MX2011000111A - Detector para percibir un gradiente de gravedad. - Google Patents

Abstract

La presente descripción proporciona un gradiómetro de gravedad para detectar un gradiente de gravedad. El gradiámetro de gravedad comprende al menos dos masas de sensor que pueden girar sobre ejes respectivos y cada una experimenta un cambio en torsión en respuesta a un cambio en el gradiente de gravedad, con lo cual al menos dos masas de sensor se mueven con relación una a la otra en respuesta al cambio en el gradiente de gravedad y en donde se genera una señal indicativa del gradiente de gravedad en respuesta al movimiento relativo de al menos dos masas de sensor. Además, el gradiómetro de gravedad comprende un sensor de aceleración para percibir una aceleración asociada con una aceleración externa aplicada al gradiómetro de gravedad. El gradiómetro de gravedad también comprende un accionador para generar una fuerza de ajuste que depende de una aceleración percibida mediante el sensor de aceleración. La fuerza de ajuste también depende de un parámetro de respuesta mecánica asociado con al menos una de al menos dos masas de sensor. La fuerza de ajuste se aplica para que se reduzca una diferencia entre las magnitudes de las torsiones experimentadas mediante al menos dos masas de sensor en respuesta al cambio en el gradiente de gravedad.

Description

DETECTOR PARA PERCIBIR UN GRADIENTE DE GRAVEDA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un detec bir un gradiente de gravedad y un gradióm dad .

Antecedentes de la Invención Los gravímetros se utilizan en la exp gica para medir los primeros derivados de itacional de la tierra. Aunque se han hecho es al desarrollar gravímetros que miden los ados del campo gravitacional de la tierra, deb uitad al distinguir variaciones espaciales del ir de fluctuaciones temporales de aceleracione ulo en movimiento, estas medidas usualmente rse con suficiente precisión para la explorac gradiente de gravedad.

Se han utilizado gradiómetros de graved tar localizar depósitos tal como depósitos miner yen mineral de hierro y estructuras geológi enen hidrocarburos. Será conveniente si los grad ravedad pudieran colocarse en aeronaves par sis. Sin embargo, las aceleraciones de a tan en torsiones que son mucho mayores a adas con el gradiente de gravedad. Una reducció encia de tales aceleraciones de aeronave en e rciona un reto tecnológico.

Sumario de la Invención La presente invención proporciona en un to un diámetro de gravedad para detectar un grad dad, que comprende: al menos dos masas de sensor que pueden gir ometro de gravedad; y un accionador para generar una fuerza de aj de de una aceleración percibida mediante el s ración, la fuerza de ajuste que también depen etro de respuesta mecánica asociado con al meno enos dos masas de sensor y la fuerza de ajuste a para que se reduzca una diferencia en tudes de las torsiones experimentadas mediante asas de sensor en respuesta al cambio o en grad dad .

El parámetro de respuesta mecánica puede a sensibilidad mecánica de al menos una masa de fuerza aplicada. En una modalidad, el parám esta mecánica depende de una magnitud de un moi o de masa de al menos una masa de sensor de al m de sensor. ión de al menos una masa de sensor. El centro de masa de sensor puede localizarse en la proximida respectivos y al menos una porción de la di las torsiones experimentadas mediante-, las m r por una consecuencia de diferentes ubicacione os de masa con relación al eje respectivo.

Los ejes respectivos pueden alinearse p ales .

Cada masa de sensor puede tener un centro se desplaza desde el eje respectivo de rotación ncia que es menor que 1 parte en 106, menor que x 10 o incluso menor que 1 parte en 10 de un de la masa de sensor.

El centro de masa de cada masa de se iza dentro de 5 nm del eje respectivo.

Al menos dos masas de sensor pueden girar d nsadores que se disponen para que el movimiento menos dos masas de sensor genere una señal eléc ondensadores .

Alternativamente, el gradiómetro de graved ender bobinas inductoras que se disponen para iento relativo de al menos dos masas de senso señal eléctrica en las bobinas inductoras. Al m de sensor pueden colocarse en un Dewar y el gra ravedad puede comprender componentes supercon en uso, operan a temperaturas criogénicas.

El gradiómetro de gravedad puede compre forma de estabilización y el sensor de aceleraci izarse en un lado de carga útil de la plata ilización.

