Сейсмометр

 

<>48GG33

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.03.72 (21) 1754741/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.08,75. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 12.12.75 (51) М. Кл. б 01 v 1/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834.08 (088.8) (72) Автор изобретения

li. Г. Успенский (71) Заявитель Ордена Ленина институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта (54) СЕЙСМОМЕТР

Изобретение относится к приборам, предназначе н ным для геофизических исследова,ний.

Известен сейсмометр, содержащий кварцевый астазираванный,маятник " емкостным 5 датчиюм:пе ремещен|ия .и магнитами, широкололосный усилитель высокой частоты, амплитудный детектор и выходной у. илптель мощности, Вепвь обратной связи включает,в себя кольца Гельмгольца. Совместно с астатиче- 1О ской м агннтной системой, жестко авязаннои с маятником, кольца представляют собой орган силовой компен!сации у скорений силы тяжести, возникающих при движении земной поверхности.

Недостатком известното сейомометра я вляется чувств1ителыность его к неоднородным магнитным полям. Постоянное магнитное поле вызывает сдвиг нуля, а дей ствие медленнонзменяющегося .поля привод ит к появлению на сейсмограмме магнитных помех. Для защиты от этих поме требуешься гмагнитный экран, что усложняет сейсмометр.

Цель изобретения — созд ание иварцевого сейсмометр а с автоматической ко м пен са цией действующих уакорении силы тяжести, в кото ром,в качестве органа силовой компен,=ации использо1ван индуктивный п реобразователь, причем .величина компенсирующего момента линейно зависит от выходного аналого.вого сигнала-напряжения. Это значительно ускоряет процесс измерения.

Для достижения указанной цели,в сейсмометр введены линейный частотный модулятор и линейный преобразователь напряжения IB переменное напряжение высокой часто ты, oêëþ÷åêíûå в ветвь обратной связи, причем цепь управления преобразователя подклю чена к |выходу частотного модулятора.

На чертеже показана блок-схема предложенного сейсмометра.

Сейсмстметр содержит кварцевый астазиро,ванный маятник 1 с главной 2 и диапазонной

8 пружинами, подвешенный на нитях 4. Инерт-! ной массой является, кварцевый ротор 5 емкоспного датчика, представляющего собой дифференци алыный конденсатор с перемен ной диэлектрической проницаемостью, Датчик,включает,в себя неподвижные пластины б, 7, 8 с токапроводящим покрытием, oí электрически связан с электронным преобразователем 9 пе,ремещения ротстра. Ветвь обратной связи снабжена зпропорционально-интепро-дифференцирующим четырехполюсником 10, выполненным на пример, на оспоее Яс-фильтра с опе рацион:ным усилителем.,Параметры четырехполюсника определяют чувспэителыность н частотную характеристику сейс мометра.

Четырехполюсник 10 связан с блоком 11 образования модуля и ннди кации полярности

480033.входного сигнала, имеющим два выхода 12, 18. К,выходу 12 подключена цепь управления переключателя 14. К выходу 13 .подключены линейный преобразователь 15 выходного сигнала блока (1 в переменное напряжение вы"окой частоты, например ключевой модулятор,,и линейный. частотный модулятор 1б, управляющий работой,перьвого модулятора. Выход преобразователя 15 через переключатель

14 и,регулируемые делители напряжения 17, 18 подключен к одной;из обмоток индуктивного силового гчреобразователя, содержащего неподвижные кольцевые магнитопроводы 19, 20, имеющие зазоры. Немагнитный токопроэодящий экран 21, жестко связанный с маятником 1, может свободно перемеща ться .внутри зазо ров мапн итоправадов, выполненных, на;пример, .из феррита или гмагнитодиэлектрика.

При установке сей смометра в месте регистрации маятник 1 выводится с помощью KB

20 пазонной .пружины 8 .в Io!pHBGIHTàëüíoå положение, при котором емкостный мост датчика перемещения сбалансирован:и напряжение на выходе преобразователя 9 равно нулю. Воз2Д никающее прои движении земной по верхности изменение ускорения силы тяжести отклоняет ротор 5 датчика в ту или иную:сторону от среднего положения, что вызывает появление на выходе преобразователя 9 напряжения того,или иного знака синхронно " движением

HHeðòíîé массы.

В .связи с тем, что сила взаимодействия в преобразователе направлена односто ронне, в сейсмометре использаваны два магнитопровода 19, 20 и переключатель 14.

Выходное напряжение преобразователя .перемещения 9, являясь, выходным напряже нием сейсмометра, .поступает на устройство регистрации, а также на пропарционалыно-интегро- 4О дифференцирующий четырехполюоник 10. Выходной знакопеременный сигнал четырехполюсника подводится к блаку 11 образования модуля,и:индикации;поляp!Hc!om. На выходе

12 этого блока поя вляетоя импульсный сиг- 45 нал в момент перехода выходного сигнала четырехполюсника 10 через нуль. Этот импульс управляет переключателем 14. С выхода 18 снимается постоянный по знаку сигнал в виде напряжения, пропорциональный по аб- у солютной величине выходному сигналу четырехполюсника 10. К выходу И подключены входы преобразователя 15,и частотного модулятора 1б. Выход последнего связан с цепью ул равле ния преобразователя 15, т. е. частотный tMодулятор задает частоту преобразования н изкочастотного знакопостоянного сигнала блока 11 в,переменное напряжение высокой частоты, которое с выхода преобразователя

15 через переключатель 14,подается,на одну из обмоток магнитоправодов 19, 20. Регулируемые делителями напряжения (7,,18 необходимы для уста1новки равенства компенсирующего момента при отклонении инертной массы сей смометра,в ту или иную сто рону от положения р BIB í cIBie:cJI я.

Наличие:внешнего магнитного поля не вы. зывает наведения э.д.с. в обмотках магнитопроводов и поэтому сейом ометр нечувствителен к помехам со стороны постоянных и низкочастотных магнитных полей.

При использoIBании маятника с инертной массой в пределах 0,12 и компенсации у.скорений до единиц миллигал напря жение питан ия обмоток индуктчпв ного силового,преобразователя не превы шает 0,01 в, что обуславливает малые тепловые:потери. П ри,д ина мическом диапазоне 60 дб,и цене отсчетной единицы 3 мкгл (сейсмометр имеет скоростную характеристику с увеличением 300.000 — 1000 в диапазоне периодов 0,1 — 30 сек) максимальная величина усилия, раз вяваемого индуктивным,преобразователем, coста вляет IC — г.

Предмет изобретения

Сейсмометр, содержащий астазирова нный маятник, емко стный преобразователь перемещения HHepT!HOH массы, ветвь обратной связи с блоком формирования амплитуд но-частотной характеристики сейомометра, |блоком образования модуля и и ндикации полярности, переключателем и,регулируемыми делителями напряжения, соединенными с обмотками неподгыжных кольцевых магнитопро водов, в зазоры которых входит немагнитный токопроводящий экран, жестко связанный с маятником, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности компенсирующего,момента от IBeличины переменного на.пряжения, подаваемого,на обмотку силового преобразователя, в сейсмометр введены линейный частотный модулятор и линейный преобразователь нап ряжения в переменное напряжевие высокой частоты, включенные в ветвь обратной связи, причем цепь управления преобразователя подключена к,выходу частотного модулятора.

480033 был И

Составитель Е. Вишняков

Техред Т. Курил ко

Редактор Т. Орловская

Корректор В. Гутман

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»

Заказ 1095/1596 Изд, № 926 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5