BRPI0609472B1

BRPI0609472B1 - Gradiômetro de gravidade

Info

Publication number: BRPI0609472B1
Application number: BRPI0609472-4A
Authority: BR
Inventors: Joachim Vankann Frank; Winterflood John
Original assignee: Technological Resources Pty Limited
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2018-05-22
Also published as: WO2007038818A1; CA2598467A1; AU2006299729B2; CN101322046B; BRPI0609474A2; WO2007038824A1; US7938003B2; US7942054B2; CA2598628C; CA2598626C; EP1932027A4; AP2007004130A0; US20080282796A1; EP1932026A1; BRPI0609471B1; WO2007038821A1; CN101156086A; EG25958A; EP1932027B1; ZA200707515B

Abstract

gradiômetro de gravidade. expõe-se um gradiômetro de gravidade que é dotado de um sensor na forma de barras (41 e 42) que são suportadas em um acessório (5) o qual é dotado de uma primeira seção de suporte (10) e uma segunda seção de suporte (20). uma primeira nervura de flexão (33) acopla de forma articulada a primeira e segunda seção de suporte em torno de um primeiro eixo. o segundo suporte tem primeira parte (25), uma segunda parte (26) e uma terceira parte (27) as partes (25 e 26) são conectadas por segunda nervura de flexão (37) e as partes (26 e 27) são conectadas por terceira nervura de flexão (35) . as barras (41 e 42) ficam localizadas em alojamentos (45 e 47) e formam uma estrutura monolítica com os alojamentos (45 e 47) respectivamente. os alojamentos (45 e 47) são conectados aos lados opostos da segunda seção de suporte (20) . as barras (41 e 42) são conectadas aos seus alojamentos respectivos por nervuras de flexão (59).

Description

(54) Título: GRADIÔMETRO DE GRAVIDADE (51) Int.CI.: G01V 7/16 (30) Prioridade Unionista: 06/10/2005 AU 2005905524, 13/01/2006 AU 2006900193, 29/11/2005 AU 2005906669 (73) Titular(es): TECHNOLOGICAL RESOURCES PTY LIMITED (72) Inventor(es): FRANK JOACHIM VANKANN; JOHN WINTERFLOOD

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GRADIÔMETRO DE GRAVIDADE Campo da Invenção [0001] Refere-se a presente invenção a um gradiômetro de gravidade e, em particular, porém não exclusivamente, a um gradiômetro de gravidade para uso aéreo. A invenção tem aplicação particular para medição de componentes diagonais e não-diagonais do tensor de gradiente gravitacional.

Antecedentes da Invenção [0002] Os gravímetros são amplamente usados em exploração geológica para medirem as primeiras derivadas do campo gravitacional da terra. Embora alguns avanços fossem realizados no desenvolvimento de gravímetros que podem medir as primeiras derivadas do campo gravitacional da terra por causa da dificuldade em diferençar variações espaciais do campo em relação a flutuações temporais de acelerações de um veículo em movimento, estas medições podem ser feitas usualmente com precisão suficiente para exploração apenas com instrumentos estacionários de base terrestre.

[0003] Os gradiômetros de gravidade (diferentes dos gravímetros) são usados para medir a segunda derivada do campo gravitacional e utilizam um sensor que é necessário para medir as diferenças entre forças gravitacionais até uma parte de 10 da gravidade normal.

[0004] Tipicamente, tais dispositivos têm sido usados para procurar localizar depósitos

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2/37 tais como depósitos de minério, incluindo minério de ferro e estruturas geológicas carreadoras de hidrocarbonetos .

[0005] A publicação internacional WO 90/07131 obtida parcialmente pela presente companhia associada aos requerentes, expõe um gradiômetro de gravidade. O gradiômetro inclui uma disposição de suporte por cardan compreendida de três anéis concêntricos em que é montado um equipamento sensor de precisão. O equipamento sensor de precisão geralmente compreende duas barras espaçadas, respectivamente, localizadas em alojamentos blindados e cada uma montada em um mancal de nervura. O instrumento exposto nesse pedido é relativamente complicado pelo fato de que o mesmo inclui um grande número de partes e é relativamente pesado, o que constitui uma desvantagem particularmente em aplicações aéreas.

Sumário da Invenção [0006] A invenção proporciona um gradiômetro de gravidade para medir componentes do tensor de gradiente gravitacional, que compreende:

um sensor para medir os componentes do tensor de gradiente de gravidade;

um acessório para proporcionar rotação em torno de três eixos substancialmente ortogonais, e para suportar o sensor, sendo que o acessório compreende:

(b) uma primeira seção de suporte;

(c) uma segunda seção de suporte;

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3/37 (d) uma primeira nervura de flexão para acoplar articuladamente a primeira e segunda seções de suporte para movimento de articulação em torno de um primeiro eixo;

(e) sendo a segunda seção de suporte dotada de uma primeira parte, uma segunda parte e uma terceira parte, a primeira parte conectando-se à segunda parte por meio de uma segunda nervura de flexão para acoplamento de articulação da primeira parte à segunda parte para movimento de articulação em torno de um segundo eixo ortogonal ao primeiro eixo; e (f) sendo a terceira parte acoplada à segunda parte por meio de uma terceira nervura de flexão para acoplamento de articulação da terceira parte à segunda parte para movimento de articulação em torno de um terceiro eixo ortogonal ao primeiro e segundo eixos.

[0007] Uma vez que o suporte utiliza nervuras de flexão para permitir movimento em torno de três eixos, o número de componentes necessários para constituírem o acessório pode ser reduzido de forma significativa e, naturalmente, minimizado para dois, reduzindo desta forma a complexidade do gradiômetro e, também, o peso do gradiômetro.

[0008] Na concretização preferida o sensor compreende uma primeira massa e uma segunda massa.

[0009] Preferentemente a primeira nervura de flexão divide o primeiro suporte em uma parPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 9/50

4/37 te de suporte principal e uma parte de suporte secundária, sendo o sensor conectado a uma da parte de suporte principal e parte de suporte secundária, de maneira que a parte de suporte principal pode articular-se em relação à parte de suporte secundária em torno da primeira nervura de flexão para desse modo acoplar articuladamente a primeira e segunda seções de suporte para movimento de articulação em torno do primeiro eixo.

[00010] Preferentemente o segundo suporte é conectado à outra da parte de suporte principal e parte de suporte secundária.

[00011] Preferentemente o sensor é conectado à parte de suporte principal e o segundo suporte é conectado à parte de suporte secundária.

[00012] De acordo com uma concretização da invenção, a primeira massa compreende uma primeira barra e a segunda massa compreende uma segunda barra.

[00013] Na concretização preferida da invenção a primeira barra é acoplada à primeira seção de suporte e a segunda barra é acoplada à primeira seção de suporte.

[00014] Preferentemente a primeira barra e a segunda barra ficam dispostas transversalmente uma em relação uma à outra. Com maior preferência a primeira barra e a segunda barra ficam dispostas ortogonais em relação uma à outra.

