Длиннопериодный горизонтальный сейсмометр

 

О ff,.И.;:-:С:= А "Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2585107/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 V I/16

Государственный нвмнтет

СССР оо денни нэооретеннй н открытий (53) УДК 550.834 (088.8) Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.79 (72) Автор изобретения

Г. Л. Шнирман (71) Заявитель Ордена Ленина институт физики Земли имени О. 1О. Шмидта (54) ДЛИННОПЕРИОДНЫИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЛ СЕЛСМОМЕТР

Изобретение относится к геофизическим приборам и может быть использовано в сейсмометрии.

В длиннопериодных горизонтальных сейсмометрах широко применяются устройства для подвеса маятника на упругих шарнирах, в которых ось вращения маятника располагается почти отвесно, с небольшим наклоном в сторону центра тяжести маятника, причем чем меньше этот наклон, тем больше период собственных колебаний такого, почти горизонтально ориентированного, маятника (1).

Однако значительные размеры подобных маятниковых устройств не позволяют использовать их при построении скважинных длиннопериодных сейсмометров, так как диаметр скважин, доступных для организации в них сейсмических наблюдений, существенно ограничивают горизонтальные габариты сейсмометра.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является длиннопериодный горизонтальный сейсмометр, содержащий корпус, маятник шарниры и преобразователь, в котором система астазирования свободно висящего физического маятника осуществляется введением между маятником и корпусом прибора соответственно натянутой цилиндрической спиральной пружины нулевой начальной длины, причем

5 связь концов пружины с маятником и основанием прибора осуществляется через упругие шарниры, расположенные выше и ниже оси вращения маятника, на прямой, пересекающей центр тяжести маятника и ось вращения; когда маятник находится в положении равновесия; регулировка периода собственных колебаний такого маятника осуществляется в самых широких пределах вертикальным перемещением точки шарнирной связи верхнего конца пружины с основанием прибора, а вертикальное расположение самого маятника и пружины оказывается черезвычайно удобным для конструктивной компоновки длиннопериодных горизонтальных скважинных сейсмометров (2).

Недостатком указанного устройства яв2о ляется значительная сила натяжения пружины, требуемая для достижения достаточно большого периода собственных колебаний маятника. Пружина при этом получается от673948 носительно тяжелой, и ее собственные паразитные продольные и поперечные колебания в определенных случаях становятся заметными на записи сейсмических волн, снижая тем самым информативность сейсмических наблюдений.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона регистрируемых сейсмических волн, за счет осуществления дистанционного регулирования периода собственных колебаний маятника.

Цель достигается тем, что в предлагаемом сейсмометре натянутая астазирующая пружина связана с корпусом посредством шарнира, выполненного с возможностью перемещения его вдоль линии, совпадающей с продольной осью пружины, пересекающей ось вращения маятника.

На чертеже представлен скважинный горизонтальный сейсмометр, содержащий маятник 1, упругий шарнир 2, связывающий маятник с корпусом, астазирующую пружину 3, упругий шарнир 4, связывающий пружину с маятником, упругий шарнир 5, связывающий пружину с подвижной опорой 6.

Сейсмометр работает следующим образом.

Отвесно стоящий маятник 1 опирается на упругий шарнир 2, связанный с корпусом. Натянутая астазирующая пружина 3 соединяется упругим шарниром 4 с маятником и упругим шарниром 5 с подвижной опорой 6.

Когда астазирующая пружина 3 натянута достаточно сильно, восстанавливающий момент ее упругой силы вокруг оси вращения маятника превышает опрокидывающий момент силы тяжести, и маятник способен удерживать отвесное положение равновесия, а период его собственных колебаний определяется величиной преобладания восстанавливающего момента пружины над опрокидывающим моментом силы тяжести. При смещении подвижной опоры 6 вниз, натяжение пружины 3 ослабевает, восстанавливающий момент уменьшается и период собственных колебаний маятника возрастает. Когда восстанавливающий момент становится равным опрокидываемому, период собственных колебаний достигает бесконечности, маятник теряет устойчивость и и опрокидывается.

Малые вертикальные смещения подвижной опоры 6 в районе, лежащем у самой границы устойчивости маятника, но выше ее, осуществляемые дистанционно с помощью микрометрического моторного привода (на чертеже не обозначен), легко регулируют период собственных колебаний маятника в широком диапазоне значений.

Если элементы маятника и системы его подвеса расположены так, как это представлено на чертеже, т. е. если в положении равновесия маятника его центр тяжести, оси упругих шарниров 2, 4 и 5 пересекаются линией отвеса, совпадающей с продольной осью пружины 3, то все устройство оказывается вытянутым вертикально, что представляет значительные удобства при конструктивной компановке скважинного сейсмометра.

Истытания макета устройства показали, что по сравнению с прототипом частотный диапазон регистрируемых колебаний увелиМ чился на 30%, масса пружины была уменьшена в три раза, а ее собственные продольные и поперечные паразитные колебания на записи не просматривались.

Формула изобретения

Длиннопериодный горизонтальный сейсмометр, содержащий корпус, маятник, пружину, шарниры и преобразователь, отлизр чающий ся тем, что, с целью расширения частотного диапазона регистрируемых сейсмических волн за счет осуществления регулирования периода собственных колебаний маятника, натянутая астазирующая пружина связана с корпусом посредством шарнира, выполненного с возможностью перемещения его вдоль линии, совпадающей с продольной осью пружины, пересекающей,ось вращения маятника.

Источники информации, принятые во вни4 мание при экспертизе

1. Сб. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР. М., Наука, 1974, с. 43 — 44, 46 — 47, 48.

2. Шнирман Г. Л. Элементарная теория пружинного подвеса вертикального сейсмографа, Труды Сейсмологического института

АН СССР, М.— Л., 1938, с. 29 — 30.

673948

Составитель Т. Райкова

Редактор И. Шубина Техред О. Луговая Корректор Г. Назарова

Заказ 4066I41 Тираж 696 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4