Микробарограф
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Соеетскии
Социалистических
Республик »>735940
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2582248/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.
G0l L7/22
Гееудпретееииый комитет
Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 27.05.80 (53) УДК 531.787 (088.8) по делам изобретений и открытий
Д. Г. Гриднев (72) Автор изобретения
Ордена Ленина Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта (7l ) Заявитель (54) МИКРОБАРОГРАФ
Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназначено для регистрации изменений атмосферного давления с целью прогнозирования землетрясений, обнаружения искусственных возмущений атмосферы и изучения влияния изменений атмосферного давления на показания геофизических приборов и,земную поверхность.
Известен микробарограф, содержащий два блока анероидных коробок, между которыми на витой пружине укреплены зеркало и фоторегистрирующее устройство (11.
При этом фоторегистрирующее устройство выполнено двухканальным, а оптическая система одного из каналов снабжена дополнительным зеркалом для получения зеркально симметричных кривых.
Известен также фотоэлектрический микробарограф, содержащий блоки анероидных коробок, множительно-передаточный механизм в виде двойной цилиндрической пружины, систему измерения и регистрации давления, который снабжен силовым компенсатором, выполненным в виде рамки магнитоэлектрического обратного преобразователя, укрепленного в средней части двойной цилиндрической пружины и воздействующего на блоки анероидных коробок (2).
Недостатками известных микробарографов являются большой дрейф нульпункта и значительный температурный коэффициент чувствительной системы.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является микробарограф, содержащий корпус, барометрический датчик, фотоэлектрический преобразователь, отсчетное устройство и регистратор (3). Причем в барометрический датчик, состоящий из рамки, нитей подвеса, зеркала датчика, коромысла и пустотелого герметичного шара, жестко закрепленного на одном из концов коромысла, введена пружина, упругий момент которой скомпенсирован упругим моментом закрученных нитей подвеса датчика, связанная одним концом через рычаг с зеркалом датчика, а другим концом жестко скрепленная с корпусом, и противовес, рас20 положенный на втором конце коромысла датчика и состоящий из резьбовой втулки со смещающимися по ней тремя гайками.
Однако этот микроба рограф регистрирует и длиннопериодные изменения атмос735940
Формула изобретения
3 ферного давления. Это ограничивает увеличение его чувствительности.
Целью изобретения является повышение чувствительности микробарографа к короткопериодным изменениям атмосферного давления и исключение длиннопериодного фона изменений атмосферного давления.
Поставленная цель достигается тем, что в барометрический датчик устройства введен вертикально установленный капилляр, нижний конец которого сообщается с полостью шара, а верхний — с контролируемой средой.
Кроме того, с целью упрощения конструкции устройства противовес барометрического датчика выполнен в виде шторки фотоэлектрического преобразователя, а измерительная пружина снабжена микрометрическим винтом.
На чертеже изображена конструкция микробарографа.
В закрепленной на основании (на чертеже не показано) рамке 1 на нитях 2 и 3 подвешено коромысло 4 барометрического датчика, на одном конце которого жестко закреплен пустотелый шар 5 с капилляром
6, а на другом — противовес 7, выполненный в виде прямоугольной вертикально расположенной металлической шторки с прямоугольным вырезом 8 на уровне коромысла. С одной стороны шторки на уровне выреза расположен светодиод 9 инфракрасного излучения, с другой - дифференциальныйфотоэлемент 10. Причем плечи фотоэлемен- 36 та при отсутствии изменений давления контролируемой среды расположены симметрично относительно выреза 8. Фотоэлемент включен в цепь регистратора 11 типа КСП. Смещение коромысла 4 производится при помощи измерительной пружины 12, один конец которой связан с коромыслом, а другой — с микрометрическим винтом 13. Для исключения дрейфа нуль-пункта барометрического датчика и температурных влияний на него упругий момент измерительной пру- о жины для начального положения полностью компенсируется упругим моментом закрученных нитей 2 и 3 подвеса. Для предотвращения поломки барометрического датчика при транспортировании предусмотрен ограничитель 14 колабаний коромысла 4.
43
Микробарограф работает следующим образом.
Подается питание в цепь светодиода 9.
Световой поток светодиода через прямоугольный вырез 8 шторки 7 освещает среднюю часть фотоэлемента 10. Если оба плеча фотоэлемента освещены одинаково, то ток в цепи фотоэлемента, подключенного к регистратору 11, будет равен нулю. Барометрический . датчик под действием изменений атмосферного давления совершает колебания. При этом инфракрасное излучение светодиода смешается по фотоэлементу, и в цепи фотоэлемента возникает ток. Регистратор пишет кривую изменений атмосферного давления. Так как пустотелый шар датчика при помощи капилляра сообщается с окружающей средой, длиннопериодные изменения атмосферного давления не воздействуют на датчик — давление внутри и вне шара по истечении некоторого времени будет одинаковым. За короткие периоды времени давление внутри и вне шара не успевает выровняться. Поэтому коромысло дат-. чика совершают колебания, знак которых определяется знаком изменения давления в окружающей среде.
При понижении атмосферного давления под действием силы Архимеда коромысло датчика отклоняется вниз. Этому отклонению способствует и избыточное давление воздуха внутри пустотелого шара. Воздух из шара через капилляр выходит в окружающую среду до тех пор, пока давление внутри и вне шара не станет одинаковым. Выходящий из шара воздух отклоняет коромысло также вниз и тем самым увеличивает чувствительность барометрического датчика к короткопериодным изменениям атмосферного давления. При увеличении атмосферного давления картина поведения барометрического датчика меняется на обратную.
Полоса частот колебаний атмосферного давления, регистрируемая микробарографом, зависит от диаметра капилляра — чем больше диаметр капилляра, тем меньше полоса частот, тем более высокие частоты регистрирует микробарограф.
Регулировка начального положения шторки фотоэлектрического преобразователя осуществляется изменением натяжения измерительной пружины 12 при помощи микрометрического винта 13.
Изобретение обеспечивает повышение чувствительности микробарографа в 5-8 раз по сравнению с прототипом.
Дрейф нульпункта и изменение метрологических характеристик микробарографа под действием изменений температуры ниже порога его чувствительности.
Микробарограф, содержащий основание, барометрический датчик в виде полого шара с коромыслом, на котором закреп-, лены противовес и подвижный конец измерительной пружины, фотоэлектрический преобразователь, отсчетное устройство и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности и упрощения конструкции, противовес барометрического датчика выполнен в виде шторки фотоэлектрического преобразователя, измерительная пружина снабжена микрометрическим винтом, а в барометрический датчик введен вертикально установленный - каппиляр, нижний конец которого сообщен с полостью шара, а верхний - с койтролируемой средой.
Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе
1 . Авторское свидетельство СССР № 215571, кл. G 01 1 7/00, 1967.
735940 ь
2. Авторское свидетельство СССР № 257811, кл. G 01 1 9/00, 1068.
3. Авторское свидетельство СССР
¹ 569885, кл. G 01 L 7/12, 1976 (прототип) Составитель И. Петрашень
Редактор Т. Иванова Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга
Заказ 2414/33 Тираж 1019 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
I 13035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4