Струнный гравиметр
Патент 890341
Авторы
Струнный гравиметр
Иллюстрации
Реферат
Союз Советски к
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 890341 (6 () Допол интел ь мое к а вт. с вид-ву (22)Заявлено18.04.80 (21) 2851419/18 25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет
Опубликовано 15 12.81. Бюллетень №46
Дата опубликования описания 18.12.81 (51) М. Кл.
С 01 7/02
С, 01Ч 7/16
Гееударстаенный комитет
СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 550.
830(088 8) P А. Абасов, П. Г. Иванкин, И. А. Рудаков и К. A. Мелик-Есаянц (72) Авторы изобретения
Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения
Научного центра "Геофизика AH Азербайджанской CCP (7() Заявитель (54) СТРУННЫЙ ГРАВИМЕТР
Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано при гравиметрических съемках на подвижном основании.
Известен струнный гравиметр, содержащий струну, связанную своим нижним концом с грузом, соединенным при помощи плоской пружины с корпусом прибора.
Струна своим верхним концом жестко связана с корпусом 11. (о
Известен также гравиметр, содержащий струну, связанную своим нижним концом с грузом, соединенным при помощи плоских пружин с корпусом. Узел крепления (5 верхнего конца струны выполнен в виде наконечника, который жестко связан с корпусом $2).
Недостатком данных гравиметров яв ляется то, что ввиду жесткой заделки верхнего конца струны увеличивается влияние вибрации на показаниях гравиметра, снижающее точность измерений; при больших возмущениях гравиметра струна испытывает значительные перегрузки и возникает опасность ее обрыва.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является струнный гравиметр, содержащий струну, связанную
cBoHM BepxHHM KoBIloM с винтовой пружиной подвески и нижним концом — с грузом,соединенным при помощи плоских пружин с
-корпусом и плоскую фигурную пружину с .узлом крепления струны (3).
Недостатком известного гравиметра является то, что натяжение его струны меняется вследствие того, что струна с грузом подвешена на цилиндрической пру жине растяжения, которая при изменении температуры внутри гравиметра, связанным с колебаниями температуры внешней среды, меняет,как свою длину от линейного расширения, так и жесткость. Так, например, при повышении температуры длина от линейного расширения увеличивается, а жесткость уменьшается, от чего пружина дополнительно растягивается, и, следовательно, длина пружины возрастает
90343 4
3 8 на суммарную величину удлинений от линейного расширения и уменьшения жесткости, IIpH этом груз, связанный со струной, подвешенной на пружине, опускается и изгибает плоские ленточные пружины, соединяюшие его с корпусом, передавая на них часть своего веса, что приводит к уменьшению натяжения струны и,следовательно, частоты колебаний определяемой по формуле где P - вес груза.
Изменение частоты колебаний струны определяет нестабильность показаний прибора. Кроме того, в процессе работы гравиметра витки винтовой пружины подвески меняют свои наклоны относительно вертикальной оси прибора, а углы между отогнутыми концами ее и крайними вит» ками остаются неизменными, причем верхний отогнутый конец пружины связан с жестким узлом крепления, а нижний — с узлом, установленным на плоской фигурной пружине, что приводит к повороту пружины относительно жесткого узла крепления и выворачиванию плоской фигурной пружины и узла крепления, с которым связан верхний конец струны. Это приводит к отклонениям струны относительно оси чувствительности прибора, к изгибам ее, что вызывает изменение частоты и характер колебаний струны, от чего снижается точность измерений.
Кроме того, центрация струны относительно оси чувствительности прибора производится визуально, а это может привести, из-за неточности установки, к наклонному расположению струны относительно вертикальной оси, вследствие чего груз, подвешенный на струне и связанный с корпусом плоскими ленточными пружинами, стремясь вывести струну в вертикальное положение, обуславливает появление в ленточных пружинах напряжений, которые повышают вертикальную жесткость последних, что снижает чувствительность прибора и, следовательно, точность измерений.
Белью изобретения является повышение стабильности и точности измерений гравиметра.
Поставленная цель достигается тем, что в гравиметре, содержащем струну, связанную своим верхним концом с винтовой пружиной подвески, изолированной от корпуса, и нижним концом с узлом крепления струны на грузе, соединенном
1О
35 при помощи плоских фигурных пружин с корпусом, и плоскую фигурную пружину с узлом крепления струны, винтовая пружина подвески выполнена в виде конической пружины сжатия с установленным на ее вершине дополнительным узлом крепления струны.
Узлы крепления струны на грузе и на вершине конической пружины снабжены центрируюшими отверстиями, через которые пропущены концы струны.
Изобретение позволяет уменьшить величину изменения натяжения струны при изменении температуры внутри гравиметра за счет взаимной компенсации изменения длины пружины от линейного расширения изменением длины пружины от изменения ее жесткости.
