Вертикальный сейсмометр

 

О fl И С A H И Е Гп1654921

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союе Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.04.76 (21) 2352216/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Ьюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51)

G 01 V 1/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83 (088.8) (72) Автор изобретения и (71) заявитель

В. Н. Стадниченко (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОМЕТР

Изобретение относится к области приборостроения, а точнее к сейсмометрам (виброметрам), применяемым для измерений смещения грунта в ближней зоне подземных взрывов, колебаний грунта и сооружений, вызванных сильными землетрясениями, колебаний крупных строительных и дорожных машин, транспортных средств и т. д.

Известен сейсмометр ВБП-З, содержащий маятник и магнитоэлектрический 10 преобразователь. Сейсмометр имеет период собственных колебаний Т.= 1,б с, что ограничивает возможности его применения для измерения колебаний больших периодов (1). 15

Известен также сейсмометр, который содержит корпус, сейсмомассу на магнитном подвесе несамотормозящуюся винтовую пару, один элемент которой соединен с сейсмомассой, а другой жестко связан с корпусом прибора. В качестве несамотормозящейся винтовой пары в устройстве используют шарико-винтовой механизм. Существенным недостатком этого сейсмометра является зависимость положения нуль-пункта от температуры, наклона корпуса, давления и других медленно изменяющихся параметров (2).

Цель изобретения — стабилизация нульпункта прибора. 30

Поставленная цель достигается тем, что элемент винтовой пары, соединенный с корпусом, установлен в опорах радиальноупорного типа и связан с корпусом упругими или магнитными силами, создающими при его поворотах восстанавливающий крутильный момент.

На чертеже схематично показан предлагаемый сейсмометр.

Винт 1, образующий с гайкой 2 несамотормозящуюся винтовую пару, установлен в корпусе в опорах на кернах 3 и 4 и связан с корпусом спиральной заводной пружиной 5, а гайка, выполненная из ферромагнитного материала, подвешена в поле соленоида б. Укрепленные на винте магниты 7 и 8 взаимодействуют с закрепленными на корпусе неподвижными магнитами 9 и

10 таким образом, что магнитные силы компенсируют силу тяжести подвижной системы, осуществляя так называемую магнитную разгрузку опор.

Сейсмометр работает следующим образом.

При вертикальных колебаниях основания гайка смещается по винту и поворачивается вокруг вертикальной оси. Винт согласно закону равенства действия и противодействия вращается в обратную сторону. Изменение

654921 момента количества движения подвижной системы равно моменту внешних сил

Кл, +К. . = — ч. где К1 — момент инерции гайки;

К вЂ” момент инерции винта и жестко связанных с ним масс; (p и cpg — соответственно углы поворота относительно корпуса гайки и винта;

rq>> — крутильный момент спиральной пружины.

Между осевым перемещением гайки Z u углом ее поворота относительно винта H имеется однозначная зависимость

Z 8= (р,— y), отсюда где h — шаг винта.

Подставляя это значение в предыдущее равенство, находим

" К,Z+(<, +К.)(.+ т) =0 где ® 1/ — собственная частота 1 + 2 крутильных колебаний системы в том случае, когда гайка жестко закреплена на винте.

При гармонических колебаниях основания прибора с частотой в обобщенные координаты Z и <р также изменяются по гармоническому закону с той же частотой. При этом

p3 ® p2r и предыдущее равенство можно представить в виде

При

5 При

О) 2 E)Z ((1 Và— (О % +.Л2

2 РЛ 2 К1

Таким образом, при частотах, превышаю цих частоту собственных крутильных колебаний системы, угол отклонения винта пропорционален смещению гайки, а при низких частотах — ускорению гайки и стремится к нулю при аО.

При в ))о повороты винта пропорциональны смещениям гайки и могут служить

20 их индикатором: при аО, т. е. при квазистатических воздействиях, винт занимает равновесное нулевое положение.

Формула изобретения

25 Вертикальный сейсмометр, состоящий из корпуса, сейсмомассы на магнитном подвесе, нес амотормозящейся винтовой пары, один элемент которой соединен с сейсмомассой, а другой с корпусом прибора, и

30 преобразователя угла поворота в электрический сигнал, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью стабилизации нуль-пункта прибора, элемент винтовой пары, соединенный с корпусом, установлен в опорах радиально35 упорного типа и связан с корпусом силами, создающими при его поворотах восстанавливающий крутильный момент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР. Сб. под ред.

Арановича 3. И., М., «Наука», 1974, с. 55—

57.

2. Заявка № 2168094, кл. G 01V 1/16, 45 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

654921

Редактор T. Рыбалова

Заказ 308/11 Изд. 7й 235 Тираж 705 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Э. Волконский

Техред А. Камышннкова

Корректоры: Л. Брахннна и 3. Тарасова