RU2738733C1

RU2738733C1 - Seismic sensor

Info

Publication number: RU2738733C1
Application number: RU2020110334A
Authority: RU
Inventors: Олег Анатольевич Герасимчук; Анатолий Константинович Барышников; Ольга Владимировна Барышникова
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-12-16
Also published as: EA202092740A3; EA202092740A2

Abstract

FIELD: measurement.

SUBSTANCE: invention relates to seismic detectors. Summary: seismometer includes housing (1), two resilient elements (2) between bracket (3) and housing (1), two magnetic systems (4). Magnetic systems (4) consist of series-connected cylindrical magnetic conductors (5), permanent magnet (6) and pole tip (7). Multi-sectional coil (8) is located between magnetic conductors (5) and pole tips (7) of magnetic systems. Seismometer also includes generator (9) and amplification unit (10). Amplification unit (10) includes serially connected preamplifier (11), demodulator (12) and feedback circuit (13). At that, amplification unit (10) is connected to output contact (14) and connected by its additional output to input of multi-section coil (8). Besides, seismometer includes input contact (15) connected to additional input of multi-section coil (8), transformer (16), first end electrode (17) of capacitive sensor isolated from housing (1) by first dielectric spacer (18), second end electrode (19) of capacitive sensor, isolated from magnetic system (4) by second dielectric spacer (20), third end electrode (21) of capacitive sensor, insulated from magnetic system (4) by third dielectric spacer (22), fourth end electrode (23) of capacitance sensor isolated from housing (1) by fourth dielectric spacer (24), and micromotor (25). At that, amplification unit (10) is made with additional inputs connected to generator (9), transformer (16) is connected to inputs to generator (9), and micromotor (25) is installed on housing (1). Seismometer additionally comprises connected fifth end, sixth, seventh and eighth electrodes (26-29) of capacitance sensor, connected to bracket (3) through fifth, sixth, seventh and eighth dielectric spacers (30-33) respectively. Besides, seismometer includes series-connected spring (34), rod (35) and arrester (36) mechanically connected with micromotor (25). Spring (34) is connected to bracket (3). Output winding of transformer (16) is connected by the first lead to the first and the third end electrodes (17, 21) of the capacitive sensor, the second lead is connected to the second and fourth end electrodes (19, 23) of the capacitive sensor. Input of amplification unit (10) is connected between fifth, sixth, seventh, eighth electrodes (26–29) of capacitance sensor and middle output of transformer (16). Magnetic systems (4) are installed on housing (1) made in form of magnetic shield. Multi-section coil (8) is connected to bracket (3) made of electrically insulating material.

EFFECT: technical result is high accuracy of measuring seismic actions.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области гравиинерциальных измерений, а именно к сейсмометрии.The invention relates to measuring equipment, in particular to the field of gravi-inertial measurements, namely to seismometry.

Известен сейсмометр [1], содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем, генератор синусоидальных колебаний, усилитель. Сейсмометр также содержит емкостной датчик с возбуждающими электродами, первым выходным электродом и вторым выходным электродом, два магнитомягких стержня, а также две диэлектрических прокладки. Сейсмометр также содержит трансформатор и две диэлектрические прокладки.Known seismometer [1] containing a base, two elastic elements, a bracket, two magnetic systems, a multi-section coil located between the magnetic circuits and pole pieces of magnetic systems, a generator of sinusoidal oscillations, an amplifier. The seismometer also contains a capacitive sensor with exciting electrodes, a first output electrode and a second output electrode, two soft magnetic rods, and two dielectric spacers. The seismometer also contains a transformer and two dielectric spacers.