La presente invención proporciona en un to un método para detectar una señal de grad generar una fuerza de ajuste que se aplica eduzca una diferencia entre las magnitudes ones experimentadas mediante al menos dos ra r, la fuerza de ajuste que depende de una ace bida y un parámetro de respuesta determinado; y detectar la señal de gradiente de gravedad.

La aceleración externa puede ser una ace l y el parámetro de respuesta puede depende to de dipolo de masa de al menos una masa de sen La invención se entenderá más completa ir de la siguiente descripción de modalidades esp invención. La descripción se proporciona con re S figuras anexas.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista esquemática iómetro de gravedad de conformidad con una m ontaje mostrado en la Figura 3; la Figura 5 es una vista de la es blada la Figura 6 es una vista en perspectiva que nentes ensamblados del gradiómetro de grav rmidad con otra modalidad específica de la ción; la Figura 7 es una vista plana de una r de conformidad con una modalidad específic nte invención; la Figura 8 es un diagrama que muestra el ccionador de conformidad con una modalidad espec esenté invención; la Figura 9 es una vista en perspec nentes de un gradiómetro de gravedad de conform odalidad específica de la presente invención; je de la Figura 10 que incluye un segundo monta da modalidad; la Figura 14 es una vista en perspectiv do componente de montaje; la Figura 15 es una vista en perspect do componente de montaje de la Figura 14 desde a la Figura 16 es una vista en perspec nentes ensamblados del gradiómetro de grav rmidad con una modalidad específica de la ción; la Figura 17 es una vista plana de una po miento para soportar una masa de sensor de con na modalidad adicional de la invención; la Figura 18 muestra un componente del gra ravedad de conformidad con una modalidad de la ción; se relaciona con una modalidad específica ción; la Figura 23 es un circuito de sintoniz encia de conformidad con una modalidad de la eion; las Figuras 24 a 26 muestran un sis itos de conformidad con las modalidades de la eion; la Figura 27 es una vista en pe sversal a través de un accionador de conformidad Üdad específica de la invención; las Figuras 28 (a) y 28 (b) muestran compone iómetro de gravedad de conformidad con una cífica de la presente invención; las Figuras 29 y 30 muestran diagramas d ilustran la operación de un sistema de soporte sistema de coordenadas x, y, z y el gradió dad en esta modalidad está dispuesto para rotaci e z y orientado en una forma para que puedan med nentes G?? y del sensor de gradi dad.

La función del gradiómetro de gravedad irse brevemente como a continuación. El gradió dad tiene en esta modalidad dos masas de ncialmente idénticas que se montan giratoriamen je para que puedan oscilar con relación al mont de sensor con el montaje se giran sobre el eje frecuencia angular que es aproximadamente igu de la frecuencia de resonancia de las masas de adíente de gravedad resultará en una fuerza en l ensor que entonces oscilarán con relación al te esa rotación. Los componentes del tensor de g oloca en una suspensión que comprende res iguadores dispuestos para reducir un impacto ración lineal externa que tiene una frecuenci os Hz, tal como 3, 5 o 10 Hz . La plataforma e dispuesta para rotación del eje 2 a una fr ar adecuada sobre el eje z. Además, la pi na 3 está dispuesta para ajustar una orienta miento 2 sobre tres ejes ortogonales. Una estru te interna ( "plataforma interna" ) comprende las r y se coloca dentro del alojamiento 2. La pi na está dispuesta para ajuste adecuado de la el eje z en una forma para que la transmisió ración angular externa sobre el eje z a las r sea adicional. La rotación de eje z resultan xperimenta por las masas de sensor, si es sión y cualquiera de las aceleraciones a raprende una base 12 y una pared periférica 14 v red periférica 14 tiene una pluralidad de corte 12 soporta un centro 18.

Las Figuras 3 y 4 muestran un segundo mo comprende una pared periférica 22 y una pared La pared periférica 22 tiene cuatro orejas tar el montaje 5 en el alojamiento 2. La pared la pared periférica 22 definen una abertura do montaje 20 se monta en el primer montaj izar el centro 18 en la abertura 28 y las orej s de recortes 16 respectivos como se muestr a 5.

El primer montaje 10 se une al segundo mon iga flexional 31 se forma en el primer montaje una porción de montaje del montaje 10 pueda gir viga flexional 31 con relación a una porción de iormente, la estabilización giratoria sobre el n esta modalidad se proporciona mediante la pi na únicamente. El gradiómetro de gravedad 1 se que durante el uso, se oriente el montaje 5 par x-y.

