RU158232U1 - DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES Download PDF

Info

Publication number
RU158232U1
RU158232U1 RU2015129237/28U RU2015129237U RU158232U1 RU 158232 U1 RU158232 U1 RU 158232U1 RU 2015129237/28 U RU2015129237/28 U RU 2015129237/28U RU 2015129237 U RU2015129237 U RU 2015129237U RU 158232 U1 RU158232 U1 RU 158232U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanotubes
acceleration
plates
gravity
working fluid
Prior art date
Application number
RU2015129237/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максуджон Файзулоевич Умаров
Максим Евгеньевич Юрин
Халим Гафурович Гафуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ)
Priority to RU2015129237/28U priority Critical patent/RU158232U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU158232U1 publication Critical patent/RU158232U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Устройство для измерения ускорения свободного падения тел на основе нанотрубок, отличающееся тем, что между обкладками плоского конденсатора, выполненного из токопроводящих пластин, находится рабочее тело, выполненное из токонепроводящих нанотрубок, внутри которых имеется рабочая жидкость.A device for measuring the acceleration of gravity of bodies based on nanotubes, characterized in that between the plates of a flat capacitor made of conductive plates, there is a working fluid made of conductive nanotubes, inside which there is a working fluid.

Description

Полезная модель относится к области гравиметрии и сейсмологии и предназначена для измерения величины ускорения свободного падения с высокой точностью. Предлагаемое устройство может быть использовано для оценки изменений ускорения свободного падения при обнаружении полезных ископаемых и контроля сейсмической активности.The utility model relates to the field of gravimetry and seismology and is designed to measure the magnitude of the acceleration of gravity with high accuracy. The proposed device can be used to assess changes in the acceleration of gravity when detecting minerals and monitoring seismic activity.

В настоящее время известен способ и устройство для измерения ускорения свободного падения (Патент 2494405 РФ, МПК G01P 15/14, G01V 7/00, 2013). Конструкция устройства включает твердую платформу с возможностью переворота вокруг горизонтальной оси, на которой установлен чувствительный элемент, выполненный в виде насаженного на ось диска со сквозными отверстиями, через которые проходит световой поток от источника. Оптическая система съема информации состоит из двух датчиков с пересчетными устройствами, фиксирующими изменение световых импульсов по количеству пересечений светового потока осью волчка. Затем данные, получаемые с датчиков, обрабатываются путем сложных математических преобразований с определением величины ускорения свободного падения. Данное устройство обладает рядом существенных недостатков, а именно:Currently, a known method and device for measuring the acceleration of gravity (Patent 2494405 RF, IPC G01P 15/14, G01V 7/00, 2013). The design of the device includes a solid platform with the possibility of a revolution about a horizontal axis, on which a sensing element is mounted, made in the form of a disk mounted on an axis with through holes through which the light flux from the source passes. The optical information retrieval system consists of two sensors with recounting devices that record the change in light pulses by the number of intersections of the light flux by the top axis. Then the data obtained from the sensors are processed by complex mathematical transformations with the determination of the value of the acceleration of gravity. This device has a number of significant disadvantages, namely:

1) сложностью в автоматизации процесса вычисления величины ускорения свободного падения;1) the complexity in automating the process of calculating the magnitude of the acceleration of gravity;

2) необходимостью размещения устройства на ровной горизонтальной поверхности;2) the need to place the device on a flat horizontal surface;

3) недостаточной достоверностью фиксируемых данных из-за появления методических ошибок;3) insufficient reliability of the recorded data due to the appearance of methodological errors;

4) сложностью конструктивного исполнения устройства.4) the complexity of the design of the device.

Также известен способ и устройство для измерения ускорения свободного падения (Патент 2504803 РФ, МПК G01V 7/00, 2014). Данное устройство оснащено гравиметрическим датчиком, содержащим пробную массу и электромеханический преобразователь, расположенный на диске с осью; первичным преобразователем; регистратором деформации; усилителем; цифровым преобразователем; компьютером. Вращение диска в прямом и обратном направлениях с заданной угловой скоростью осуществляется приводом принудительного вращения. Диск размещен в координатном устройстве, обеспечивающем возможность выполнять измерения в выбранном пространственном положении плоскости вращения. Устройство оснащено регистратором угловой скорости вращения диска, например секундомером.Also known is a method and apparatus for measuring acceleration of gravity (RF Patent 2504803, IPC G01V 7/00, 2014). This device is equipped with a gravimetric sensor containing a test mass and an electromechanical transducer located on a disk with an axis; primary converter; deformation recorder; an amplifier; digital converter; by computer. The rotation of the disk in the forward and reverse directions with a given angular velocity is carried out by a forced rotation drive. The disk is placed in a coordinate device that provides the ability to perform measurements in the selected spatial position of the rotation plane. The device is equipped with a recorder of angular speed of rotation of the disk, for example, a stopwatch.

