Струнный гравиметр

Струнный гравиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е „цщ)щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.79 (21) 2735356/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Кл.

G 01Ч 7/02

Государственный комитет (53) УДК 550.830 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Л. Г. Иванкин, Ф. Т. Амирбеков и К. И. Житомиттский,.

Специальное конструкторское бюро геофизического, приборостроения Научного центра «Геофизика» АН:

Азербайджанской ССР

1 f (54) СТРУННЫЙ ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к устройствам для измерения силы тяжести как с подвижных, так и неподвижных оснований.

Известен струнный гравиметр, предназначенный для измерения ускорения силы тяжести на борту транспортного средства, содержащий груз, подвешенный на струне.

Груз удерживается от горизонтальных перемещений двумя плоскими пружинами с фигурными вырезами. Струна своим ниж- 10 ним концом закреплена в одном наконечнике, а верхним — в другом наконечнике.

Верхний наконечник закреплен в центральном отверстии гофрированной мембраны, одновременно центрирующей верхний нако- 15 нечник при настройке гравиметра (1).

Недостатком известного гравиметра является смещение точки заделки струны в мембране от вертикали при деформации мембраны. 20

Известен струнный гравиметр, содержащий груз, выполненный в виде двух дисков, соединенных стержнем, струну, к которой подвешен груз, винтовую пружину подвески груза и ограничитель горизонтального пере- 25 мещения (2). Ограничитель горизонтального перемещения выполнен в виде плоской пружины круглой формы, на которой установлен и закреплен держатель. К верхней части держателя крепится нижний конец ЗО винтовой пружины подвески груза, а к нижней — верхний конец рабочего участка струны. При этом верхний конец рабочего участка струны расположен ниже плоскости ограничителя горизонтального перемещения, а точка крепления нижнего конца винтовой пружины расположена выше плоскости ограничителя горизонтального перемещения.

Недостатком известного гравиметра является влияние положения верхнего конца рабочего участка струны на точность измерения изменения силы тяжести. При изменении силы тяжести груз перемещается. При работе пружины подвески происходит поворот ее витков. Вследствие разницы жесткостей перехода прямолинейного конца пружины и самого витка, обусловленной различной их кривизной, происходит смещение нижнего конца пружины подвески от вертикали. Происходит отклонение струны от оси груза. Зто приводит к тому, что струной воспринимается не все изменение силы тяжести, а лишь ее вертикальная составляющая.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном гравиметре, содержащем груз, струну, пружину подвески груза, например

811188 винтовую, ограничитель горизонтального перемещения струны, выполненный в виде плоской пружины, на которой установлен держатель пружины подвески и верхнего конца рабочего участка струны, верхний конец рабочего участка струны расположен в плоскости ограничителя горизонтального перемещения.

Расположение верхнего конца рабочего участка в плоскости ограничителя горизонтального перемещения обеспечивает неизменное положение точки крепления верхнего конца рабочего участка струны в центре ограничителя горизонтального перемещения струны, чем достигается вертикальное расположение осей груза и струны.

На фиг. 1 представлен струнный гравиметр, продольный разрез; на фиг. 2 — узел

1 фиг. 1; на фиг. 3 — положение точки крепления верхнего конца рабочего участка струны, при расположении ее ниже плоскости ограничителя горизонтального перемещения; на фиг. 4 — то же, при расположении точки крепления в плоскости ограничителя горизонтального перемещения.

Струнный гравиметр состоит из груза 1, выполненного в виде двух медных дисков, жестко соединенных со стаканами, а по оси — полым дюралюминиевым стержнем, расположенным с зазором во втулке 2 демпфирующего магнита 3. Плоские пружины 4 предохраняют груз 1 от горизонтальных перемещений. К верхней части груза прикреплена струна 5, помещенная в поле постоянного магнита 6. Верхний конец 7 раоочего участка струны закреплен в нижнем выступе 8 держателя 9, установленного и закрепленного на плоскои пружине 10 ограничителя горизонтального перемещения. К верхнему выступу 11 прикреплен нижний конец 12 пружины подвески 13, верхний конец 14 которой установлен в подвеске 15 и изолирован от последней. Все детали размещены в стакане 16, установленного в корпусе 17. Плоская пружина 10 при помощи втулок 18 и 19 из изоляционного материала установлена в стакане 16 и закреплена в нем кольцом 20. Крепление верхнего конца 7 рабочего участка струны

5 к нижнему выступу 8 держателя 9 производится при помощи накладки 21 и винтов

22, а крепление нижнего конца 12 пружины подвески 13 к верхнему выступу 11 держателя — при помощи накладки 23 и винтов 24.

