Сейсмометр

Сейсмометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С A Н И Е „,,@цуд

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.79 (21) 2749855/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) Я Кл 3

G 01Ч 1/16

Государственный комитет (53) УДК 550.834 (088.8) по делам изобретений и открытий

1

1 т ;;. .1

В. В„: .Цыпла.ков, (72) Авторы изобретения Л. H Рыкунов, О. Е. Старовойт, О. Б. Хаврошкин, и М. О. Ярошевич

Ордена Ленина институт физики Земли им. О (71) Заявитель (54) C E A CMOMETP

Изобретение относится к экспериментальной геофизике и может быть использовано в сейсмологии при исследовании сейсмических процессов.

Известен горизонтальный сейсмограф маятникового типа (1), используемый при изучении слабых нелинейных эффектов в земной коре, внутри цилиндрического корпуса которого на тонкой пластине с наклеенной пьезокерамикой подвешен груз.

Предусилитель и узкополосный фильтр позволяют достигнуть высокой чувствительности (- 10 —" см), вести длительные записи уровня микросейсм и регистрировать его вариации при прохождении интенсивных длиннопериодных шумов сейсмических волн от удаленных землетрясений.

Недостатком указанного горизонтального сейсмографа является невозможность его быстрого и широкого применения на зарубежных сейсмостанциях вследствие его нестандартности. При анализе записи вариации уровня микросейсм под воздействием сейсмического вступления необходимо иметь сейсмограмму, полученную на стандартном сейсмографе, установленном рядом. Кроме того, этот сейсмограф не приспособлен для регистрации горизонтальной составляющей роторной компоненты сейсмической волны.

Наиболее близким техническим решением является сейсмограф (2j, содержащий электромагнитный преобразователь и чувствительный элемент в виде цилиндриче5 ского груза на ленточном подвесе.

Этот сейсмограф недостаточно чувствителен, а также не регистрирует горизонтальную составляющую роторной компоненты сейсмической волны.

10 Целью изобретения является повышение информативности регистрации за счет регистрации роторной компоненты рэлеевских волн с одновременной записью горизонтальной компоненты микросейсм, и сейсмп15 ческих волн удаленных землетрясений.

Указанная цель достигается тем, что в сейсмометре, содержащем электромагнитный преобразователь и чувствительный

20 элемент в виде цилиндрического груза на ленточном подвесе, цилиндрический груз снабжен бандажами, в которых нормально к их поверхности закреплены пластины с наклеенной в местах закрепления пьезоке25 рамикой и с дополнительными грузами, расположенными на свободных концах указанных пластин; при этом плоскости пластин ориентированы параллельно оси цилиндрического груза, дополнительные гру30 зы соединены между собой гибкой нитью, И1174

30 за

О) а к лентам подвеса в местах закрепления приклеены пьезокерамические пластины.

На фиг. 1 и 2 изображен общий вид сейсмометра, на фиг. 3 и 4 — узлы крепления лент и пьезоприемники; на фиг. Й вЂ” камертон как элемент кольцевого осциллятора; на фиг. 6 — состояние кольцевого осциллятора в зависимости от типа воздействия.

Внутри корпуса, состоящего из двух толстых треугольных плит 1, соединенных жесткими стойками 2, на гибких металлических лентах 3 висит горизонтально ориентированный цилиндрический груз 4.

В центре груза имеется система 5 регистрации электродинамическим методом горизонтального движения, ооусловленного прохождением сейсмическои волны от удаленного землетрясения. В узлах крепления лент 3 подвеса к грузу 4 и стойкам 2 приклеена пьезокерамика 6. В месте прикрепления конца ленгы 3 к грузу 4 пьезокерамическая пластина б устанавливается непосредственно у прямоугольной шайоы 7, «рижимаемои к грузу 4 винтом 8, а в месте прикрепления к стоике 2 — у торцовой плоскости цилиндрической вилки 9.