Данное устройство имеет следующие недостатки: оно не обладает достаточной достоверностью измерений, требует размещения на ровной поверхности и подготовки персонала к измерениям.This device has the following disadvantages: it does not have sufficient reliability of measurements, requires placement on a flat surface and training personnel for measurements.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для осуществления капиллярного способа измерения ускорения свободного падения (Патент 2527657 РФ, МПК G01V 7/00, 2014). Устройство содержит плоский конденсатор, между обкладками которого находится рабочее тело, выполненное из набора тонких капилляров, причем обкладки и рабочее тело помещены в емкость со смачивающейся жидкостью. При изменении величины ускорения свободного падения меняется уровень поднятия жидкости в капиллярах, изменяя, в свою очередь, объем жидкости между обкладками конденсатора и величину его емкости.Closest to the proposed device is a device for implementing the capillary method of measuring the acceleration of gravity (Patent 2527657 of the Russian Federation, IPC G01V 7/00, 2014). The device contains a flat capacitor, between the plates of which there is a working fluid made of a set of thin capillaries, and the plates and the working fluid are placed in a container with a wettable liquid. When the magnitude of the acceleration of gravity changes, the level of liquid rise in the capillaries changes, changing, in turn, the volume of liquid between the plates of the capacitor and the value of its capacity.

Недостатком данного изобретения является то, что конденсаторы, построенные, на основе предложенного способа, имеют значительные габариты, что накладывает существенные ограничения по возможности применения данного устройства.The disadvantage of this invention is that the capacitors built on the basis of the proposed method have significant dimensions, which imposes significant restrictions on the possibility of using this device.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является уменьшение габаритов устройства для измерения ускорения свободного падения при обеспечении высокой точности его работы.The technical result, the achievement of which is proposed by the proposed utility model, is to reduce the size of the device for measuring the acceleration of gravity while ensuring high accuracy of its operation.

Технический результат достигается благодаря использованию в устройстве нанотрубок в качестве рабочего тела.The technical result is achieved through the use of nanotubes in the device as a working fluid.

Суть предлагаемого устройства для измерения ускорения свободного падения на основе нанотрубок заключается в следующем. Нанотрубка обладает капиллярными свойствами и если поместить такой капилляр с рабочей жидкостью между обкладками плоского конденсатора, то значение емкости конденсатора будет определяться уровнем поднятия жидкости в нанотрубке, и соответственно зависеть от ускорения свободного падения.The essence of the proposed device for measuring the acceleration of gravity based on nanotubes is as follows. A nanotube has capillary properties and if you place such a capillary with a working fluid between the plates of a flat capacitor, then the value of the capacitance of the capacitor will be determined by the level of liquid rise in the nanotube, and accordingly depend on the acceleration of gravity.

Описание иллюстраций:Description of illustrations:

Фиг. 1 - Конденсатор на основе нанотрубки;FIG. 1 - Nanotube-based capacitor;

Фиг. 2 - Зависимость емкости конденсатора на основе нанотрубки C(g)(нФ) от значения ускорения свободного падения тел g (Гал).FIG. 2 - Dependence of the capacitance of a capacitor based on a nanotube C (g) (nF) on the value of the gravitational acceleration of bodies g (Gal).

В основу предлагаемого устройства заложены капиллярные свойства токонепроводящей нанотрубки 1, помещенной между обкладками 2 плоского конденсатора, выполненными из токопроводящих пластин с выводами 3. За счет капиллярных свойств рабочая жидкость 4 внутри токонепроводящей нанотрубки 1 поднимется на высоту h, которая зависит от величины ускорения свободного падения g.The proposed device is based on the capillary properties of a conductive nanotube 1, placed between the plates 2 of a flat capacitor made of conductive plates with leads 3. Due to the capillary properties, the working fluid 4 inside the conductive nanotube 1 rises to a height h, which depends on the value of the gravitational acceleration g .

В свою очередь, рабочая жидкость 4, которая поднимется внутри токонепроводящей нанотрубки 1, влияет на емкость конденсатора. Емкость конденсатора C при постоянном значении диэлектрической проницаемости ε2 используемой рабочей жидкости 4, значении диэлектрической проницаемости воздуха ε1, значении диэлектрической проницаемости вакуума ε0, расстояния a между обкладками 2, высоты b обкладок 2 и диаметра d токонепроводящей нанотрубки 1 зависит от значения ускорения свободного падения g, и определяется по формуле:In turn, the working fluid 4, which rises inside the conductive nanotube 1, affects the capacitance of the capacitor. The capacitance of the capacitor C at a constant value of the dielectric constant ε 2 of the used working fluid 4, the dielectric constant of air ε 1 , the dielectric constant of vacuum ε 0 , the distance a between the plates 2, the height b of the plates 2 and the diameter d of the non-conducting nanotube 1 depends on the acceleration value of the free fall g, and is determined by the formula:

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является возможность изменения его емкости С на несколько порядков при использовании конденсатора с несколькими сотнями токонепроводящих нанотрубок 1, установленных между его обкладками 2.A distinctive feature of the proposed device is the ability to change its capacitance C by several orders of magnitude when using a capacitor with several hundred current-conducting nanotubes 1 installed between its plates 2.

