Гравитационный вариометр

 

Использование: для измерения вторых производных гравитационного поля. Сущность: устройство содержит коромысло с двумя грузиками, подвешенное на упругой нити, оптическую систему, преобразующую поворот коромысла в перемещение светового блика, фотоэлектрическое устройство, преобразующее перемещение светового блика в электрический сигнал, и самопишущее устройство, записывающее изменение электрического сигнала на бумаге. В конструкцию устройства введен дополнительный объектив с фокусным расстоянием, отличающийся от первого в три раза, и второе самопишущее устройство. Устройство обеспечивает получение двух записей, которые обрабатывают по методу "точек пересечения", что позволяет получить результат по нескольким колебаниям и сократить время наблюдений. 2 ил.

Изобретение относится к области гравиометрических измерений вторых производных гравитационного поля.

Известны устройства, предназначенные для измерения вторых производных гравитационного поля, содержащие крутильные весы в виде горизонтального или наклонного коромысла, подвешенного на упругой нити, грузики одинаковой массы, установленные на концах стержня, оптическую систему, преобразующую поворот стержня на крутильной нити в перемещение светового блика, и регистрирующую систему с фотопленкой, на которой записывается перемещение блика [1] Измерения с помощью вариометра производятся в пяти азимутах. После окончания измерений в одном азимуте прибор поворачивается на угол 60 градусов. При этом коромысло раскачивается.

Недостатком описанного вариометра являются сложность и большие затраты времени на обработку фотопленки, а также ошибки, вносимые в результаты измерений неравномерной усадкой пленки в процессе высыхания.

Известна конструкция вариометра, выбранная в качестве прототипа, дополнительно содержащего в регистрирующей системе фотоэлектрическое устройство, преобразующее перемещение светового блика в электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде перемещения светового блика, и самопишущее устройство, записывающее изменение электрического сигнала на бумаге [2] Недостатком известной конструкции является продолжительное (до 40 мин) время успокоения колебаний коромысла, что приводит к низкой производительности измерений.

Указанные недостатки устраняются в заявленном устройстве, которое дополнительно содержит второе зеркало, расположенное на коромысле, и второе фотоэлектрическое устройство, выход которого соединен со вторым входом самопишущего устройства, а оптическая система содержит дополнительный объектив, фокусное расстояние которого в три раза отличается от фокусного расстояния первого и объектива, при этом второе зеркало, второй объектив и второе фотоэлектрическое устройство оптически последовательно связаны.

Это позволяет получить две записи колебаний коромысла с разными амплитудами и, пользуясь методом точек пересечений, уменьшить время на получение результатов наблюдений в 8.10 раз.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен пример конкретного выполнения предлагаемого вариометра, на фиг.2 показано наложение записей с разными амплитудами.

Устройство содержит (фиг. 1) коромысло 1 с грузиками 2, подвешенное на нити 3, оптическую систему, содержащую два объектива 4 и 5, имеющих различные фокусные расстояния, отличающиеся в три раза, два фотоэлектрических устройства 6 и 7, преобразующих перемещение светового блика, отраженного от зеркал 8 и 9, установленных на коромысле, в изменение электрического сигнала, и самопишущее устройство 10.

Устройство работает следующим образом.

Оптическая система направляет лучи света после отражения от зеркал 8 и 9 коромысла 1 на объективы 4 и 5. Пройдя объективы, лучи света попадают на фотоэлектрические устройства 6 и 7, которые преобразуют перемещения световых бликов в изменение электрического сигнала. Электрические сигналы подаются на самопишущее устройство 10. С помощью самопишущего устройства получают две записи, которые обрабатывают по методу точек пересечения, что позволяет получить результат по нескольким колебаниям, что сокращает время наблюдений.

Формула изобретения

Гравитационный вариометр, содержащий крутильные весы, выполненные в виде подвешенного на упругой нити коромысла, на концах которого расположены два груза одинаковой массы, оптически последовательно связанных объектива оптической системы, зеркала, расположенного на коромысле, и фотоэлектрического устройства, и самопишущее устройство, вход которого соединен с выходом фотоэлектрического устройства, отличающийся тем, что он дополнительно содержит второе зеркало, расположенное на коромысле, и второе фотоэлектрическое устройство, выход которого соединен с вторым входом самопишущего устройства, оптическая система содержит дополнительный объектив, фокусное расстояние которого в три раза отличается от фокусного расстояния первого объектива, при этом второе зеркало, второй объектив и второе фотоэлектрическое устройство оптически последовательно связаны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическому прибо ростроению и изучению изменения вторых производных потенциала силытяжести во времени.Изобретение позволяет повысить точность измерения устройства

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения градиентов гравитационного поля, как гравитационные вариометры и градиентометры

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при разработке и создании средств измерения градиентов гравитационного поля

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, в частности к устройствам для измерения высших производных потенциала силы тяжести

Изобретение относится к способам оперативного прогноза землетрясений и может быть использовано в системах наблюдений и обработки данных геофизических измерений