La Figura 6 muestra el sensor 40 montad je. El sensor 40 es un sensor de Contestador C onal (OQR, por sus siglas en inglés) formado ra masa de sensor y una segunda masa de sens de una primera masa de sensor 41 y una segunda r 42 (no mostrada en la Figura 4) ortogonal a la r 41 y que es de la misma forma que la masa d La masa de sensor 41 se coloca en una ión de alojamiento 45 y la masa de sensor 42 se c segunda porción de alojamiento 47. La masa de sen ares (no mostrados) . La masa de sensor 41 se f orte 57 en la pared 51 excepto para una segú onal 59 que une la masa de sensor 41 a la pare da viga flexional 59 se muestra ampliada en ior de la masa de sensor 41 en la Figura 7. , la masa de sensor 41 es capaz de girar en el p relación a la primera porción de alojamient esta a cambios en el campo gravitacional . La r 42 se monta de la misma forma como se iormente, y también puede girar en el plano ión a la segunda porción de alojamiento 47 en mbios en el campo gravitacional sobre una terc onal . La segunda porción de alojamiento tada a la base 12 (Figura 2) del primer montaje La masa de sensor 41 y la primera po miento 45 junto con la segunda viga flexional olador 50 que puede ser una computado procesador o las señales de salida similares nadores 53 y 54, que se disponen para girar el m el eje z. Cada accionador se coloca estacion ión a las orejas 13 y acoplando al primer mo que el accionador pueda realizar una rotación o pequeño del montaje 10 con otros componen ión a las orejas 13 (y otros componentes ionarios con relación a las orejas 13) . Cada ac rciona un movimiento lineal y se coloca para iento lineal se traduzca en una rotación peq je 10. Los accionadores se describirán en más referencia a la Figura 27. La posición del mont orea para que pueda proporcionarse la retroalim iada al controlador 50 y las señales de iadas proporcionadas a los accionadores para La Figura 9 es una vista recortada de com gradiómetro de gravedad listos para montarse miento 1 que a su vez se va a montar en la pi na 2.

Los transductores 71 miden el áng azamiento de las masas de sensor 41 y 42 y el si itos de control (no mostrado) está configur la diferencia entre ellas .

En esta modalidad, los transductores nsadores de carga constante, que se describirá lie con referencia a las Figuras 22 (a) a 22 (d) .

Las Figura 10 a 15 muestran una segunda m a cual partes similares indican componentes sim líos previamente descritos.

En la segunda modalidad, el primer montaje rtes 80 que forman efectivamente ranuras para on central 18c como se muestra por el corte 101 entonces ingresa a la sección central 1 de las líneas de corte 18d y 18e para definir u El núcleo 18f está conectado a la sección cen nte la viga flexional 31 que es una parte no las líneas de corte 18e y 18d. La parte 10a, , forma una porción de montaje primario del mo stá separada de una porción de montaje secundari je 10 excepto para en donde se une la porción on 10a mediante la viga flexional 31. La parte 1 ivamente un eje para permitir la rotación de on relación a la parte 10a en la dirección z flexional 31.

Como se muestra en la Figura 11, la línea e estrecha hacia afuera desde el extremo ado en la Figura 11 hacia el extremo inferi ir las orejas (no mostradas) . Las orejas arse con pernos de montaje 20 mediante pernos q avés de las orejas y hacia orificios de pernos s (no mostradas) se montan al montaje 20 antes d re el montaje 20 al primer montaje 10.

En esta modalidad, la pared superior rciona con un orificio central 137 y dos orif ión 138a. Se proporcionan tres orificios 1 ños para facilitar el empuje de la primera po amiento 45 fuera de la parte 118a sí se req ntaje. Cuando el segundo montaje 20 se localiz primer montaje 10, la parte superior de la al 18c se proyecta a través del orificio 137, ra mejor en la Figura 13. El montaje 20 entonc tarse al montaje 10 mediante sujetadores que s de los orificios 138 y se acoplan en los o ra porción 10a del primer montaje 10 sobre u ido mediante la viga flexional 31 mientras da porción formada mediante la parte 18a p ionaria .

La Figura 16 muestra el cuerpo principal miento 1 y los conectores 69 con los féricos removidos .