Подвешивание струны с грузом на винтовой пружине, выполненной в виде конической пружины сжатия, у которой при изменении температуры, например повышении, длина от линейного расширения увеличивается, а жесткость уменьшается, от чего она дополнительно сжимается и, следовательно, длина ее меняется на величину, определяемую разностью изменений длин от линейного расширения и изменения жесткости необходимой для уменьшения изменения положения груза по вертикали, что приводит к уменьшению изгиба плоских пружин, соединяющих груз с корпусом и, следовательно,х более стабильному натяжению струны, обуолавливаюшему повышение стабильности показаний прибора.
Закрепление верхнего конца струны в узле крепления, установленном на вершине конической пружины, дает возможность в процессе работы все наклоны витков конической пружины, а следовательно, и узла крепления струны, установленного на ее вершине, воспринимать участку струны, расположенному над плсьской фигурной пружиной, при этом положение рабочего участка струны, находящегося в поле возбуждающего магнита, остается неизменным относительно оси чувствительности прибора, что приводит к повышению точности измерений гравиметра.
Пропускание струны через центрируюшие отверстия крайних узлов крепления струны необходимо для обеспечивания точной установки струны по оси чувствительности прибора, что приводит к повышению точности изменений гравиметра.
1О !
)5
5 А9
На фиг. 1 изображен предложенный струнный гравиметр; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
Струнный гравиметр состоит из корпуса 1, струны 2, помещенной в поле возбуждающего магнита 3 и связанной посредством узлов крепления 4 и 5 с конической пружиной подвески 6 и грузом . 7, который помещен в поле демпфируюше.го магнита 8. Груз и средний узел крепления струны 9 удерживаются от горизонтельных смешений плоскими фигурными пружинами 10. Коническая и верхняя фигурная пружина изолированы от корпуса изоляторами 11-14. Коническая пружина ,устанавливается в стакане 1 5, который с ,помощью винтов 16 имеет возможность перемещаться относительно корпуса и фиксируется винтами 1 7.
Предложенный струнный гравиметр работает следующим образом.
При пропускании переменного тока по струне рабочий участок ее, расположенный между узлами крепления 5 и 9 и находящийся в магнитном поле возбуждающего магнита, колеблется с определено ной частотой, зависящей от натяжения струны. При изменении ускорения силы тяжести, во время гравиметрических съемок, вес груза, определяющий натяжение струны, меняется, а, сследовательно, меняется и частота колебаний ее.
При изменении температуры внутри гравиметра, например повышение ее, коническая пружина сжатия, на которой подвешена струна с грузом, увеличивает свою длину от линейного расширения и одновременно теряет жесткость, от чего дополни.тельно сжимается, следовательно длина пружины меняется на величину, определяемую разностью изменений длин от линейного расширения и изменения жесткости. Тем самым уменьшается или устраняется влияние изменения длины конической пружины подвески от изменения температуры на положение груза по вертикали, что приводит к уменьшению изгиба .плоских пружин связывающих груз с корпусом и к сохранению более стабильного натяжения струны.
При изменении значения ускорения силы тяжести натяжение рабочего участка струны меняется, но ее положение в поле
0341 d возбуждающего магнита остается неизмен ным, так как наклоны витков конической пружины, а следовательно и узла крепления струны, установленного на ее вер шине, воспринимаются верхним участком струны, расположенным между плоской фигурной пружиной к ее верхним узлам крепления.
Таким образом, применение конической пружины сжатия с установленным на ее вершине с дополнительным узлом крепления струны, а также.центрация струны относительно оси чувствительности прибора посредством центрирующих отверстий в крайних узлах крепления, через которые пропущены концы струны, повышает стабильность работы и точность изменений гравиметра.
Формула изобретения
1. Струнный:гравиметр,с одержаший струну, связанную своим верхним концом с винтовой пружиной подвески, изолированной от корпуса, и своим нижним койцом с узлом крепления струны на грузе, соединенным при помощи плоских фигурных пружин с корпусом, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения стабильности работы в точности измерений, винтовая пружина подвески выполнена в виде конической пружины сжатия с установленным на ее вершине дополнительным узлом крепления струны.
2. Гравиметр по п. 1, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что узлы крепления струны на грузе и на верхнем конце пружины снабжены центрируюшими отверстиями, через которые пропущены концы струны.
Источники информации, принятые во внимание при эспертизе
1. Огородова Л. B., Шимбиров В. П., Юзефович А. П. Гравиметрия. М., Недра"
1 97 8,. с. 1 73-1 74.
2. Патент Франции № 1536427, кп. Cj 03Л 1968.
3. Вопросы конструирования и методики применения морских струнных гравиметров. Сборник статей ВНИИГеофизика. Депонированная рукопись № 157-74
УДК 550.831, М., ВИНИТИ, 1974, . с. 15-22 (прототип).
800341
13
11
15..
12
Составитель А. Чупрунова редактор Ю. Петрушко Техред Л. Пекарь Корректор Л, Бокшан
Заказ 1 0986/76 Тираж 735 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент.", г. Ужгород, ул. Проектная, 4