Изобретение относится к области гравитационной градиентометрии и может быть использовано для геофизических исследований, в частности для оперативного прогноза землетрясений

Изобретение относится к устройствам для геофизических измерений и может быть использовано для оперативного прогноза землетрясений

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оперативного определения места очага зарождающегося землетрясения. Сущность: устанавливают пары гравитационных вариометров, развернутых в азимуте друг относительно друга на угол, некратный 90˚. Причем пары вариометров устанавливают как минимум на трех сейсмических станциях, с которых определяют направления на очаг землетрясения и места пересечения этих направлений. Фиксируют момент времени изменения уровня крутящего момента в каждом вариометре. При изменении уровня крутящего момента в каждом вариометре измеряют углы колебаний крутильной системы относительно горизонтальных осей. Вычисляют значения арктангенса их отношения и результирующей амплитуды угла. По усредненному значению арктангенса определяют направление на очаг зарождающегося землетрясения. Устройство для реализации данного способа содержит в каждом гравитационном вариометре крутильную систему с гантельным коромыслом, датчиками (4) углов ее колебаний относительно трех осей и датчиками (5) момента системы измерения крутящего момента относительно вертикальной оси. Кроме того, в состав каждой пары гравитационных вариометров введено вычислительное устройство (7). Выходы вычислительного устройства (7) соединены с выходами датчиков (4) углов и входами датчиков (5) момента гравитационных вариометров. Технический результат: повышение точности оперативного предупреждения о месте очага зарождающегося землетрясения. 2 н.п.ф-лы, 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, а именно к гравитационным градиентометрам. Градиентометр состоит из квадруполя и гироблока, размещенных на платформе, стабилизированной в горизонтальной плоскости и вращающейся вокруг азимутального направления. Вращение платформы градиентометра используется для автокомпенсации погрешностей гироазимута. Градиентометр содержит вычислитель с блоком обработки сигнала квадруполя и контуром гировертикали. Второй контур вычислителя позволяет точно определять горизонтальные составляющие скорости вращения Земли, а блок азимута обеспечивает вычисление азимута. В вычислитель также, помимо блока обработки сигналов квадруполя, введены: ячейка индикации перехода сигнала через ноль, блок дифференцирования и индикации знака производной, ячейка «И» с двумя входами и выключатель. Технический результат изобретения заключается в повышении точности и эксплуатационных характеристик гравитационного градиентометра. 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способам определения гравитационной постоянной вакуумированными крутильными весами. Сущность: притягивающие тела устанавливают на заданных позициях. Задают начальную амплитуду колебаний крутильных весов. Измеряют на всех позициях периоды, амплитуды колебаний весов, а также массы, размеры, положение всех взаимодействующих тел. Рассчитывают моменты притяжения рабочего тела весов притягивающими телами и момент его инерции вокруг вертикальной оси. Определяют гравитационную постоянную по системе двух дифференциальных уравнений движения. При этом выбирают оптимальную амплитуду колебаний и удерживают ее в течение длительного времени, для чего подбирают время задержки перемещения притягивающих тел на следующую позицию с помощью электропривода и узлов перемещения и фиксации. В процессе проведения эксперимента в паузах между измерениями проводят расчеты периодов и амплитуд колебаний, по которым определяют гравитационную постоянную. После этого при необходимости корректируют время задержки, которое обеспечит более точное сохранение амплитуды колебаний. Технический результат: уменьшение погрешности измерений гравитационной постоянной за счет ослабления влияния микросейсм и других дестабилизирующих факторов. 1 ил.

Изобретение относится к способам определения гравитационной постоянной вакуумированными крутильными весами. Сущность: притягивающие тела устанавливают на заданных позициях. Задают начальную амплитуду колебаний крутильных весов. Измеряют на всех позициях периоды, амплитуды колебаний весов, а также массы, размеры, положение всех взаимодействующих тел. Рассчитывают моменты притяжения рабочего тела весов притягивающими телами и момент его инерции вокруг вертикальной оси. Определяют гравитационную постоянную по системе двух дифференциальных уравнений движения. При этом заменяют шаровые грузы на цилиндрические с осевым отверстием, близким к диаметру коромысла. Диаметр грузов выбирают таким, при котором при малом угле отклонения моменты притяжения грузов при шаровой и цилиндрической форме в ближней к весам первой позиции притягивающих тел совпадают. Проверяют полученное равенство при других углах отклонения и позициях притягивающих тел. Собирают весы с цилиндрическим грузами, используя осевые отверстия для крепления коромысла с грузами по скользящей посадке. Расчеты гравитационной постоянной проводят по системе дифференциальных уравнений, в которых моменты притяжения имеют простые аналитические выражения для шаровой формы взаимодействующих тел. Уменьшают погрешность расчётов введением в программу двух массивов корректирующих множителей по углам отклонения весов и позициям притягивающих тел. Технический результат: определение гравитационной постоянной при цилиндрической форме грузов коромысла. 2 табл., 1 ил.
Наверх