[00015] Preferentemente a primeira

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5/37 barra fica localizada em um primeiro alojamento, o qual é fixado à primeira seção de suporte, sendo a primeira barra conectada à primeira parte de alojamento por meio de uma quarta nervura de flexão para se movimentar em relação ao primeiro alojamento como resposta ao campo gravitacional.

[00016] Preferentemente a segunda barra fica localizada em um segundo alojamento que é fixado à primeira seção de suporte e conectada ao segundo alojamento por meio de uma quinta nervura de flexão de maneira que a segunda barra pode movimentar-se em relação ao segundo alojamento em resposta ao campo gravitacional.

[00017] Preferentemente o primeiro e segundo alojamentos são acoplados à parte principal do primeiro suporte, e o segundo suporte fica acoplado à parte secundária do primeiro suporte.

[00018] Preferentemente a quarta e quinta nervura de flexão têm um eixo de rotação comum.

[00019] Preferentemente a primeira e segunda barras são dotadas de transdutores associados para emitirem como saída um sinal indicador de movimento das barras em resposta ao gradiente gravitacional.

[00020] Preferentemente o primeiro alojamento e a primeira barra estão na forma de uma estrutura monolítica e o segundo alojamento e a segunda barra estão na forma de uma estrutura monolítica.

[00021] Preferentemente a segunda sePetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 11/50

6/37 ção de suporte está na forma de uma estrutura monolítica .

[00022] Preferentemente a segunda nervura de flexão é formada pela execução de um primeiro recorte na segunda seção de suporte para separar a primeira e segunda partes, com o recorte estendendo-se através da segunda seção de suporte, exceto para as partes que definem a segunda nervura de flexão.

[00023] Preferentemente a terceira nervura de flexão é formada por um segundo recorte na segunda seção de suporte que separa a segunda e terceira partes, com o segundo recorte estendendo-se por toda a extensão através da segunda seção de suporte, exceto para as partes que definem a terceira nervura de flexão.

[00024] Preferentemente a segunda seção de suporte é cilíndrica e o primeiro recorte é formado em uma parede cilíndrica da seção, para formar a primeira nervura de flexão que é dotada de duas partes de nervuras diagonalmente opostas uma à outra, e a segunda nervura de flexão é formada pelo segundo recorte na parede e é formada por duas partes de nervura diagonalmente opostas uma à outra.

[00025] Preferentemente a primeira parte tem orelhas de montagem para montagem do suporte dentro de um Dewar para operação criogênica do gradiômetro.

Descrição Breve dos Desenhos

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7/37 [00026] Serão descritas em seguida concretizações preferidas da invenção, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A Figura 1 representa uma vista esquemática de um gradiômetro de uma concretização da invenção.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um primeiro suporte que forma parte de uma instalação do gradiômetro da concretização preferida.

A Figura 3 é uma vista de um segundo suporte do acessório.

A Figura 4 é uma vista olhada por baixo do suporte da Figura 3.

A Figura 5 é uma vista seccional ao longo da linha IV-IV da Figura 3.

A Figura 6 é uma vista seccional ao longo da linha V-V da Figura 3.

A Figura 7 representa uma vista da estrutura montada.

A Figura 8	é	uma vista	que	mostra	o sensor
montado na estrutura	de	cardan.
A Figura 9	é	uma vista	plana	de uma	barra da

concretização preferida.

A Figura 10 é um diagrama que mostra o controle de acionador.

A Figura 11 é um diagrama de blocos que mostra a operação do sistema de suporte rotativo.

A Figura 12 é uma vista de um gradiômetro da concretização preferida.

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A Figura 13 é uma vista de um primeiro suporte de uma segunda concretização.

A Figura 14 é uma vista de parte da montagem da Figura 13 para ilustrar a localização e extensão da nervura de flexão do primeiro suporte.

A Figura 15 é uma vista da montagem da Figura 13 olhada por baixo.

A Figura 16 é uma vista da montagem da Figura 13 incluindo um segundo suporte da segunda concretização.

	A Figura	17	é uma	vista	seccional	através	do
conjunto	ilustrado	na	Figura	16.
	A Figura	18	é uma	vista	olhada por baixo	da
secção ilustrada na	. Figura 17.
	A Figura	19	é uma	vista	olhada por baixo	do
segundo	suporte da	segunda concretização.
	A Figura	20	é uma	vista	do segundo	suporte	da

Figura 19 visto por cima.

A Figura 21 é uma vista explodida do segundo suporte da segunda concretização.

A Figura 22 é uma vista do acessório e dos sensores montados de acordo com a segunda concretização.

A Figura 23 é uma vista em perspectiva do gradiômetro com parte do recipiente de vácuo externo removido.

A Figura 24 é uma vista plana de um alojamento para suportar uma barra de acordo com uma outra conPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 14/50

9/37 cretização da invenção.

A Figura 25 representa uma vista mais detalhada de parte do alojamento da Figura 24.

A Figura 26 representa uma vista de um transdutor usado na concretização preferida.

A Figura 27 representa uma vista semelhante à Figura 25, mas mostrando o transdutor da Figura 26 na posição.

A Figura 28 é um diagrama usado para ajudar na explanação dos circuitos das Figuras 29 e 30.

A Figura 29 é um diagrama de circuito referente à concretização preferida da invenção, mostrando com particularidade o uso de um dos sensores como um acelerômetro angular.

A Figura 30 mostra um circuito de sintonização de freqüência.

A Figura 31 representa uma vista seccional através de um acionador de acordo com uma concretização da invenção.

A Figura 32 é uma vista de parte do acionador da Figura 31.

A Figura 33 é um diagrama que ilustra o balanceamento dos sensores do gradiômetro da concretização preferida; e

A Figura 34 é um diagrama de circuito de um sensor de calibragem usado quando do balanceamento do gradiômetro.

Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas

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10/37 [00027] A Figura 1 representa uma vista esquemática de um gradiômetro de gravidade de acordo com a concretização preferida da invenção.

[00028] O gradiômetro ilustrado na Figura 1 compreende um Dewar de parede dupla 1 que é suportado em uma plataforma externa 2. A plataforma externa 2 permite a ajustagem do Dewar e portanto do conteúdo do Dewar em torno de três eixos ortogonais. A plataforma externa 2 é geralmente conhecida e sua ajustagem por meio de motores adequados ou semelhantes também é conhecida. Desta forma, não será necessária uma descrição detalhada.

[00029] Um recipiente de vácuo 3 é previsto no Dewar e o Dewar é suprido com gás líquido, tal como hélio líquido He, de forma que o gradiômetro pode operar sob temperatura criogênica. O Dewar 1 é fechado por uma placa extrema 4 que inclui conectores 5a para conectarem condutores elétricos (não ilustrados) a componentes externos (não representados).