La Figura 17 es una vista plana de la on de alojamiento 45 de conformidad con una m so adicional de la invención. Como es evidente a Figura 17, la primera porción de alojamient lar en lugar de octagonal, como es el caso idad de la Figura .

La primera porción de alojamiento 45 sop de sensor 41 de la misma forma como se describe viga flexional 59 que se localiza en el centro cios 30 se registran con orificios 302 en l érica 52a de la primera porción de alojamiento cios 302 permiten el acceso a conectores 301 med mador u otra herramienta para que los conect n atornillarse dentro y fuera del orificio 3 ar su posición en el orificio para balancear la r 41 para que el centro de gravedad esté en la ón 59.

Como se dibuja en la Figura 17, los orifi un ángulo de 45° al horizonte y a la vertical, , los dos orificios (302 mostrados en la Fi en ángulos rectos con respecto uno al otro.

La Figura 17 también muestra aberturas ir una porción de los transductores 71 para mo ovimiento de la masa de sensor 41 y producir se esta al- movimiento. Típicamente, cada transd uras 305. Como se puede observar a partir de l as aberturas 305 tienen rebordes 401 que forman Las Figuras 19(a) a 19(f) muestran porcione ductores de condensador 71 de carga consta ductor mostrado en la Figura 19(a) compre rodos . Un primer electrodo se proporciona ra modalidad mediante una superficie de las r 41 ó 42, que están en potencial a tierra, y se gundo electrodo en la Figura 19(a) (placa 408 a) La Figura 19 (b) muestra el segundo elec nsador que comprende dos elementos de condensado separados que no están en contacto eléctrico. D rimer electrodo se proporciona mediante las r 41 ó 42, que están en potencial a la ti nto de condensador 408b rodea el elemento de con nte invención. El segundo electrodo compren ntos de condensador 408e, 407e, 407f y 408f, , respectivamente, y esta disposición también se generar un "condensador virtual" que se desc nuación .

Se apreciará, que en una variación idad las placas de condensador pueden tener c forma transversal adecuada.

Como un ejemplo, la Figura 20 muestra la u os elementos de condensador 407b y 408b en la y opuestos a una segunda placa de condensa spondiente . En esta modalidad, los eleme nsador 407b y 408b se proporcionan en la f as metálicas que se colocan en el cuerpo aisla laca 411 es metálica y está colocada en la masa d En esta modalidad, la placa 411 proporciona un nsador 407b y 408b sin la placa 411, como se iormente en el contexto de la Figura 17.

La Figura 21 es un diagrama de las masas d 42 que las muestran en su configuración "en u ductores que se localizan en las aberturas ran por números de referencia 71a y 71e.

Como será evidente a partir de la Figura nen cuatro transductores 71 adyacentes a los ext sa de sensor 41. La segunda porción de alojam én tiene cuatro transductores dispuestos adyacen de sensor 42. De esa forma, se proporcion ductores 71 en el gradiómetro.

Al hacer referencia ahora a las Figuras y 23, ahora se describe el sistema de circ ductor 360. Cada uno de los transductores 71a ondensador de carga constante y comprende u El movimiento oscilatorio de las masas de s resulta en un movimiento de los primeros elect nsador (superficies de las masas de sensor 41 ó ión a los segundos electrodos de condensad iento cambia los espacios entre los primero dos electrodos de condensador respectivos y re mbio de voltaje a través de los transductores 7 ndensador de carga constante .

Si los transductores son del tipo como se as Figuras 19(b) a 2.0 , entonces los transduc nentes separados se forman entre el primer ele elemento de condensador del segundo electrodo, y 408b. En este caso, las Figuras 22(a) a 22(d) istema de circuitos de transductor para los trans omponente formados entre la primera placa y un elementos y un sistema de circuitos análogo (et nente formados entre el primer electrodo y uno elementos y dos sistemas de circuitos uetados por consiguiente) se utilizan pa ductores de componente formados entre la primera tros elementos de condensador.