Держатель 9 установлен и закреплен на плоской пружине 10 при помощи опоры 25, шайбы 26 и винтов 27.

Верхний конец 7 рабочего участка струны расположен в плоскости ограничителя горизонтального перемещения и совпадает с центром 28 плоской пружины 10.

Струнный гравиметр представляет собой датчик усилий с частотным выходом, в котором частотнозадающим элементом явля5

65 ется токопроводящая струна, растянутая весом груза определенной массы в поле постоянного магнита и включенная в контур положительной обратной связи электронного усилителя.

Струнный гравиметр работает следующим образом.

От усилителя (на чертеже не показано) напряжение через подвеску 15, пружину подвески 13, держатель 9 подается на струну 5.

От взаимодействия магнитного поля струны с полем постоянного магнита происходит вибрация струны с частотой определенной значением силы тяжести.

При изменении силы тяжести происходит изменение натяжения струны 5, а следовательно, и изменение частоты колебаний, по отклонению которой судят об изменении силы тяжести.

При расположении верхнего конца 7 рабочего участка струны 5 вне плоскости ограничителя горизонтального перемещения

10, например ниже (см. фиг. 3), при изменении силы тяжести, вызывающей перемещение витков пружины подвески 13, отогнутые концы которой должны быть соосны на всей длине хода пружины (что практически невозможно из-за разной жесткости витков и перехода от прямой к витку), верхний выступ 11 держателя 9 повернется на угол а к вертикали, а следовательно, и верхний конец i рабочего участка струны 5 повернется на угол а. Таким образом, струна отклонилась от оси груза на угол р, так как груз ограничен от перемещения в горизонтальноп плоскости двумя плоскими пружинами 4. Угол ф между струной 5 и грузом G внесет погрешность при изменении силы тяжести, так как на струну будет действовать не все изменение силы тяжести, а только ее часть, равная произведению аосолютной величины изменения силы тяжести

Лб на косинус угла Р между струной 5 и грузом G.

i3 предлагаемом техническом решении верхнии конец 7 рабочего участка струны 5 всегда расположен в плоскости ограничителя горизонтального перемещения пружины 10 и совпадает с ее центром 28 (см. фиг. 4).

При изменении силы тяжести витки пружины подвески 13 отклоняют точку 29 нижнего конца пружины подвески 30 на угол а от вертикали. При этом верхний конец рабочего участка струны, расположенный в центре 28 ограничителя горизонтальных перемещений остается на месте, так как центр плоской пружины 10 не имеет возможности горизонтального перемещения.

Таким образом, применение предложенного технического решения обеспечивает повышение точности измерения изменения силы тяжести и, следовательно, позволяет точнее производить гравиметрическую

8Ш88 съемку местности и точнее определять расположение полезных ископаемых и их запасы.

Формула изобретения

Струнный гравиметр, содержащий груз, струну, пружину подвески груза и ограничитель горизонтального перемещения струны, выполненный в виде плоской пружины, на которой установлен держатель пружины подвески и верхнего конца рабочего участка струны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, верхний конец рабочего участка струны расположен в плоскости ограничителя горизонтального перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Мo 153á427, кл. G 01V

7/00, опублик. 1970.

2. Иванкин Л. Г., Губаренко Л. А., Чер)o панова Г. А. Конструкция струнного гравиметра ГМС. — «Вопросы конструирования и методики применения морских струнных гравиметров». Депонированная рукопись

Ме 157 — 74, М., ВИНИТИ, 1974 (прототип).

30 7 /2

Zaг » Ьг. Z

Фиа Ф

Корректор Н. Федорова

Редактор С. Титова

Заказ 352/14 Изд. № 171 Тираж 749 Подписное

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

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 а

I w

Составитель А. Чупрунова

Техред А, Камышннкова