[00030] O recipiente 3 é fechado por uma placa extrema 9 que inclui conectores 5b para conectar condutores elétricos (não ilustrados) aos conectores 5a. O gradiômetro é dotado de um invólucro principal 61 formado a partir de um anel de doze lados 62 e domos hemisféricos 63 (vide Figura 12). Um suporte interno 5 está conectado ao anel 62. O anel 62 carrega um suporte 65 ao qual está acoplada uma alimentação através do flange 9. Um batoque de gargalo 11 formado

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11/37 de defletores 11a intercalados com espuma 11b está previsto acima do recipiente 3. Os defletores 11a são suportados em uma haste oca 93 que se estende até ao recipiente 3 e que também é usada para evacuar o recipiente 3.

[00031] Com referência à Figura 2, ilustra-se na mesma um primeiro suporte 10 de um acessório rotativo 5 (Figura 7) do gradiômetro, o qual compreende uma base 12 e uma parede periférica aprumada

14. A parede periférica 14 é dotada de uma pluralidade de recortes 16. A base 12 suporta um meão 18.

[00032] As Figuras 3 e 4 mostram um segundo suporte 20 que compreende uma parede periférica 22 e uma parede de topo 24. A parede periférica 22 é dotada de quatro orelhas 13 para conectarem o suporte ao invólucro 61. A parede de topo 24 e a parede periférica 22 definem uma abertura 28. A parede periférica 22 é dotada de uma primeira parte 25, uma segunda parte 26 e uma terceira parte 27. O segundo suporte 20 é uma estrutura integral monolítica e a primeira parte 25 é formada pela realização de um recorte circunferencial 19 através da parede periférica, exceto para a formação de nervuras de flexão, tais como serão descritas mais adiante. A terceira parte 27 é formada pela preparação de um segundo recorte circunferencial 29 através da parede periférica 22, exceto para as nervuras de flexão que também serão descritas mais adiante. O segundo suporte 20 é montado no primeiro suporte 10 pela localiPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 17/50

12/37 zação do meão 18 dentro da abertura 28 e das orelhas 13 através dos respectivos recortes 16, conforme ilustrados na Figura 7.

[00033] O primeiro suporte 10 'w unido ao segundo suporte 20. A primeira nervura de flexão 31 é formada no primeiro suporte 10 de maneira que uma parte de suporte principal do suporte 10 pode articular-se em torno de uma nervura 31 em relação a uma parte de suporte secundária do suporte 10. Isto será descrito de forma mais detalhada com referência à segunda concretização ilustrada nas Figuras 13 a 21.

[00034] As orelhas 13 conectam-se ao acessório 5 no invólucro 3 que, por sua vez, localizase no Dewar 1 para operação criogênica do gradiômetro.

[00035] O Dewar é, por sua vez, montado em uma primeira plataforma externa para controle de rotação de curso do gradiômetro em torno de três eixos x, y, z ortogonais. O acessório 5 suporta o sensor 40 (o qual será descrito adiante com maiores detalhes e que está preferentemente na forma de um quadrupolo de massa) para ajustagem de rotação muito mais precisa em torno dos eixos x, y e z para estabilizar o gradiômetro durante a tomada das medições particularmente quando o gradiômetro é aerotransportado.

[00036] A primeira nervura de flexão 31 permite que o primeiro suporte 10 se movimente em relação ao segundo suporte 20 em torno de um eixo x que está ilustrado na Figura 7.

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13/37 [00037] As Figuras 5 e 6 são vistas ao longo das linhas IV e V, respectivamente, que por sua vez são ao longo dos cortes 19 e 29 ilustrados na Figura 3. A parede periférica 22 pode ser cortada por meio de qualquer instrumento adequado tal como um alicate de corte ou assemelhado. A Figura 5 mostra a superfície a superfície de fundo 19a formada pelo corte

27. Como é evidente a partir das Figuras 3 e 5, o corte 27 tem dois picos 34 em forma de v invertido. O ápice dos picos 34 não é cortado e portando forma uma segunda nervura de flexão 33 que une a primeira parte 25 à segunda parte 26. Desta forma, a segunda parte 26 é capaz de girar articuladamente em relação à primeira parte 25 em torno do eixo x na Figura 7. O segundo corte 29 está ilustrado na Figura 6 e novamente é visível a superfície de fundo 29a formada pelo corte 29. Novamente o segundo corte 29 forma dois picos 35 em forma de v e os ápices dos picos 35 não são cortados e portanto formam uma terceira nervura flexível 37 que conecta a segunda parte 26 à terceira parte 27. Desta forma, a terceira parte 27 é capaz de girar articulada em torno do eixo y ilustrado na Figura 7.

[00038] A Figura 8 mostra o sensor 40 montado no acessório. O sensor 40 é um sensor Orthogonal Quadrupole Responder - OQR, formado de uma primeira massa e de uma segunda massa, na forma de uma primeira barra 41 e de uma segunda barra 42 (não ilustrada na Figura 8) ortogonal à barra 41 e que tem a mesma forma

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14/37 que a barra 41.

[00039]	A barra	41	é formada	em	um
primeiro alojamento	45 e a barra 42	é	formada em	um	se-
gundo alojamento 47.	A barra 41 e	o	alojamento	45	é o
mesmo que a barra 42	e o alojamento	47	com a exceção	de
que um gira 90° em	relação ao outro	de forma	que	as

barras são ortogonais. Neste caso, somente será descrito o alojamento 45.

[00040] O alojamento 45 é dotado de uma parede extrema 51 e uma parede lateral periférica 52a. A parede extrema 51 é conectada ao aro 75 (Figuras 2 e 7) da parede 14 do primeiro suporte 10 por parafusos ou assemelhados (não ilustrados). A barra 41 é formada por um recorte 57 na parede 51 exceto para uma quarta nervura de flexão 59 que une a barra 41 à parede 51. A nervura de flexão está ilustrada ampliada na vista de topo da barra 41 na Figura 9. Desta forma, a barra 41 é capaz de articular em relação ao alojamento 45 em resposta a mudanças no campo gravitacional. A barra 42 é montada da mesma maneira que mencionada anteriormente e também pode articular-se em relação ao seu alojamento 47 em resposta a mudanças no campo gravitacional em torno de uma quinta nervura de flexão 59. O alojamento 47 é conectado à base 12 (Figura 2) do primeiro suporte 10.

[00041] A barra 41 e o alojamento 45 em conjunto com a nervura de flexão 59 constituem uma estrutura monolítica integral.

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15/37 [00042] Transdutores 71 (não ilustrados nas Figuras 2 a 6) são proporcionados para medirem o movimento das barras e para produzirem sinais de saída indicadores da quantidade de movimento e, portanto, da medição das diferenças no campo gravitacional detectado pelas barras.