Cada transductor 71a a 7le de compon nsador de carga constante tiene un volt ización separado mediante una fuente de vol ización ??aß? respectiva aplicada a éste, las a 22 (d) muestran el transductor de componente on uno de los elementos de condensador que está otencial a tierra. Como se discute anteriorment ntos de condensador son superficies de las r 41 y 42, que en esta modalidad son eléctr ctoras y conectadas al potencial a tier idades de los voltajes proporcionadas por las fu mueven en la misma dirección, una mitad de las ricas generadas mediante los transductores 71a a nente de condensadores de carga constante ti idad y la otra mitad tiene una polaridad cuentemente , en este caso, las señales el amente se cancelan entre sí. Tal movimiento en ción, por ejemplo, puede generarse medi iento repentino de la aeronave en donde se c ómetro de gravedad y consecuentemente el sis itos de transductor 360 ilustrado en las Figuras reducen el efecto de tales movimientos repenti o de un número de otras fuerzas externas o acele ares externas que no se relacionan al gradi dad.

La señal eléctrica combinada se dirig ficador de bajo ruido que se describirá en el ante respectivos.

Además, el sistema de circuitos 360 de tra ende resistencias .¾aß? 363a a 363e. Estas resi amente tienen una resistencia muy alta, tal co y están dispuestas para prevenir sustancialm de cargas y con ello facilitar que los trans a 7le de componente operen como condensadores ante .

Los voltajes de polarización aplicados nsadores de carga constante generan rostáticas . Consecuentemente, cada transductor 7 én puede funcionar como un accionador.

Si los transductores 71 son del tipo ra en la Figura 19 (a) , entonces el sistema de c mostrado en la Figura 22 es suficiente. Sin emb modalidad específica de la presente invenci ión (modo diferencial (DM, por sus siglas en in segundo sistema de circuitos 360 se utili rcionar retroalimentación para corrección de mo orio externo (modo común (CM, por sus si s) ) , que se describirá a continuación con refe iguras 28(a) y 28(b) y 29.

Alternativamente, los sistemas de circui n estar conectados también para que se ensadores virtuales" . Esto se describirá a cont s detalle y se indica esquemáticamente en la Fig En otra modalidad específica de la ción, los transductores son del tipo como se mu Figura 19(e) o 19(f) y comprenden tres transduc nente. En este caso, se utilizan tres sist itos 360. Esto se indica esquemáticamente en l En esta modalidad, se utilizan dos sistemas de c ío, las frecuencias de resonancia pueden zar una configuración de prueba mecánica en la an fuerzas externas a las masas de sensor 41 recuencias de resonancia no son idénticas, los larización pueden ajustarse hasta que las frecue ancia sean idénticas.

Las sensibilidades de los condensado ductor para percibir el movimiento de las r es linealmente dependiente de las rostáticas y con ello linealmente dependiente jes de polarización aplicados. Consecuenteme le sintonizar tanto las frecuencias de resonan ensibilidades de los traductores.

Como se describe anteriormente, las masas d 42 se disponen para que un movimiento de las t r 41 y 42 con relación una a la otra sea indic a aceleración angular externa por un factor de 1 una consecuencia, las masas de sensor 41 y 42 s se discute anteriormente para tener frecuen ancia casi idénticas hasta dentro de 1 parte amente dentro de 1 parte en 104 . Un impacto ración angular externa se reduce además al siciones de retroalimentación y de proacci siciones similares a retroalimentación y proacc scribirán con referencia a las Figuras 29 y 30 , a reducción de una influencia de una aceleración na por un factor de aproximadamente 103 - 104 .

Además, las masas de sensor 41 y 42 se b icamente para que una distancia entre un centro eje de rotación sea menor que 1 parte amente 1 parte en 107 de un radio de giro de la r, que requiere un alto nivel de precisión mecán ración (no mostrado, pero similar a los sens ración 721 y 723 mostrados en la Figura 22 (c) ) , ensor de capacitancia adicional, y electró ol. El sensor de aceleración se coloca en una con relación a una porción de alojamiento 45 o se percibe una aceleración lineal externa, pro oltaje a un controlador (no mostrado) . El con ces causa que los sensores de transductor 71 gen a de ajuste adecuada que tiene como meta contr diferencia en la torsión que experimentará las i r 41 y 42 como una consecuencia de la aceleració na. Para este propósito, se requiere un pará esta mecánica que es una medida para una relació ración lineal externa y una fuerza de spondiente requerida para contrarrestar una tor ta de la aceleración lineal externa. En consecue na . Ya que las masas de sensor 41 y 42 se dispo iento en el plano x, y, tal desequilibrio ún ita considerarse para aceleración dentro de ese En la modalidad descrita anteriorment res de transductor 71 se proporcionan en la nsadores que también funcionan como accionado apreciar que en una modalidad alternati ómetro de gravedad 1 también puede comprender toras adecuadas que reemplazan los condensador n funciones de percepción y de accio spondientes . El gradiómetro de gravedad de con la modalidad alternativa comprende com rónicos que adaptan la función de las bobinas in sensores y accionadores . La solicitud internac número PCT/AU2006/001269 describe un gradióm dad que incluye bobinas inductoras para perc ercepción") que se utilizan para percibir un t?? as barras de sensor y las disposiciones de inas de resorte") que se utilizan para si edades mecánicas de las barras de sensor. Cualq obinas de resorte puede reemplazarse mediante un rcuitos como se muestra en la Figura 22 (b) .

