Гравиметр
Иллюстрации
Реферат
В.ф. Антонов,. А.В. Бажанов, В.И. Ерофеев, (72) Авторы изобретения
Б.Г.- Зеленский, В.С . Кутепов, Б.H. Певзне
d g и С.fl. Фомин й"i „ :,":"
Ордена Ленина институт физики Земли им. О Мт10мцдТа "" "- и Тульский политехнический институт (71) Заявители ($4) ГРАВИИЕТР
Изобретение относится к геофизическому приборостроению, в частности к устройствам для измерения ускорения силы тяжести в движении.
Известны гравиметры для измерения ускорения силы тяжести в движении, выполненные в виде горизонтального маятника на торсионном подвесе (1)..
В этом гравиметре для уменьшения влияния вертикальных ускорений маятник помещают в демпфирующую среду.
Увеличение демпфирования, с одной стороны, позволяет ослабить влияние вертикальных ускорений, но, с другой стороны, связано с технически" ми трудностями практической реализации, а также приводит и значительному искажению полезного сигнала.
Известны также гравиметры, содержащие размещенную в жидкости чувстви-,.ю тельную систему, состоящую из подвешенных на нитях двух. противоположно направленных маятников с закрепленными на них вертикальными демпфи
2 рующими пластинами и выполненных в виде неуравновешенных коромысел.
Причем сближением этих пластин добиваются увеличения эффективности демпфирования и, следовательно, уменьшения влияния вертикальных ускорений при относительно малом искажении полезного сигнала (2 ).
Однако в известном гравиметре эф> фективность демпфирования ограничивается расстоянием между сближаемыми пластинами (при малом расстоянии произойдет слипание пластин).
Кроме того, не исключается влияния на показания гравиметра вертикальных, горизонтальных ускорений и нелинейных эффектов движения маятников.
Цель изобретения - уменьиение влияния на показания гравиметра вертикальных, горизонтальных ускорений и нелинейных эффектов движения маятников.
Поставленная цель достигается тем, что в гравиметре для измерения
930194 ден из
55 силы тяжести на подвижном основании,) содержащем размещенную в жидкости чувствительную систему, состоящую из подвешенных на нитях двух противоположно направленных маятников с закрепленными на них вертикальными демпфирующими пластинами и выполненных в виде неуравновешенных коромысел, демпфирующие пластины выполнены с различными площадями и массами, а оси вращения маятников расположены на одной прямой, причем пластины одного маятника образуют с пластинами другого маятника кинематические пары, связанные между собой через демпфирующую среду, при этом параметры маятников выбраны, исходя из соотношения . ° mg
= — .Q (25i), где m m — массы ко.Ф 2 ромысел, - длины коромысел; коэффициент, зависящий от зазора между пластинами и их площадями.
На чертеже представлен предлагаемый гравиметр, общий вид.
Гравиметр содержит регистрирующее зеркало 1, маятники 2 и 3, выполненные в виде неуравновешенных коромысел, закрепленных в крутильных нитях, на концах которых совместно закреплены вертикальные демпфирующие пластины 5-8, с различными площадями и массами. Пластины 5,7 и 6,,8 образуют кинематические пары, причем чувствительная система помещена в демпфирующую жидкость 9.
Гравиметр работает следующим образом.
На неподвижном основании каждый из маятников 2 и 3 установлен в положении статического равновесия и их углы поворота не зависят друг от друга, так как связи между ними через демпфирующую среду посредством пластин 5,7 и 6,8 пропорциональны скоростям их движения. Под действием суммарного момента сил инерции, сопротивления среды и возмущающих ускорений каждый из маятников
2,3 закручивает нити подвеса. Кроме того, в суммарный момент сил каждого из маятников добавляется с противоположным знаком момент силы взаимного сопротивления пар, образованных вертикальными пластинами
5,7 и 6,8. Этот момент пропорционален сумме скоростей отклонения маятников. При подборе параметром
15 ю
Зо
З5 0
45 маятников можно добиться того, что суммарный момент сил одного из них (в данном случае 2) будет компенсирован моментом сил взаимного сопротивления и в результате отклонения этого маятника 2 от положения равновесия будут малы, т.е. будет ослаблено влияние на него вертикальных ускорений. Кроме того, на этот маятник 2, который является регистрируемым, не оказывают влияния горизонтальные ускорения и нелинейные эффекты движения, вызванные отклонениями маятника от положения статического равновесия. Вышеуказанный эффект достигается при выполнении
m e словия — = — j где значения веmq личин соотношения указаны выше,причем параметры m регистрируемого маятника 2 не подбираются, а регулируются параметры m < P q другого маятника 3. Коэффициент 1; получен из решения дифференциального управления движения предлагаемой системы и может быть найс формулы k = (1 + — — d), "М где S„ S — площадь большой и маи лой пластины соответственно; с1— зазор между пластинами. Практика показывает, что коэффициент k не должен быть больше дву> .Так, если принять Sg = /х/ = 1ссмм, S
0,5 = 0,5 см, d = 0,05 см то
k = 1,2.
Применен в гравиметре маятников, выполненных в виде коромысел с демпфирующими пластинами с разными площадями и массами, и образование из них симметрично расположенных пар позволяет сохранить постоянным коэф-!
Фициент демпфирования между ними 1 как при изменении положения статического равновесия маятников изменения ускорения силы тяжести, так и при смещении их в плоскости горизонта.
Формула изобретения
Гравиметр для измерения ускорения силы тяжести на подвижном основании, содержащий размещенную в жидкости чувствительную систему, состоящую из подвешенных на нитях двух противоположно направленных маятников с закрепленными на них вертикальными демпфирующими пластинами и выполненных в виде неуравновешенных коромысел, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния на показания гравиметра вертикальных, горизонтальных ускорений и нелинейных эффектов движения маятников, демпфирующие пластины выполнены с различными площадями и массами, а оси вращения маятников расположены на одной прямой, причем пластины одного маятника образуют с пластинами другого маятника кинематические пары, связанные между
930194 б собой через демпфирующую среду при этом параметры маятников выбраны, исходя из соотношения m< m = Ру!У, ф, где луп — массы коромысел, 8 8< длины коромысел; k — коэффициент, зависящий от зазора между пластина" ми и их площадями.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1о 1. Авторское свидетельство СССР
tf 354385, кл. G 01 Ч 7/02, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
1 334534, кл. С 01 Ч 7/02, 1972 (прототип) ВНИИПИ Заказ 3461/59 Тираж 719 Подписное юеее»е ююююеююю%» °
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4