Этот сейсмометр не обеспечивает требуемую точность измерения сейсмических воздействий из-за низкого соотношения сигнал / шум.This seismometer does not provide the required measurement accuracy of seismic effects due to its low signal-to-noise ratio.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сейсмометр [2]. Этот сейсмометр содержит основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода, постоянного магнита и полюсного наконечника, многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем, генератор синусоидальных колебаний, усилитель, соединенный выходами со входами многосекционной катушки, а первым входом и вторым входом соединенный с генератором синусоидальных колебаний, цилиндрический корпус, первую диэлектрическую прокладку, емкостной датчик с возбуждающими электродами, первым выходным электродом и вторым выходным электродом, соединенными с третьим входом и четвертым входом усилителя, два магнитомягких стержня, закрепленных в цилиндрическом корпусе соосно с продольной осью магнитных систем и помещенных коническими концами в отверстиях на торцевых частях магнитных систем, выходные электроды емкостного датчика расположены на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, закрепленного по внешней поверхности на основании, магнитные системы соединены встречно и посредством кронштейна и двух упругих элементов закреплены на основании и размещены внутри цилиндрического корпуса, внутри которого установлена также многосекционная катушка, размещенная на каркасе, закрепленном в цилиндрическом корпусе, содержит трансформатор, вторую диэлектрическую прокладку, размещенную между корпусом и выходными электродами емкостного датчика, соединенные вместе четные дополнительные возбуждающие электроды и соединенные вместе нечетные дополнительные возбуждающие электроды емкостного датчика, размещенные на магнитопроводах и изолированные от магнитопроводов первой диэлектрической прокладкой, соединенные вместе четные дополнительные выходные электроды и соединенные вместе нечетные дополнительные выходные электроды емкостного датчика, первый торцевой выходной электрод емкостного датчика, изолированный от корпуса первой торцевой диэлектрической прокладкой, первый торцевой возбуждающий электрод емкостного датчика, изолированный от магнитной системы второй торцевой диэлектрической прокладкой, второй торцевой возбуждающий электрод емкостного датчика, изолированный от магнитной системы третьей торцевой диэлектрической прокладкой, второй торцевой выходной электрод емкостного датчика, изолированный от корпуса четвертой торцевой диэлектрической прокладкой, втулку, связанную с полюсными наконечниками и электропривод, связанный с магнитомягкими стержнями, а усилитель выполнен дифференциальным с пятым входом и шестым входом, причем пятый вход усилителя соединен с дополнительными четными выходными электродами емкостного датчика и со вторым торцевым выходным электродом емкостного датчика, шестой вход усилителя соединен с дополнительными нечетными выходными электродами емкостного датчика и с первым торцевым выходным электродом емкостного датчика, первый и второй торцевые возбуждающие электроды емкостного датчика подключены к четным дополнительным возбуждающим электродам емкостного датчика, трансформатор подключен входами к генератору синусоидальных колебаний, а выходами подключен к четным и нечетным дополнительным возбуждающим электродам емкостного датчика.The closest technical solution to the proposed one is a seismometer [2]. This seismometer contains a base, two elastic elements, a bracket, two magnetic systems consisting of a series-connected cylindrical magnetic circuit, a permanent magnet and a pole piece, a multi-section coil located between the magnetic circuits and pole pieces of magnetic systems, a sinusoidal oscillator, an amplifier connected by outputs to inputs multi-section coil, and the first input and the second input connected to the generator of sinusoidal oscillations, the cylindrical body, the first dielectric spacer, the capacitive sensor with exciting electrodes, the first output electrode and the second output electrode connected to the third input and the fourth input of the amplifier, two magnetically soft rods fixed in a cylindrical case coaxially with the longitudinal axis of the magnetic systems and placed with conical ends in the holes on the end parts of the magnetic systems, the output electrodes of the capacitive sensor are located on the inner surface of the cylindrical of the case, fixed on the outer surface on the base, the magnetic systems are connected oppositely and by means of a bracket and two elastic elements are fixed on the base and placed inside the cylindrical case, inside which there is also a multi-section coil placed on the frame, fixed in the cylindrical case, contains a transformer, the second dielectric spacer located between the case and the output electrodes of the capacitive sensor, connected together even additional exciting electrodes and connected together odd additional exciting electrodes of the capacitive sensor, located on the magnetic circuits and isolated from the magnetic circuits by the first dielectric spacer, connected together even additional output electrodes and connected together odd additional output electrodes of the capacitive sensor, the first end output electrode of the capacitive sensor, isolated from the body by the first end dielectric spacer, the first then The end exciting electrode of the capacitive sensor, isolated from the magnetic system by the second end dielectric spacer, the second end exciting electrode of the capacitive sensor, isolated from the magnetic system by the third end dielectric spacer, the second end output electrode of the capacitive sensor, isolated from the body by the fourth end dielectric spacer, the sleeve connected to pole pieces and an electric drive connected to the soft magnetic rods, and the amplifier is made differential with the fifth input and the sixth input, and the fifth input of the amplifier is connected to the additional even output electrodes of the capacitive sensor and to the second end output electrode of the capacitive sensor, the sixth input of the amplifier is connected to the additional odd output electrodes of the capacitive sensor and with the first end output electrode of the capacitive sensor, the first and second end exciting electrodes of the capacitive sensor are connected to even additional exciting electrodes of the capacitive sensor, the transformer is connected by inputs to the generator of sinusoidal oscillations, and the outputs are connected to the even and odd additional exciting electrodes of the capacitive sensor.

В сравнении с указанным выше данный сейсмометр обладает более высокими метрологическими характеристиками, однако имеет недостаточную точность измерения сейсмических воздействий из-за подвески на упругой опоре магнитной системы, что вызывает повышенную чувствительность к внешнему магнитному полю, в том числе, к скачкам магнитного поля Земли. В предложенном техническом решении недостаток устраняется двойным магнитным экранированием подвески многосекционной катушки на упругой опоре и конструкцией емкостных датчиков и механизма арретирования и центрирования применительно к этому техническому решению.In comparison with the above, this seismometer has higher metrological characteristics, however, it has insufficient accuracy in measuring seismic effects due to the suspension on an elastic support of the magnetic system, which causes increased sensitivity to an external magnetic field, including jumps in the Earth's magnetic field. In the proposed technical solution, the disadvantage is eliminated by double magnetic shielding of the suspension of the multisection coil on an elastic support and the design of the capacitive sensors and the locking and centering mechanism as applied to this technical solution.