El sistema de circuitos 700 superc ende una bobina de resorte 702 que tiene induct rante el uso transporta una corriente iO per ica que fluye a través de un interruptor de cal nductor de balastro 706. El interruptor de calo za para establecer inicialmente la corriente tud se elige para proporcionar sintoniza encia para la masa de sensor respectiva. Debido ersistente, ninguna corriente necesita fluir ctores de bomba (excepto inicialmente para es , se divide proporcionalmente al flujo a través ara que pueda modificarse la fuerza que se nte la corriente en la depresión de la bobina de La Figura 22(c) muestra acelerómetros - 72 les x e y, respectivamente. Los acelerómetros 7 enden bobinas 722, 724 y 726, 728, respectiv an corrientes ix e iy que son proporciónal ración lineal de masas de sensor colocadas e t binas .

Las corrientes ix e iy generadas se di ma de circuitos 700 de bobina inductora antes que se genere una fuerza mediante la bobina de que depende de las corrientes generadas medi rómetros 721 y 723. La Figura 22(d) muestra un ircuitos 720 que ilustra cómo pueden inyect circuito de transductor 360 y para prop alimentación activa para controlar las propie ransductores y las masas de sensor 41 y 42.

El circuito de amplificador 366 sim ancia ZL y un componente óhmico de ZL pro iguamiento activo de señales eléctricas re adas mediante los transductores 71a s 71e de co ndensador de carga constante descritos anteriorm iguamiento activo reduce el factor Q de la reso ello aumenta el ancho de banda dentro del cu arse la resonancia. Ese amortiguamiento e ta en amortiguamiento mecánico al generar fu iguamiento electrostático en los transductores mponente de condensador de carga constante. Tipi mortiguamiento activo se ajusta para que el gra ravedad tenga un ancho de banda del orden de 1 ada la frecuencia de resonancia de las masas d 42. Como se describe anteriormente, el circ ductor 360 se dispone para que las osci antes en donde oscilan las masas de sensor 41 ciones opuestas, resulte en una señal eléctrica apacitancia simulada CL de la impedancia sim te la sintonización adecuada de la resonancia y s ayuda a distinguir esa oscilación de resonanc oscilaciones de modo común en donde las masas d 42 oscilan en la misma dirección.

En esta modalidad, el circuito de amplific rciona "amortiguamiento en frío" , que introduce térmico. El amortiguamiento pasivo, tal iguamiento al utilizar una resistencia convenci ya que esto resultaría en ruido térmico.

Como se describe anteriormente, los conde de bajo ruido e impedancias Zl, Z2 y ficador 370 de bajo ruido tiene dos termin da 371 y 372 y la impedancia Zi está conectada nal de salida 369 y la entrada 371 del amplifi ruido. La impedancia Z2 está conectada entre la alida 369 y la entrada 372 del amplificador . La impedancia Z3 está conectada entre la term terminal a tierra 373 común.

El circuito de amplificador 366 si ancia ZL.

— Z1Z—3 (Ecuación ^2 amplificador 370 tiene resistencia co uido R0pt= La densidad de ruido Sr del error de g cido por el ruido térmico cerca de la reson rciona por 4kBTODI27tf0 — ~ (Ecuación ™ Qact en donde ? es el radio del giro de las r 41 y 42 y Qact es el factor Q efectivo asociad iguamiento activo, M es la masa de las masas d 42 y f0 es la frecuencia de resonancia. La den Sr depende del ruido del amplificador y n ratura física del circuito de amplificador, que tiguamiento en frío" y control de otras pro icas sin introducir ruido térmico importante raturas de operación normal tal como te El accionador mostrado en la Figura 27 ta ra esquemáticamente en la Figura 8 por referenc os 53 y 54. Los accionadores son los mismo as 28(a) y 28(b) se describirán con refere nador 54.

