Сейсмометр больших перемещений и поворотов

 

Изобретение относится к сейсмологии для наблюдения в ближней зоне источника возбуждений. Цель изобретения - повышение точности измерений путем снижения трения в опорах, а также повышение чувствительности в области низких частот. Сейсмометр содержит корпус 1 с установленными на шарикоподшипниковых опорах двумя маятниками 2 и 3, плоскости качания которых параллельны, а центры качаний расположены симметрично относительно оси вращения. Каждый маятник снабжен системой вывешивания, включающей одну П-образную и две плоские пружины, и снабжен светоэлектрическим преобразователем перемещений. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4443182/31-25 (22) 30.05.88 (46) 15.08.90,Бюл. N - 32 (71) Специальный сектор Института фи.зики Земли АН СССР (72) С.К.Дараган, А.С.Ленисков, О,П,Кузнецов и M,А.Шабаловский (53) 550.834 (088.8) (56) Яранович З.И. и др. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР, M. Наука, 1974, с.55 (сейсмометр ВБП-З).

Там же, с ° 57 (сейсмометр ВБПП).. (54) CEACMOMETP БОЛЬШИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

И ПОВОРОТОВ (57) Изобретение относится к сейсмоло2 гии для наблюдения в ближней зоне источника возбуждений. Цель изобретения — повышение точности измерений путем снижения трения в опорах, а также повышение чувствительности в области низких частот. Сейсмометр содержит корпус 1 с установленными на шарикоподшипниковых опорах двумя ма ятниками 2 и 3, плоскости качания которых параллельны, а центры качаний расположены симметрично относительно оси вращения. Каждый маятник снабжен системой вывешивания, включающей одну П-образную и две плоские пружины, и снабжен светоэлектрическим преобразователем перемещений. 1 з.п; ф-лы, 3 ил.

1589246

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназначено преимущественно для полевых наблюдений в ближней зоне источника сейсми5

4еских возбуждений при раздельной регистрации больших линейных и угловых колебательных движений грунта, вызванных сильными землетрясениями или взрывами. Кроме того, прибор может быть использован для определения ! колебаний высоких зданий, стрел кранов, а также колебаний при испытаниях железнодорожного и безрельсового транспорта. t5

Цель изобретения — повышение точности измерений путем снижения трения в опорах, а также повышение чувствительности в области низких частот.

На фиг.l изображено взаимное рас- 2р положение двух идентичных приборов, составляющих сейсмометр; на фиг.2— один из приборов, вид сверху; на фиг.3 — - фронтальная проекция.

Сейсмометр (фиг.1) включает осно- 25 вание с вертикальным кронштейном 1, к которому с обеих сторон крепятся два одинаковых маятниковых прибора.

Причем оси качания маятников 2 и 3 совпадают, плоскости качания парал- Зр лельны, а центры качания расположены по разные стороны от оси качания.

Сейсмометр помещен в защитный кожух.

Каждый из маятниковых приборов (фиг.2 и 3) состоит из корпуса 4, стойки 5. К верхней части последней крепится центральной частью внутренней поверхности пружина 6, имеющая

П"образную форму, на концах которой установлены с возможностью вращения 4р вокруг своей оси прямоугольные переходные винтовые муфты 7 с эажимными гайками 8.

Плоские пружины 9 одними концами 45 крепятся на горизонтальных участках муфт 7, а другими концами — с прямоугольными скобами 10, укрепленными на внутренних боковых сторонах маятника 11. С внешних боковых сторон маятника соосно с плоскими пружинами в несквозные отверстия устанавливаются приборные шариковые подшипники 12, снабженные защитными шайбами 13, внутренние обоймы которых соединяются со скольжением с полуосями 14, 55 изготовленными из стали, а противоположные концы полуосей вставляются в боковые отверстия корпуса и зажимают" ся ограничителями 15 выполненными в виде цилиндрических крышек.

На корпусе 4 установлены дифференциально включенные фотодиоды, выполненные и форме пластин 16 и ряд излучающих светодиодов 17, равномерно освещающих площадь чувствительных элементов. Шторка 18 светозлектрического преобразователя устанавливается на перпендикуляре,опущенном из оси вращения маятника на основание корпуса. По этой же линии соединяются между собой пластины фотодиодов.