Кольцевые осцилляторы 10 состоят из бандажей ll, прикрепленных к цилиндрическому грузу ч, и набора камертонов из радиально по отношению к грузу 4 ориентированных пластин 12, одни концы которых запрессованы в оандажи 11, а другие — в массы 13. Металлической нитью l4, «ро«ущеннон через штифты 15 в массах 13, камертоны связаны B единое целое, ооразуя механи вескую кольцевую систему — осциллятор, способную совершать крутильные колеоания относительно оси груза 4. Зти колеоания регистрируются пьезокерамикои

1б, прикрепленнои в месте заделки пластины камертонов 12 в бандаже l l.

Кольцевой осциллятор незначительно увеличивает массу груза 4, а пьезокерами«а б — жесткость лент 3, чго взаимно компенсирует друг друга с точки зрения измене«ия периода сооственных колеоаний груза 4; характеристики сейсмометра Kdlc сеисмографа Ьеньоффа ocraioтся неизменными. еисмометр работает следующим образом.

Микросейсмический фон региона регистрации вызывает непрерывные переме,цения

i.up«yca приОора относительно груза 4, что со«ровождается изгибом в узлах крепления лент s «одвеса. одновременно с этим ис«ытывают максимальную деформацию пьезокерамические пластины б, установленные в узлах крепления лент. Злектрическии сигнал с пластин b предварительно суммируют, пропускают через предусилитель и узкополосные фильтры и записывают для дальнейшего анализа.

При йсследовании тонкой структуры микросейсм, в частности, при анализе только рэлеевских волн записывают их роторную ком«оненту. Для этого регистрируют и обрабатывают аналогичным образом сигнал с пьезокерамик 1б кольцевых осцилляторов, которые могут реагировать за счет синхронных колебаний камертонов с массами 13 только под действием угловых перемещений корпуса прибора относительно оси цилиндрического груза 4.

Действительно, любые линейные ускорения сейсмометра не возбудят синхронных угловых колебаний камертонов (фиг. 1, 2, б): компонента ускорений вдоль оси груза

4 неэффективна из-за высокой жесткости пластин камертонов 12, а компонента Ф, направленная перпендикулярно к оси, из-за симметричности кольцевого осциллятора и жесткости натянутой нити 14, работающей в этом случае на растяжение. И только возмущающий крутящий момент М относительно оси груза 4 вызовет синхронные колебания камертонов, так как при этом изгибные деформации пластин 12 будут со«ровождаться провисанием нитей 14.

Таким образом, сейсмометр позволяет непрерывно регистрировать и исследовать как горизонтальную компоненту смещений, так и угловые колебания, обусловленные микросейсмами региона. Одновременно с этим «рН прохождении через пункт регистрации дли«но«ериодной сепсмической волны or удаленного землетрясения, это вступ;icI«ie будет зарегистрировано блоком элекгромагнитной записи о сейсмометра, как обычным сейсмографом Ьеньоффа. Сопоставление синхронных записей изменения уровня микросеисм и обычной сейсмограммы позволит уточнить информацию о деф рмационных процессах в регионе регистрации.

Формула изобретения

Сейсмометр, содержащий электромагнитныи преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрического груза на ленточном подвесе, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения информативности регистрации, цилиндрическии груз снабжен бандажами, в которых нормально к их поверхности закреп icны пластины с наклееннои в местах закре«ления пьезокерамикой и с дополнит олиными Грузами, размещенными на свободных концах указанных пластин, при этом

iiJiocKocTH пластин расположены параллельно ocii цилиндрического груза, дополнительные грузы соединены между собой иокои нитью, а к лентам подвеса в местах закрепления приклеены пьезокерамические пластины.

Б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рыкунов Л. Н., Хаврошкин О. Б. и др.

Модуляция высокочастотных микросейсм, ДАН СССР, т. 238, № 2, М., 1978.

811174

2. Operating and Maintenance Manual

Benioff Seisrnometers, The Geotechnical

Corporation 3401 Shiloh Road, Gorland, Texas, 15, Мау 1959 (прототип).

2

811174 фиг, с

Составитель Т. Райкова

Техред А. Камышникова

Редактор Б. Федотов

Корректор Н, Федорова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 352/3 Изд. № 171 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 475