[00043] A Figura 10 é um diagrama de blocos esquemático que mostra o controle de acionador para estabilizar o gradiômetro pela rotação do acessório 5 em torno de três eixos ortogonais (x, y, z). Um controlador 50, que pode ser um computador, microprocessador ou assemelhado emite sinais para acionadores 52, 53, 54 e 55. O acionador 52 poderá fazer girar o acessório em torno do eixo x, o acionador 54 poderá fazer girar o acessório 5 em torno do eixo y e o acionador 54 poderá fazer girar o acessório 5 em torno do eixo z. Entretanto, na concretização preferida, dois dos quatro acionadores 52, 53, 54 e 55 são usados para fazer girar o acessório em torno de cada eixo de maneira que a rotação em torno de cada eixo é causada por uma combinação de dois movimentos lineares proporcionados a partir de dois acionadores. O movimento linear proporcionado por cada acionador será descrito com referência às Figuras 31 e 32. A posição do acessório 5 é monitorada de maneira que realimentação apropriada pode ser proporcionada para o controlador 50 e os sinais de controle apropriados proporcionados para os acionadores para fazer girar o suporte 10 como é requerido para esPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 21/50

16/37 tabilizar o suporte durante movimento através do ar seja dentro ou rebocado por um avião.

[00044] A concretização preferida também inclui acelerômetros angulares os quais são semelhantes na forma às barras 41 e 42, mas a forma é ajustada para movimento quadrupolo zero. Os acelerômetros lineares são dispositivos de pêndulo simples com um único micro pivô que funciona como uma articulação flexional.

[00045] A Figura 11 é uma vista de um controle de alimentação usado na concretização preferida.

[00046] A Figura 12 representa uma vista em corte do gradiômetro pronto para montagem no Dewar 1 para operação criogênica e que, por sua vez, destina-se a ser montado na plataforma externa. Muito embora as Figuras 2 a 8 mostrem o gradiômetro com as barras 41 e 42 dispostas no topo e no fundo, o instrumento é efetivamente ligado no seu lado (90°) de forma que as barras 41 e 42 estão nas extremidades tal como se encontram ilustradas na Figura 12.

[00047] A Figura 12 mostra o acessório 5 disposto dentro do invólucro 61 e formado pelo anel 62 e as extremidades hemisféricas transparentes 63. O anel 62 é dotado de conectores 69 para conectar a fiação interna proveniente dos transdutores 71 (vide Figura 8) e componentes eletrônicos SQuID (Dispositivo de Interferência Quantum Supercondutor) localizados no

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17/37 invólucro 61 aos conectores 5b (Figura 1).

[00048] Os transdutores 71 medem o ângulo de deslocamento das barras 41 e 42 e o circuito de controle (não representado) é configurado para medir a diferença entre eles.

[00049] A correção de erro pode ser realizada numericamente com base em sinais digitalizados provenientes dos acelerômetros e um sensor de temperatura.

[00050] Os transdutores 71 são transdutores baseados em SQuID e a correção de erro é possibilitada pela grande faixa dinâmica e linearidade dos transdutores baseados em SQuID.

[00051] As Figuras 13 a 21 mostram uma segunda concretização em que partes semelhantes indicam componentes semelhantes àqueles descritos anteriormente.

[00052] Nesta concretização o primeiro suporte 10 é dotado de recortes 80 que efetivamente formam fendas para receberem orelhas (não representadas) que são conectadas ao suporte 10 nos recortes 80 e também ao segundo suporte 20 ilustrado nas Figuras 19 a 21. Nesta concretização as orelhas são componentes separados de maneira que eles podem ser proporcionados menores, e mais facilmente do que sendo cortados com a segunda seção de suporte 20 que forma a segunda nervura de flexão 33 da terceira nervura de flexão 37.

[00053] Na Figura 13 um recorte 87 é

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18/37 praticado para definir a parte 18a do meão 18. O recorte 87 então estende-se radialmente para dentro em 88 e, então, em torno da seção central 18c como ilustrado pelo recorte 101. O recorte 101 então entra na seção central 18c ao longo de linhas de corte 18d e 18e para definir um núcleo 18f. O núcleo 18f é conectado à seção central 18c pela nervura de flexão 31 que é uma parte recortada entre as linhas de corte 18e e 18d. A parte 10a, portanto, forma uma parte de suporte principal do suporte 10 que é separada de uma parte de suporte secundária 10a do suporte 10, exceto onde a parte 18a se une com a parte 10a pela nervura de flexão 31. A parte 18a efetivamente forma um eixo para permitir a rotação da parte 18a em relação à parte 10a na direção z em torno da nervura de flexão 31.

[00054] Tal como se encontra ilustrado na Figura 14, a linha de recorte 88 afila-se para fora a partir da extremidade superior ilustrada na Figura 14 para a extremidade inferior e o núcleo 18c afila-se para fora em forma correspondente, tal como melhor ilustrado na Figura 17.

[00055] Como é evidente a partir das Figuras 13 a 18, o primeiro suporte 10 é de forma octogonal em vez de redonda, como na concretização anterior.

[00056] As Figuras 19 a 21 mostram o segundo suporte 20. A Figura 16 mostra o segundo suporte 20 montado no primeiro suporte 10. Tal como mePetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 24/50

19/37 lhor ilustrado nas Figuras 19 e 20, o segundo suporte 20 é dotado de recortes 120 que registram com os recortes 80 para receberem orelhas (não representadas). As orelhas podem ser aparafusadas ao segundo suporte 20 por meios de pernos que passam através das orelhas e em furos para pernos 121. As orelhas (não ilustradas) são montadas ao suporte 20 antes que o suporte 20 seja fixado ao primeiro suporte 10.

[00057] Na concretização das Figuras 19 e 20, os picos 34 e picos invertidos 35 são achatados em vez de terem a forma em “V” como na concretização anterior.

[00058] Nesta concretização, a parede de topo 24 é provida de um furo central 137 e dois furos de fixação 138a. Três furos menores 139a são proporcionados para facilitar empurrar o alojamento 45 para fora da parte 18a se for necessária a desmontagem. Quando o segundo suporte 20 é localizado dentro do primeiro suporte 10, a parte superior da seção central 18c projeta-se através do furo 137, tal como melhor ilustrado na Figura 16. O suporte 20 poderá ser então conectado ao suporte 10 por meio de prendedores os quais passam através dos furos 138 e encaixam nos furos 139b (vide Figura 13) na parte 18a.

[00059] Desta maneira, quando o primeiro alojamento 45 e sua barra associada 41 é conectado ao aro 75 do alojamento 10 e o segundo alojamento 47 é conectado à base 12, os alojamentos 45 e 47 e as suas

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20/37 barras associadas 41 e 42 são, portanto, capazes de se moverem em torno de três eixos ortogonais definidos pela nervura de flexão 31, pela nervura de flexão 33 e pela nervura de flexão 37.

