CN1346060A - 磁悬浮拾震器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁悬浮拾震器是在支架上设有旋转轴,在旋转轴上通过硬支撑联有摆捶,摆锤设在磁场内;本发明改变了传统拾震器的设计观念,由增加摆长改为减少摆捶的重力加速度,将摆设在重力场和磁力场之中利用磁悬浮来获得较长的变量固有周期,且无共振现象。
Description
本发明涉及一种地震波观测仪器，尤其是一种磁悬浮拾震器。
在地震观测工作中地震信号的检测是用地震计来完成的。地震计，或称拾震器(物探中称为检波器)，主要有两种结构形式：一种是利用单摆在受振动时其偏转角度的大小与地面运动存在一定关系的原理去检测地震的，称为摆式地震计(或旋转型地震计)；另一种是直接利用物体受振动时，在某方向上的运动状态去检测地震的，称直线型地震计(也可视其摆长为无限长的摆式地震计)。还有一种测量地面转动参量的扭转型地震计。
摆式地震计(以下简称地震计)是由摆、换能器和阻尼器组成。它的主要作用是捡取地面的机械运动信号，并将这些信号送至放大设备或记录设备中去。过去曾将地震计这一部分笼统地称为地震仪是不妥的，因地震计仅是地震仪的一个组成部分。
地震所引起的振动一般是三维的，因此可沿立体坐标分解成三个分量，地震观测中通常用(水平)北南向(N-S)、(水平)东西向(E-W)、竖直向(U-D)三个分向来表示，其中竖直向也有称其为垂直向的。
地震计的摆主要有下列几种结构形式：
(1)记录水平向运动的摆：铅直摆、倒立摆、水平摆等。
(2)记录竖直向运动的摆：弹簧摆、格雷摆、伊文摆等。
拾震器是地震观测的第一关键仪器，当今由于计算机技术迅速发展，使得地震信号的传输、记录、分析都进入了数字化时代。同时地震波理论研究也对地震波的拾取、记录、分析提出了更高的要求。而整个观测记录分析系统中只有“摆”还在原地踏步。到目前为止，所有拾震器其中核心等效单摆物理模型都是建立在重力场概念之中。现有的摆的观测地震频带展宽的主要因素中一旦摆长、摆锤质量、介质、重力加速度确定后系统固有周期将不再改变。根据单摆周期的理论计算公式T＝2πl/g，因为g在重力场中是固定不变的，要想得到较长的摆的固有周期，只有增加l值；因l与T之间的关系是一种开方比例关系，因而当l增加时而T只是它的开方值，因此长期以来在地震观测中要想得到较长的固有周期一直是可望而不可及的。另由于摆在重力场中其重力加速度是恒定的，其运动是一种具有一定周期的阻尼振动，由于摆在自由振动时受到的空气摩擦产生的阻尼和弹簧或簧片内耗产生的阻尼之和即空气阻尼，这种阻尼对于强烈地震波对摆施加的作用力来说是非常小的，因而在地面振动停止后，摆本身的摆动不能很快停下来以等待下一个震波的来临，为使摆快速复零，一般需在其运动过程中施加阻尼，大的阻尼对高频段和低频段的信号响应较差。
本发明的目的是为了提供一种在重力场和和磁力场双重场之中利用磁悬浮来获得较长的变量固有周期，且无共振现象的磁悬浮拾震器。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种磁悬浮拾震器是在支架上设有旋转轴，在旋转轴上通过硬支撑联有摆捶，摆锤设在磁场内。
旋转轴通过调节磁场的调节装置使磁场对摆锤作用力大小发生改变，从而可达到旋转轴对零的目的，并可用锁紧旋钮锁紧旋转轴。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、本发明将摆置于重力场和磁力场双重场中，利用磁场对摆的磁悬浮作用来减少周期公式中的重力加速度，从而可达到延长摆的周期的目的，可使摆长在恒量时，可获得较长的振动周期。
2、本发明的摆在磁悬浮力作用下，摆的回零力矩始终是变量，因而摆的固有周期始终是变量，因而摆不产生共振现象，可快速回复零位，不影响对下一次震波的观察，可实现对地震波的全频带观测。
3、本发明的摆在观测地震波时，由于其周期为变量周期，因而阻尼可取得很小或不设，这样本发明对高频段及低频段都有很好的响应，其相位特性和初动特性好可利于震动信号的拾取。
图1是本发明的结构示意图
1-旋转轴 2-摆捶 3-磁场 4-磁场调节装置 5-支架
图2是本发明旋转轴的对零装置结构示意图
6-对零滑块 7-弹簧 8-锁紧旋钮K
图3是本发明单摆曲线与传统摆曲线对照图
图4是本发明与传统摆的频率特征对照曲线图
本发明还将结合实施例作进一步详述：
参照图1，一种磁悬浮拾震器是在支架5上设有旋转轴1，在旋转轴1上通过硬支撑联有摆捶2，摆锤2设在磁场3内。所述的磁场3设在支架5上，磁场3上还联有磁场调节装置4。参照图2，在旋转轴1的一端设有对零滑块6，对零滑块6的一侧设有弹簧7，在对零滑块6上还设有锁紧旋钮k8。
在磁场3的摆锤2相对侧还设有磁场信号接收装置6。
Claims (4)
1、一种磁悬浮拾震器，其特征在于在支架(5)上设有旋转轴(1)，在旋转轴(1)上通过硬支撑联有摆捶(2)，摆锤(2)设在磁场(3)内。
2、如权利要求1所述的磁悬浮拾震器，其特征是磁场(3)设在支架(5)上，磁场(3)上还联有磁场调节装置(4)。
3、如权利要求1所述的磁悬浮拾震器，其特征是在磁场(3)的摆锤(2)相对侧设有磁场信号接收装置(6)。
4、如权利要求1所述的磁悬浮拾震器，其特征在于在旋转轴(1)的一端设有对零滑块(6)，对零滑块(6)的一侧设有弹簧(7)，在对零滑块(6)上还设有锁紧旋钮k(8)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 00113836 CN1346060A (zh) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 磁悬浮拾震器 |
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| CN 00113836 CN1346060A (zh) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 磁悬浮拾震器 |
Publications (1)
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| CN1346060A true CN1346060A (zh) | 2002-04-24 |
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ID=4583587
Family Applications (1)
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| CN 00113836 Pending CN1346060A (zh) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 磁悬浮拾震器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1346060A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106932818A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-07-07 | 中国地震局工程力学研究所 | 一种用于检测旋转地震动的地震仪 |
| CN117471563A (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-30 | 之江实验室 | 悬浮摆隔振装置、万有引力常数的测量装置及其测量方法 |
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2000
- 2000-09-22 CN CN 00113836 patent/CN1346060A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106932818A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-07-07 | 中国地震局工程力学研究所 | 一种用于检测旋转地震动的地震仪 |
| CN106932818B (zh) * | 2017-05-09 | 2023-02-17 | 中国地震局工程力学研究所 | 一种用于检测旋转地震动的地震仪 |
| CN117471563A (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-30 | 之江实验室 | 悬浮摆隔振装置、万有引力常数的测量装置及其测量方法 |
| CN117471563B (zh) * | 2023-10-20 | 2024-04-19 | 之江实验室 | 悬浮摆隔振装置、万有引力常数的测量装置及其测量方法 |
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