El accionador 54 comprende en esta modal permanente 410 de NdFeB, un núcleo de hierro bla separador 412 no magnético (aluminio, delr miento 413 de mumetal o permalloy, un ensamble d ? 414, una barra hueca 428 y un tubo 430 que for alojamiento 413 y en donde la barra hueca 423 oriamente .

El ensamble de bobina de voz 414 se mont 430 y el imán permanente 410 y el núcleo d 414 se proporcionan con orificios internos a t cuales penetra la barra 430 para que la barra 43 se movimiento mediante el control de los acci amente descritos.

Las Figuras 28(a) y 28(b) muestran una vis nsversal esquemática del gradiometro de gravedad dica previamente, el gradiometro de gravedad 1 c lojamiento 2 que se gira mediante un montaje un eje z. La plataforma externa 3 comprende u ior 500 y una etapa intermedia 502 y una etapa El alojamiento 2 se monta para que gire con ior 500 mediante la unidad de tracción z etes. La unidad de tracción z proporciona nua a una velocidad muy estable. La frecue ión en esta modalidad se puede seleccionar entr La etapa intermedia 502, que incluye la etapa uede girar sobre el eje x mediante la unidad de O, que incluye cojinetes y la etapa exterior 5 ción en un bucle de retroal imentac ion . ribirá a continuación en más detalle con refe igura 29.

La plataforma externa se dispone -estabilizar el alojamiento 2 sobre el eje x, un factor de ganancia de aproximadamente 100 o de banda de 20 Hz . Esto se logra al útil osición de cojinete de "cardán" de 3 eje rita con motores de torsión de unidad de cta (508 , 510 y 512). En esta modali onización adecuada de la unidad de fracción corrección de rotación sobre el eje z se 1 izar la señal de "modo común" proporcion onentes de transductor respectivos colocados aloj amiento 2.

La Figura 29 muestra un diagrama de bl rtada mediante la estructura a través de un accionador que implica una torsión (fuerza) e. Cada cardán tiene dos entradas indepen cipalmente movimiento aplicado a la estructur za aplicada directamente a la parte su ante la estructura. Esto únicamente tiene una cipalmente la posición angular de la parte s to responde de forma diferente a las dos entra La fuerza de retroal imentación Fe cont alteración externa Z. Esto puede expresarse iguiente ecuación Xe = Hf Fe + Hz Z (Ecuació en donde Hf y Hz son constantes .

La Ecuación 3 puede escribirse como Xe = Hf (Fe + e Z) (Ecuació en donde Ke = Hz/Hf. tadora. Esto proporciona una señal (us tal) que mide la posición angular y la v lar de la parte soportada del cardán interio 1 se utiliza en el controlador 608 ( ímente digital) para implementar oalimentación.

La plataforma interna puede representars a análoga en donde los bloques 612 y 614 eti puesta al movimiento" y "respuesta a la ectivamente , ambos representan la estruct án del eje z dentro del alojamiento 2. Los ransductor 71 y el accionador 54 se desc riormente .

En la modalidad antes descrita, el gra ravedad 1 se dispone para que se controle la e el eje z mediante la plataforma externa riormente, la misma señal también se utiliza a plataforma interna en un bucle de retroalim estabilizar el instrumento contra la ace lar aplicada (a través del accionador 5 cificación para este sistema de retroalim rna es estricta y para facilitar este requer ransfiere algo de la carga a la plataforma ex forma .

La Figura 30 muestra un diagrama de blo ilustra la estabilización (sin rotación) sobr Y , que se realiza exclusivamente medi aforma externa. Todos los elementos de la Fi e describieron anteriormente y funcionan en u oga para inhibir la rotación sobre los ejes x Aunque la invención se describió con re jemplos particulares, se apreciará por modalidad y es posible una variedad de variac ir de la modalidad descrita.

En una variación de la modalidad antes d radiómetro de gravedad no se dispone para e el eje z y la plataforma interna se dispone te adecuado del movimiento de las masas de se uzca sobre los ejes x, y, y z. En este c iómetro de gravedad típicamente comprende com rconductores y los sensores de transductor 1 ritos pueden proporcionarse en la forma de rconductoras. Tal disposición se describe en la Solicitud Internacional de PCT pendie lución del solicitante PCT/AU2006/ 001276.