[00060] Tal como melhor ilustrado na

Figura 21 que é uma vista explodida das três partes 25, 26 e 27 que constituem o segundo suporte 20, uma abertura estende-se através do suporte 20 que é formada pelo furo 137, furo 138 e furo 139. Deverá ser compreendido que o suporte 20 ilustrado na Figura 21 é uma estrutura monolítica e está meramente ilustrado em vista explodida para ilustrar claramente a localização das nervuras de flexão 33 e 35. Obviamente, a nervura de flexão 33 ilustrada na Figura 21 une-se com a parte 26 e a nervura de flexão 35 ilustrada na Figura 21 une-se com a parte 27. Os furos 137, 138 e 139 definem uma passagem através da qual o eixo ou primeira parte 18a do primeiro suporte 10 pode estender-se quando o segundo suporte 20 está localizado no primeiro suporte 10.

[00061] Desta forma, quando o segundo suporte 20 é fixado à parte 18a, o segundo suporte 20 pode ser articular-se com a primeira parte 10a do primeiro suporte 10 em torno de um eixo x definido pela nervura de flexão 31 enquanto a segunda parte formada pela parte 18a permanece estacionária. O movimento em torno dos eixos x e y é conseguido pelo movimento de articulação do segundo suporte 20 em torno das nervuras de flexão 33 e 35 como descrito anteriormente.

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21/37 [00062] A Figura 22 mostra os acelerômetros lineares e anulares 90 fixados aos alojamentos e 47.

[00063] O gradiente de gravidade exerce um torque em um corpo rígido com qualquer distribuição de massa desde que ela tenha um momento quadrupolo não-zero. Para um corpo plano, no plano x-y e articulado em torno do eixo z, o quadrupolo é a diferença entre momentos de inércia nas direções x e y. Desta forma, um quadrado ou círculo tem momento de quadrupolo zero, enquanto um retângulo tem um valor nãozero.

[00064] O torque produzido é que constitui o sinal medido pelo gradiômetro.

[00065] Existem duas perturbações dinâmicas que também podem produzir torques e, conseqüentemente, constituem-se em fontes de erro.

[00066] A primeira é a aceleração linear.

[00067] Esta produz um torque se o centro da massa não estiver exatamente no centro de rotação - isto é, a barra está “desequilibrada”. As barras 41 e 42 são equilibradas tanto quanto possível (utilizando-se parafusos sem cabeça para ajustar a posição do centro da massa) , mas isto não é totalmente bom, de forma que existe um erro residual. Este erro pode ser corrigido pela medição da aceleração linear e utilizando-se esta para subtrair numericamente a parte

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22/37 errônea do sinal.

[00068] A segunda é o movimento angular.

[00069] Existem dois aspectos para o movimento angular, cada um dos quais produz um erro diferente.

[00070] O primeiro é o aspecto da aceleração angular.

[00071] A aceleração angular produz um torque na distribuição de massa através do seu momento de inércia (mesmo que o momento quadrupolo seja zero). Este é um erro enorme e são utilizadas duas técnicas preferidas para neutralizá-lo.

[00072] A primeira consiste em utilizar estabilização de rotação interna. Esta está ilustrada no diagrama de blocos da Figura 10. Aqui, Ho(s) representa o conjunto sensor articulado em torno do suporte 5 (tal como pela Figura 9). O bloco a(s) representa o acionador, que proporciona o torque de realimentação para efetuar esta estabilização mediante cancelamento das perturbações aplicadas. T(s) representa o sensor (ou transdutor) que mede o efeito da perturbação aplicada. Este é o acelerômetro angular. Não é usual utilizarem-se acelerômetros angulares no controle de rotação - usualmente utilizam-se giroscópios e/ou medidores de inclinação altamente amortecidos, mas para o propósito da presente invenção são melhores os acelerômetros angulares, uma vez que o erro é proporcional à

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23/37 perturbação de aceleração angular.

[00073] A segunda consiste em usar rejeição de modalidade comum CMRR - que é a razão pela qual são necessárias 2 barras ortogonais. Para as duas barras, o torque de erro produzido pela aceleração angular é na mesma direção, mas o torque de sinal produzido pelo gradiente de gravidade é na direção oposta.

[00074] Conseqüentemente, pela medição das diferenças na deflexão entre as duas barras, o gradiente é detectado, mas não a aceleração angular.

[00075] Conseqüentemente, são proporcionados dois acelerômetros angulares separados 90 (rotulados como 90' na Figura 22 para facilidade de identificação). Temos dois sinais de saída independentes provenientes do par de barras OQR 41 e 42. O primeiro é proporcional à diferença na deflexão, que dá o sinal de gradiente e o segundo é proporcional à soma de suas deflexões, que é proporcional à aceleração angular e proporciona o sensor para o controle de rotação de eixo

x.

[00076] Os eixos x e y requerem acelerômetros angulares separados. A estabilização de rotação em torno destes eixos é requerida porque os eixos de articulação das duas barras não são exatamente paralelos e, também, neutralizam a segunda forma de erro produzida por perturbação angular, tal como discutida adiante.

[00077] O segundo aspecto é a velociPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 29/50

24/37 dade angular.

[00078] A velocidade angular produz forças centrífugas, as quais são também uma fonte de erro. A estabilização de rotação interna proporcionada pelos acionadores reduz o movimento angular de forma que o erro está abaixo de 1 Eotvos.

[00079] A Figura 23 mostra o corpo principal 61 e o conector 69 com as extremidades hemisféricas removidas.

[00080] A Figura 24 é uma vista plana do alojamento 45 de acordo com uma outra concretização mais da invenção. Como é evidente a partir da Figura 24, o alojamento 45 é circular em vez de octogonal, como é o caso com a concretização da Figura 8.

[00081] O alojamento 45 suporta a barra 41 da mesma maneira que se descreveu por meio da nervura de flexão 59 que fica localizada no centro da massa da barra 41. A barra 41 é em forma de divisa, muito embora a forma de divisa seja ligeiramente diferente daquela usada nas concretizações anteriores e tem uma borda 41e mais arredondada oposta à nervura de flexão 59 e uma seção de parede em forma de calha 41f, 41g e 41h adjacente à nervura de flexão 59. As extremidades da barra 41 têm furos rosqueados 300 que recebem elementos rosqueados 301 que podem estar na forma de conectores tais como parafusos sem cabeça ou assemelhados. Os furos 300 registram com furos 302 na parede periférica 52a do alojamento 45. Os furos 302 permitem

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25/37 o acesso aos conectores 301 por uma chave de parafusos ou outra ferramenta, de forma que os conectores 301 possam ser aparafusados e desparafusados em relação ao furo 300 para ajustar a sua posição no furo para equilibrar a massa 41 de forma que o centro de gravidade fique situado na nervura de flexão 59.

[00082] Da forma ilustrada na Figura 24, os furos 300 estão a um ângulo de 45° em relação à horizontal e à vertical na Figura 24. Assim, os dois furos 302 ilustrados na Figura 24 estão em ângulos retos com relação um ao outro.