На корпусе 4 установлены подковообразный магнит 19 и арретир 20. На раме маятника с противоположной стороны от непроводящего каркаса 21 ка- тушки демпфера 22 в центре торцовой части устанавливается резьбовым соединением подстроечный элемент 23.

Сейсмометр работает следующим образом.

Маятник вывешивается в нулевое положение поворотом плоских пружин 9, работающих на скручивание и определяющих период собственных колебаний маятника.

П-образная пружина 6 предназначена для уменьшения зависимости периода от амплитуды колебательных движений маятника и обеспечивает совместно с двумя плоскими пружинами центрирование маятника в осевом направлении.

Жесткость П-образной пружины преодолевает силу трения скольI жения между внутренними обоймами шарикоподшипников и полуосями вибрографа. При отклонении маятника в осевом направлении возникает возвращающая сила эа счет жесткости

П-образной пружины, которая возвращает маятник в первоначальное положение. Такая подвеска позволяет избавиться от влияния осевых усилий и снизить общий коэффициент трения ка-. чения, В цепь питания соединенных последовательно светодиодов 17 подается стабилизированный постоянный ток. Поток инфракрасного излучения светодиодов освещает рабочую поверхность дифференциальных пар кремниевых фотодиодов, работающих в режиме вентильного фотоэлемента и не требующих внешнего источника питания, Если штоки 18 одинаково перекрывают часть ., абочей поверхности каждой пластины дифференциальной пары то ток в цеп. преоб246

1589 разователя, соединенного с регистратором, равен нулю. Под действием сейсмических колебаний смещается корпус

4 сейсмометра относительно маятников, а следовательно, и кремниевые пластины относительно шторок, укрепленных на маятниках вибрографа. Смещение пластин вызывает изменение потока излучения, и в цепи преобразователь— регистратор возникает ток, пропорциональный смещению. Направление тока в нагрузке определяется полярностью той пластины, которая больше освещена.

Для регистрации, например функции перемещений светозлектрические преобразователи соединяются "на сумму".

При этом для сигналов угловых колебательных движений кремниевые пластины светозлектрических преобразователей 20 оказываются включенными "на разность", т.е. на компенсацию сигналов.

Таким образом, виброграф позволяет в зависимости от способа включения. преобразователей выделять либо сигна- 25 лы линейных перемещений, либо сигналы угловых колебательных движений (поворотов) . Необходимое рабочее затухание маятников вибрографа, равное

D> 0,6, обеспечивается эакорачива- . gp нием обмоток катушек магнитоэлектрических демпферов. Плавная подстрой. ка периода осуществляется подстроеч" ными элементами 19, расположенными со стороны противовеса.

Формула изобретения

1. Сейсмометр больших перемещений и поворотов, содержащий корпус с установленными на шарикоподшипниковых опорах двумя маятниками, плоскости качания которых параллельны, а центры качаний расположены симметрично относительно оси вращения, причем каждый маятник имеет систему вывешивания и электромагнитный демпфер, два преобразователя, подвижные части которых расположены на маятниках, а неподвижные — на корпусе, причем преобразователи имеют воэможность последовательного соединения друг с другом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем снижения трения в опорах и повышения чувствительности в области низких частот, система вывешивания каждого маятника выполнена из одной

П-образной пружины, закрепленной частью внутренней поверхности к стойке, расположенной в центре основания корпуса, и двух противоположно направленных плоских пружин, соединенных внутренними концами с воэможностью вращения вокруг своей оси с соответствующими концами П-образной пружины посредством винтовых муфт, а внешними концами — с маятником, а преобразователь выполнен в виде свето электрического преобразователя перемещений.

2. Сейсмометр по и.1, о т л и ч аю шийся тем, что неподвижная часть преобразователя перемещений выполнена в виде дифференциальной пары кремниевых фотодиодов, имеющих форму пластин по крайней мере семи излучающих светодиодов, расположенных в ряд, а подвижная — в виде шторки, расположенной между светодиодами и кремние.выми фотодиодами.

1589246

14 б

Составитель А.Хромоин

Редактор И.Касарда Техред )1.олийнык Корректор С.йевкун

Заказ 2540 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101