Además, el gradiómetro de gravedad onerse para medir otros componentes del gradi edad, en cuyo caso el gradiómetro de graveda En las reivindicaciones a continuación ripción precedente de la invención, excepto e ontexto lo requiera de otra forma debido al so o a la implicación necesaria, la renden" o variaciones tal como "comprende" rende" se utiliza en un sentido inclusivo, es especificar la presencia de las carácte ionadas pero no para excluir la presenci ión de características adicionales en lidades de la invención.

Se hace constar que con relación a esta ejor método conocido por la solicitante para ráctica la citada invención, es el que resul a presente descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como ante ma como propiedad lo contenido en las si ndicaciones : 1. - Un gradiómetro de gravedad para det ente de gravedad, caracterizado porque comprende al menos dos masas de sensor que pueden gir respectivos y cada uno experimenta un cambio de spuesta a un cambio en gradiente de gravedad con ños dos masas de sensor se mueven con relación en respuesta al cambio en gradiente de graved una señal indicativa del gradiente de gra a en respuesta al movimiento relativo de al m de sensor; un sensor de aceleración para perci asas de sensor en respuesta al cambio en el grad dad . 2. - El gradiómetro de gravedad de conform eivindicación 1, caracterizado porque el pará uesta mecánica depende de una sensibilidad mecáni s una masa de sensor a una fuerza aplicada. 3. - El gradiómetro de gravedad de conform eivindicación 1, caracterizado porque el pará esta mecánica depende de una magnitud de un mo lo de masa de al menos una masa de sensor de al m S de sensor. 4. - El gradiómetro de gravedad de conform quiera de las reivindicaciones 1 a 3, carac e el accionador y el sensor de aceleración fo e de una disposición de control de proacci rolar la fuerza de ajuste. ión de al menos una masa de sensor. 7. - El gradiometro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones 5 ó 6, carac e el pivote es una viga flexional . 8. - El gradiometro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones 6 ó 7, carac e el centro de masa de cada masa de sensor se a proximidad de los ejes respectivos y porque porción de la diferencia entre las t imentadas mediante las masas de sensor cuencia de diferentes ubicaciones de los centros elación al eje respectivo. 9. - El gradiometro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones precedentes, carac e los ejes respectivos se alinean para ser coaxi 10. - El gradiometro de gravedad de conform ncia que es menor que 1 parte en 5 x 106 de un de la masa de sensor. 12. - El gradiometro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones precedentes, carac e cada masa de sensor tiene un centro de masa aza desde el eje respectivo de rotación ncia que es menor que 1 parte en 10 de un radio masa de sensor. 13. - El gradiometro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones precedentes, carac e la fuerza de ajuste se aplica para que se loc o de masa de cada masa de sensor dentro de 10 nm ctivo . 14. - El gradiometro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones precedentes, carac e un centro de masa de cada masa de sensor se 16. - El gradiómetro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones precedentes, carac e al menos una porción del sensor de aceler iza en una ubicación fija con relación a una de asas de sensor. 17. - El gradiómetro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones precedentes, carac e comprende condensadores que se disponen para iento relativo de al menos dos masas de sensor g eléctrica en los condensadores. 18. - El gradiómetro de gravedad de conform uiera de las reivindicaciones 1 a 16, carac e comprende bobinas inductoras que se disponen vimiento relativo de al menos dos masas de senso eñal eléctrica en las bobinas inductoras. 19. - El gradiómetro de gravedad de conform 21.- Un método para detectar una señal de g ravedad que utiliza un detector caracterizado ende al menos dos masas de sensor que se pueden una experimenta un cambio en torsión en respue o en el gradiente de gravedad con lo cual al m de sensor se mueven con relación una a la otra; determinar un parámetro de respuesta ado con al menos una de al menos dos masas de se percibir una aceleración asociada c ración externa; generar una fuerza de ajuste que se aplica eduzca una diferencia entre las magnitudes ones experimentadas mediante al menos dos m r, la fuerza de ajuste que depende de una ace bida y un parámetro de respuesta mecánica determ detectar la señal de gradiente de gravedad.