[00083] A Figura 24 também mostra aberturas 305 para receberem o transdutor 71 para monitorar o movimento da barra 41 e produzir sinais que são transportados para o dispositivo SQUID. Tipicamente, o transdutor encontra-se na forma de uma bobina e quando a barra 41 se movimenta levemente devido à diferença de gravidade nas extremidades da barra, ocorre uma mudança na capacitância que altera a corrente na bobina para proporcionar desse modo um sinal indicador de movimento da barra 41.

[00084] A Figura 25 é uma vista mais detalhada de parte do alojamento da Figura 24 que mostra as aberturas 305. Como pode ser observado a partir da Figura 25, as aberturas 305 são dotadas de ressaltos 401 que formam ranhuras 402. Uma mola 403fica disposta adjacente à superfície 406.

[00085] A Figura 26 mostra o transduPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 31/50

26/37 tor 71. O transdutor 71 é formado por uma placa macor geralmente quadrada 410 que tem uma protuberância circular 407. Uma bobina 408 é enrolada em torno da protuberância 407 e pode ser mantida na posição por meio de resina ou assemelhada. A bobina 408 pode ser uma bobina de várias camadas ou de uma única camada.

[00086] A Figura 27 mostra a localização da placa 410 na abertura 305 em que a placa se localiza nas ranhuras 402 e é impelida pela mola 403 contra os ressaltos 401 para manter a placa 410 na posição com as bobinas 408 dispostas adjacentes à face de borda 41a da barra 41.

[00087] Desta forma, a bobina 408 e a barra 41 formam um circuito 1c de modo que quando a barra 41 se movimenta, a corrente que passa através da bobina 408 é alterada.

[00088] Como será evidente a partir da Figura 24, quatro transdutores 71 ficam dispostos adjacentes às extremidades da barra 41. O outro alojamento 47 também é dotado de quatro transdutores dispostos adjacentes à barra 42. Desta forma, são proporcionados oito transdutores 71 no gradiômetro.

[00089] A Figura 28 é um diagrama das barras 41 e 42 mostrando as mesmas na sua configuração “em uso. Os transdutores que ficam localizados nas aberturas 305 estão ilustrados pelos números de referência 71a até 71e para equiparação com os diagramas de circuito das Figuras 29 e 30.

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27/37 [00090] Com referência às Figuras 29 e 30, os transdutores 71a e 71b associados com a barra

41, e os transdutores 71g e 71e associados com a barra 42 são usados para proporcionarem as medições de gradiente de gravidade.

[00091] Os terminais de entrada 361 proporcionam corrente de entrada para os circuitos supercondutores ilustrados na Figura 29. São proporcionados interruptores de calor que podem estar na forma de resistores 362, os quais são usados para ajustar inicialmente a corrente supercondutora dentro do circuito. Os interruptores de calor 362 são inicialmente ligados durante um período de tempo muito curto para aquecer as partes do circuito nas quais os resistores 362 estão localizados para sustar a supercondução dessas partes do circuito. Correntes podem ser então impostas no circuito de supercondução e quando os interruptores de calor formados pelos resistores 362 são desligados, as partes relevantes do circuito tornam-se novamente supercondutoras de forma que a corrente pode circular através dos circuitos submetidos a qualquer mudança causada pelo movimento das barras 41 e 42 sob a influência do gradiente de gravidade e aceleração angular, tal como será descrito mais adiante.

[00092] Os transdutores 71a, 71b, 71g e 71e são conectados em paralelo à linha de circuito 365 e à linha de circuito 366 que conecta a um SQUID 367.

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28/37 [00093] Desta maneira, quando as barras 41 e 42 giram em torno de sua respectiva nervura de flexão, as barras 41 e 42, por exemplo, ficam mais próximas do transdutor 71a e conseqüentemente, mais afastadas do transdutor 71b, e mais próximas do transdutor 71h e ainda mais afastadas do transdutor 71g, respectivamente. Isto, portanto, muda a corrente que flui através dos transdutores e aquelas correntes são efetivamente subtraídas para proporcionarem sinais usados para proporcionar uma medida do gradiente de gravidade.

[00094] Tal como se encontra ilustrado na Figura 31, os transdutores 71c e 71d formam um circuito separado e são usados para sintonização de freqüência da barra 41 e transdutores 71a e 71b. De forma assemelhada, os transdutores 71e e 71f são utilizados para sintonização de freqüência da barra 42 e dos transdutores 71g e 71h. A sintonização de freqüência das barras é importante porque as barras deverão ser idênticas a fim de rejeitar acelerações angulares. Conseqüentemente, os circuitos de sintonização de freqüência possibilitam que a sintonização eletrônica das barras case as freqüências ressonantes e consiga rejeição de modalidade de forma que cada uma das barras funcione de uma maneira idêntica.

[00095] Os transdutores 71a, 71b, 71g e 71h também são usados para formarem acelerômetros angulares para medirem o movimento angular do acessório 5, de forma que sinais de realimentação possam ser proPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 34/50

29/37 porcionados para compensarem esse movimento angular.

[00096] Para fazer isto, a linha 366 é conectada a um transformador 370. A polaridade dos sinais provenientes dos transdutores 71a e 71b e 71g e 71h é invertida, de maneira que a saída do transdutor 370 nas linhas 371 e 372 é uma adição dos sinais em vez de uma subtração, como é o caso quando o gradiente é medido de forma que a adição dos sinais dá uma medida do movimento angular das barras. As saídas 371 e 372 são conectadas ao dispositivo SQUID 375 para proporcionarem uma medida da aceleração angular que pode ser usada no circuito da Figura 10 para proporcionar sinais de compensação para estabilizarem o acessório 5.

[00097] Assim, de acordo com a concretização preferida da invenção, os acelerômetros angulares 90' proporcionam uma medição da aceleração angular; por exemplo, em torno dos eixos x e y, e o acelerômetro angular formado pelas barras 41 e 42 e os transdutores 71a, 71b, 71g e 71h proporcionam uma medida do acelerômetro angular em torno, por exemplo, do eixo z.

[00098] As Figuras 31 e 32 mostram um acionador utilizado para receber os sinais de controle para ajustarem o acessório em resposta ao movimento angular do acessório 5.

[00099] Os acionadores ilustrados nas Figuras 31 e 32 estão ilustrados esquematicamente na Figura 10 pelos números de referência 52, 53, 54 e 55.

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Todos os acionadores são os mesmos e as Figuras 31 e 32 serão descritas com referência ao acionador 52 que realiza ajustagem em torno do eixo x ilustrado na Figura 10.

[000100] O acionador 52 ilustrado na Figura 31 tem um alojamento de disco oco 310 que é dotado de um esquadro de montagem 311 para conexão do alojamento de disco 310 ao acessório 5. O alojamento de disco oco 310 portanto define uma câmara interna 312 em que está localizada a placa de suporte de bobina na forma de um disco 313. O disco 313 é dotado de uma seção de meão largo 314 e duas superfícies anulares 315 e 316 nas quais os enrolamentos W1 e W2 das bobinas são enrolados em torno do meão 314.

