должна быть различной. В частности, этого легко добиться, устраивая в одном из грузов внутренние герметические полости, уменьшая тем самым среднюю плотность такого полого г) уза. Двойной гравиметр-высотомер помещается в термостат, но не герметизируется.

Выполненный таиим образом двойной гравиметр-высотомер дает возможность одновременно измерять ускорение силы тяжести и вести точную барометрическую нивелировку пунктов. Для осуществления последней во время полевых работ потребуется также второй стационарный гравиметр-высотомер, который, представляя собой прибор, аналогичный описанному, может быть конструктивно оформлен, как самопишущий инструмент. Возможно также разработать э ффективную методику совместной работы двух подвижных, вполне идентичных, гравиметров-высотомеров, что обеспечит наиболее быстрое покрытие площадки, подлежащей съемке с гравиметрами. № 67023

Предмет изобретения

Высотомер для барометрического:нивелирования, о т л и ч а ю щ и йся тем, что он выполнен в виде пружинного гравиметра с двумя рабочимя системами, имеющими грузы из материалов различной плотности, с целью одновременного определения ускорения силы тяжести на полевых пунктах и барометрического определения высот этих пунктов.

Редактор В. Погоржельский Техред T. П. Курилко Корректор Г Кудрявцева

Подп. к печ. 24Х111-62 г Формат бум. 70Х 1081/1< Объем 0,26 изд. л.

Зак. 6627 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14