Так на основе полученных результатов изменение значения емкости C конденсатора на основе токонепроводящей нанотрубки 1 при изменении значения ускорения свободного падения на 1 Гал составляет несколько пикофарад:So, based on the results obtained, a change in the capacitance C of a capacitor based on a current-conducting nanotube 1 with a change in the acceleration of gravity by 1 Gal is several picofarads:

С(981)-С(980)=3,535·10-12 Ф.C (981) -C (980) = 3.535 × 10 -12 F.

При использовании конденсатора с 500 токонепроводящими нанотрубками 1, установленными между его обкладками 2, можно получить изменение емкости C в несколько нанофарад:When using a capacitor with 500 current-conducting nanotubes 1 installed between its plates 2, it is possible to obtain a change in capacitance C to a few nanofarads:

С(981)-С(980)=1,767·10-9 Ф,C (981) -C (980) = 1.767 · 10 -9 F,

что является доступной для измерения величиной.what is available for measurement by value.

Применение данного устройства не требует серьезных подготовительных и организационных затрат и сокращает количество возможных методических ошибок со стороны обслуживающего персонала. Конструкция устройства обладает компактностью, универсальностью, значительной точностью и высокой степенью возможной автоматизации измерений.The use of this device does not require serious preparatory and organizational costs and reduces the number of possible methodological errors on the part of staff. The design of the device has compactness, versatility, significant accuracy and a high degree of possible automation of measurements.

Claims (1)

Устройство для измерения ускорения свободного падения тел на основе нанотрубок, отличающееся тем, что между обкладками плоского конденсатора, выполненного из токопроводящих пластин, находится рабочее тело, выполненное из токонепроводящих нанотрубок, внутри которых имеется рабочая жидкость.
Figure 00000001
A device for measuring the acceleration of free fall of bodies based on nanotubes, characterized in that between the plates of a flat capacitor made of conductive plates, there is a working fluid made of conductive nanotubes, inside which there is a working fluid.
Figure 00000001
RU2015129237/28U 2015-07-16 2015-07-16 DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES RU158232U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129237/28U RU158232U1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129237/28U RU158232U1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU158232U1 true RU158232U1 (en) 2015-12-27

Family

ID=55023593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129237/28U RU158232U1 (en) 2015-07-16 2015-07-16 DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU158232U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103018784B (en) Simple-pendulum absolute gravimeter based on two-point fixed differential measurement
CN106802176A (en) A kind of water level detecting system
CN204154601U (en) A kind of infrared electro level sensing formula capillary viscosity determination experiment instrument
CN103217252A (en) Movable container type high-precision micro-pressure detection device
CN103541725A (en) Method for obtaining holding rate of horizontal well through interfacial level
CN107121708A (en) Absolute gravity measurement system and measuring method
US11231335B2 (en) Calibration device and process
Park et al. High accuracy pressure type liquid level measurement system capable of measuring density
Tkalich et al. Analysis of errors in micromechanical devices
RU158232U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ACCELERATION OF FREE FALL ON THE BASIS OF NANOTUBES
CN106556878A (en) A kind of brace suspension type gravity gradiometer
CN207198347U (en) Absolute gravity measurement system
CN203786967U (en) Kinetic friction coefficient measuring and weightlessness and overweight demonstrating apparatus
CN109901239B (en) Method and system for measuring formation density
Ooi et al. Applying MEMS accelerometers to measure ground vibration and characterize landslide initiation features in laboratory flume test
CN103344300A (en) Detection device of oil-water interface position and detection method thereof
CN208223477U (en) A kind of Portable field survey gradient instrument
CN207231472U (en) Fixed capacitive grating encoder inclination measurement device, inclinometer, deviation survey equipment and inclination measurement system
CN105842120B (en) Piping physical experiments medium viscosity continuous measuring device and method
CN108873090B (en) A kind of gravity measuring device and measurement method based on light suspension
CN106468647B (en) Detect the device and method of the concentration of particulate in air
CN203704919U (en) Differential liquid capacitor tilt sensor
CN206724941U (en) Ranging and angle device based on parallelogram linkage
US3696661A (en) Method and apparatus for measuring the yield stress of non-newtonian fluids
CN2134649Y (en) Oil viscosity measuring instrument

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160301