[000101] O disco 313 também é provido de um furo radial 319 e um furo 320 na periferia do disco 313 que se comunica com o furo 319. Um furo 321 está previsto no meão 314 e comunica-se com o furo 319 e estende-se até uma haste oca 329 que se localiza em um tubo 330. A haste 330 é fixada ao disco 313 e também à armação de suporte 340 que é fixada ao dito corpo principal 61 (não ilustrado na Figura 31). O tubo 330 está conectado ao alojamento de disco 310 para movimento com o alojamento de disco 310 em relação ao disco 313, haste 329 e armação 340.

[000102] O enrolamento W1 proporcionado na face 315 tem um condutor 331 que passa através do furo 320 e, então, através do furo 319para o furo 321 e

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31/37 então através do tubo 328 para a direita, conforme ilustrado na Figura 31. Um condutor 332 proveniente da outra extremidade do enrolamento W1 passa através do furo 321 e através da haste oca 328 também para a direita de forma que corrente pode ser fornecida ao enrolamento W1 através dos condutores 331 e 332.

[000103] O segundo enrolamento W2 proporcionando na face 316 tem um condutor 333 que passa através de um furo radial 334 e furo 345 no disco 313 e então através do furo 337 para o tubo 328 e para a esquerda na Figura 31. A outra extremidade do enrolamento W2 tem um condutor 338 que passa através do furo 337 para dentro do tubo 328 e para a esquerda na Figura 31. Desta maneira, corrente pode circular através do enrolamento W2 por meio dos condutores 333 e 338.

[000104] Quando os enrolamentos W1 e W2 são excitados ou a corrente que passa através dos enrolamentos muda, o alojamento de disco 310 é movido em relação ao disco 313 e armação 340 e por causa do alojamento de disco 310 estar conectado ao acessório 5 pelo esquadro 311, o acessório 45, no caso do acionador 52, é ajustado. O movimento do alojamento de disco 310 é geralmente um movimento longitudinal (isto é, movimento linear) na direção do eixo do tubo 330 e haste 329. Para facilitar esse movimento, proporciona-se uma folga entre as extremidades da haste 330 e da armação 340, bem como em torno do disco 313. O esquadro 311 é deslocado em relação à nervura de flexão (tal como a

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32/37 nervura de flexão 37) de maneira tal que o movimento do alojamento 310 aplica um torque à primeira parte 25 do acessório 5 para ocasionar a rotação da parte 25 em torno da nervura de flexão 37.

[000105] Na concretização preferida da invenção, proporcionam-se quatro acionadores para proporcionarem ajustagem efetiva em torno dos vários eixos e nervuras de flexão e os acionadores operam em combinação em resposta aos sinais recebidos a partir dos acelerômetros angulares para manterem estabilidade do acessório 5 quando o gradiômetro está em uso.

[000106] Para operação criogênica do gradiômetro, o acessório 5, alojamentos 45 e 47, barras 41 e 42, o alojamento de disco oco 310, bobinas, e condutores elétricos referidos anteriormente, são todos eles feitos a partir de material supercondutor, tal como nióbio.

[000107] Nas concretizações da invenção onde o gradiômetro não é operado de forma criogênica, os componentes podem ser formados a partir de outros materiais, tais como alumínio.

[000108] Os acelerômetros angulares 90' têm momento quadrupolo zero, o que significa que o centro da massa coincide com a nervura de flexão e que conseqüentemente, eles são insensíveis ao gradiente de gravidade e força centrífuga. Acelerômetros lineares 90'' (Figura 22) poderiam ser igualmente proporcionados. Os acelerômetros lineares 90'' não aplicam comPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 38/50

33/37 pensação ativa, mas podem aplicar correções aos dados de gradiente medido final. Desta maneira, os dados relativos a aceleração linear podem ser registrados e possivelmente utilizados em processamento posterior.

[000109] Uma ou as duas barras 41 e 42 também podem ser usadas como um acelerômetro angular para proporcionar uma medida do movimento angular do acessório 5 de modo que sinais de realimentação apropriados podem ser gerados para compensação para esse movimento pelo controle dos acionadores anteriormente descritos.

[000110] Na concretização preferida, são proporcionados quatro acelerômetros angulares com dois dos acelerômetros sendo formados pelas barras 41 e 42. O uso de quatro acelerômetros dispostos segundos ângulos de 45° em relação uns aos outros possibilita ajustagem em torno do eixo x, y e z pelo torque fornecido a partir de dois ou mais dos acionadores em qualquer tempo.

[000111] O disco 310 impede que fluxo proveniente dos enrolamentos W1 e W2 escape do acionador e uma vez que os condutores 331 e 332 e 333 e 334 deixam o acionador através do tubo alongado 330, a capacidade do fluxo passar para fora do acionador é substancialmente impedida.

[000112] Desta maneira, campos magnéticos espúrios que possam vir a afetar prejudicialmente a operação do instrumento não são gerados pelo acionaPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 39/50

34/37 dor e, conseqüentemente, não influenciam a sensibilidade ou operação do instrumento.

[000113] O tubo 330 preferentemente tem uma relação de comprimento para diâmetro de 10:1 pelo menos.

[000114] A placa de disco 316 é formada preferentemente a partir de macor e o alojamento de disco oco 310 é formado em duas partes 310a e 310b. A parte 310b que forma um painel de fechamento capaz de permitir que o disco 3134 seja localizado na câmara 312 e então o alojamento de disco 310 fechado pela localização da placa 310b na posição.

[000115] Com referência às Figuras 33 e 34, será descrita a maneira pela qual é conseguido o equilíbrio das barras 41 e 42. um par de sensores de deslocamento formados pelos capacitores 400 e 401 são proporcionados para dois propósitos principais:

1. Medir a sensibilidade de aceleração linear residual de cada barra 41 (e 42) para permitir que as barras sejam equilibradas mecanicamente utilizando-se os parafusos sem cabeça 301 descritos com referência à Figura 24, antes da operação sob baixas temperaturas; e

2. Medir a sensibilidade de aceleração linear induzida de cada barra 41 e 42.

[000116] As barras 41 e 42, nos seus respectivos alojamentos, são levadas a girar em um gabarito (não ilustrado) através de 360°. Isto proporciona uma faixa de aceleração de 2 g_E, que é tipicamente

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100 vezes maior do que as acelerações que podem ser convenientemente aplicadas sob baixas temperaturas. Um requisito típico é para os capacitores 400 e 401 serem capazes de detectar 0,1 nm durante um período de 1 a 20 minutos. É requerido um par de capacitores 400 e 401 para cada barra para proporcionar alguma discriminação contra deslocamento de sensor, uma vez que a rotação da barra 41 fará com que um capacitor 400 aumente e o outro capacitor 401 diminua pela mesma quantidade, como está ilustrado na Figura 33, enquanto que a expansão térmica fará com que as duas saídas dos capacitores 400 e 401 aumentem. Os capacitores 400 e 401 permanece na posição, mesmo que eles sejam não-utilizáveis sob baixas temperaturas, e portanto os seus componentes precisam ser não-magnéticos de maneira a não interferirem com a operação do gradiômetro e, em particular, e seu circuito muito perto da supercondutividade.

[000117] A Figura 33 mostra que quando a barra 41 é articulada, o afastamento aplicável ao capacitor 400 diminui e o afastamento do capacitor 401 aumenta.

[000118] Os capacitores 400 e 401 são formados pela face 41a da barra 41 (e a face correspondente na outra barra 42) e segundas placas 405 que ficam espaçadas em relação à face 41a. O intervalo entre as placas dos respectivos capacitores 400 e 401 devem ser tipicamente decompostas para cerca de 1 ppm.

[000119] A Figura 34 mostra um circuiPetição 870170100583, de 21/12/2017, pág. 41/50

36/37 to de calibragem aplicável ao capacitor 400. Um circuito para o outro capacitor 401 é idêntico.

[000120] O capacitor 400 forma um circuito ressonante de alto fator Q com indutor 410. O indutor 410 e o capacitor 400 são proporcionados paralelos aos capacitores 411 e 412 e conectados por meio do capacitor 413 a um amplificador 414. A saída do amplificador 414 é proporcionada para um contador de freqüência 415 e também realimentado entre os capacitores 412 e 411 pela linha 416. Portanto, o capacitor 400 determina a freqüência de operação do amplificador 414 que pode ser com uma alta precisão.

[000121] Se a barra 41 estiver fora de equilíbrio, o contador de freqüência 415 tenderá a derivar por causa do desequilíbrio da barra. Este pode ser ajustado pelo movimento dos parafusos sem cabeço 301 para dentro e para fora das massas como descrito anteriormente até ocorrer o equilíbrio. O amplificador 414 pode ser então desconectado do contador de freqüência 415 de uma forma tal que o gradiômetro pode ser disposto dentro do Dewar 1 com as outras partes dos circuitos ilustrados na Figura 34 no lugar.

[000122] Uma vez que modificações dentro do espírito e escopo da invenção podem ser facilmente realizadas por pessoas versadas na técnica, deverá ser compreendido que a presente invenção não fica limitada à concretização particular descrita anteriormente somente a título de exemplo.

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37/37 [000123] Nas reivindicações em anexo e na descrição precedente da invenção, exceto onde o contexto requer de outro modo devido a linguagem expressa ou implicação necessária, a palavra “compreende” ou variações tais como “que compreende” ou “compreendendo” são usadas em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença dos aspectos expostos, mas não impedir a presença ou adição de outros aspectos em várias concretizações da invenção.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Gradiômetro de gravidade para medir

componentes do tensor de gradiente de gravidade, compreendendo um sensor (40) para medir os componentes do

tensor de gradiente de gravidade;

um acessório (5) para proporcionar rotação em torno de três eixos ortogonais, e para suportar o sensor (40), em que o sensor compreende uma primeira massa (41) e uma segunda massa (42) suportada dentro de um alojamento para movimentos relativos do alojamento em resposta ao campo gravitacional, caracterizado pelo fato de que o acessório (5) compreende:

(a) um primeiro suporte (10);

(b) um segundo suporte (20);

(c) uma primeira nervura de flexão (31) para acoplar articuladamente os primeiro e segundo suportes (10, 20) para movimento de articulação em torno de um primeiro eixo;

(d) sendo o segundo suporte (20) dotado de uma primeira parte (25), uma segunda parte (26) e uma terceira parte (27), a primeira parte (25) conectando-se à segunda parte (26) por meio de uma segunda nervura de flexão (33) para acoplamento de articulação da primeira parte (25) à segunda parte (26) para movimento de articulação em torno

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2/4 de um segundo eixo ortogonal ao primeiro eixo; e (e) sendo a terceira parte (27) acoplada à segunda parte (26) por meio de uma terceira nervura de flexão (37) para acoplamento de articulação da terceira parte (27) à segunda parte (26) para movimento de articulação em torno de um terceiro eixo ortogonal ao primeiro e segundo eixos.

2 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento compreende primeiro e segundo alojamentos (45, 47) que estão conectados ao primeiro suporte (10).
3 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a primeira nervura de flexão (31) divide o primeiro suporte (10) em uma parte de suporte principal e uma parte de suporte secundária, sendo o sensor conectado a uma da parte de suporte principal e parte de suporte secundária, de maneira que a parte de suporte principal pode articular-se em relação à parte de suporte secundária em torno da primeira nervura de flexão (31) para desse modo acoplar articuladamente os primeiro e segundo suportes (10, 20) para movimento de articulação em torno do primeiro eixo.
4 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo suporte (20) está conectado à outra da parte de suporte principal e parte de suporte secundária.

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5 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sensor (40) está conectado à parte de suporte principal e o segundo suporte (20) está conectado à parte de suporte secundária.
6 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira massa (41) compreende uma primeira barra e a segunda massa (42) compreende uma segunda barra disposta ortogonalmente à primeira barra.
7 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o alojamento compreende primeiro e segundo alojamentos (45, 47), e a primeira barra está conectada ao primeiro alojamento (45) por uma quarta nervura de flexão (59) para movimento relativo ao primeiro alojamento (45) em resposta ao campo gravitacional .
8 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a segunda barra está conectada ao segundo alojamento (47) por uma quinta nervura de flexão de modo que a segunda barra pode ter movimento relativo em relação ao segundo alojamento (47) em resposta ao campo gravitacional.
9 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o segundo suporte (20) é uma estrutura

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4/4 monolítica .
10 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda nervura de flexão (33) é formada pela execução de um primeiro recorte (19) no segundo suporte (20) para separar

as primeira e segunda partes (25, 26), com o primeiro recorte (19) se estendendo através do segundo suporte (20), exceto para as partes que definem a segunda nervura de flexão (33). 11 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado

pelo fato de que a terceira nervura de flexão (37) é formada por um segundo recorte (29) no segundo suporte (20) que separa as segunda e terceira partes (26, 27), com o segundo recorte (29) se estendendo por toda a extensão através do segundo suporte, exceto para as partes que definem a terceira nervura de flexão (37).
12 - Gradiômetro de gravidade, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo suporte (20) tem uma parede cilíndrica (14) e o primeiro recorte (19) é formado na parede cilíndrica (14) para formar a primeira nervura de flexão (31) que é dotada de duas partes de nervuras diagonalmente opostas uma à outra, e a segunda nervura de flexão (33) é formada pelo segundo recorte (29) na parede e é formada por duas partes de nervura diagonalmente opostas uma à outra.

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