Недостатком прототипа является недостаточная точность измерения сейсмических воздействий.The disadvantage of the prototype is the lack of accuracy in measuring seismic effects.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение точности измерения сейсмических воздействий.The technical result provided by the claimed invention is to improve the measurement accuracy of seismic effects.

Технический результат достигается тем, что сейсмометр, содержащий корпус, два упругих элемента между кронштейном и корпусом, две магнитные системы, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода, постоянного магнита и полюсного наконечника, а также многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем, генератор, блок усиления, включающий последовательно соединенные предварительный усилитель, демодулятор и цепи обратной связи, при этом блок усиления подключен к выходному контакту и соединен дополнительным выходом со входом многосекционной катушки, а также входной контакт, подключенный к дополнительному входу многосекционной катушки, трансформатор, первый торцевой электрод емкостного датчика, изолированный от корпуса первой диэлектрической прокладкой, второй торцевой электрод емкостного датчика, изолированный от магнитной системы второй диэлектрической прокладкой, третий торцевой электрод емкостного датчика, изолированный от магнитной системы третьей диэлектрической прокладкой, четвертый торцевой электрод емкостного датчика, изолированный от корпуса четвертой диэлектрической прокладкой, и микродвигатель, причем блок усиления выполнен с дополнительными входами, подключенными к генератору, трансформатор подключен входами к генератору, а микродвигатель установлен на корпусе, дополнительно содержит соединенные вместе торцевые пятый, шестой, седьмой и восьмой электроды емкостного датчика, связанные с кронштейном, соответственно, через пятую, шестую, седьмую и восьмую диэлектрические прокладки, последовательно соединенные пружину, шток и арретир, механически связанные с микродвигателем, причем пружина связана с кронштейном, выходная обмотка трансформатора подключена первым выводом к первому и третьему торцевым электродам емкостного датчика, вторым выводом подключена ко второму и четвертому торцевым электродам емкостного датчика, вход блока усиления подключен между пятым, шестым, седьмым, восьмым электродами емкостного датчика и средним выводом трансформатора, магнитные системы установлены на корпусе, выполненном в виде магнитного экрана, а многосекционная катушка связана с кронштейном, выполненным из электроизоляционного материала.The technical result is achieved by the fact that a seismometer containing a body, two elastic elements between the bracket and the body, two magnetic systems consisting of a series-connected cylindrical magnetic circuit, a permanent magnet and a pole piece, as well as a multi-section coil located between the magnetic circuits and pole pieces of magnetic systems, a generator, an amplification unit including a series-connected preamplifier, a demodulator and feedback circuits, while the amplification unit is connected to the output contact and is connected by an additional output to the input of the multi-section coil, as well as an input contact connected to the additional input of the multi-section coil, a transformer, the first end capacitive sensor electrode, isolated from the body by the first dielectric spacer, the second end electrode of the capacitive sensor, isolated from the magnetic system by the second dielectric spacer, the third end electrode of the capacitive sensor, isol isolated from the magnetic system by a third dielectric spacer, the fourth end electrode of the capacitive sensor, isolated from the body by a fourth dielectric spacer, and a micromotor, and the amplification unit is made with additional inputs connected to the generator, the transformer is connected by inputs to the generator, and the micromotor is installed on the body, additionally contains the end fifth, sixth, seventh and eighth electrodes of the capacitive sensor connected together, connected to the bracket, respectively, through the fifth, sixth, seventh and eighth dielectric spacers, a spring connected in series, a rod and a lock, mechanically connected to the micromotor, the spring being connected to the bracket, the output winding of the transformer is connected by the first terminal to the first and third end electrodes of the capacitive sensor, the second terminal is connected to the second and fourth end electrodes of the capacitive sensor, the input of the amplification unit is connected between the fifth, sixth, seventh, eighth elements With the electrodes of the capacitive sensor and the middle terminal of the transformer, the magnetic systems are installed on a housing made in the form of a magnetic shield, and the multi-section coil is connected to a bracket made of electrical insulating material.

Такое выполнение сейсмометра обеспечивает повышение точности измерения сейсмических воздействий.This design of the seismometer improves the measurement accuracy of seismic effects.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого сейсмометра.The drawing shows a functional diagram of the proposed seismometer.

Принятые обозначения:Accepted designations:

1 - корпус; 2 - упругие элементы; 3 - кронштейн; 4 - магнитные системы; 5 - цилиндрический магнитопровод; 6 - постоянный магнит; 7 - полюсный наконечник; 8 - многосекционная катушка; 9 - генератор; 10 - блок усиления; 11 - предварительный усилитель; 12 - демодулятор; 13 - цепи обратной связи; 14 - выходной контакт; 15 - входной контакт; 16 - трансформатор; 17 - первый торцевой электрод емкостного датчика; 18 - первая диэлектрическая прокладка; 19 - второй торцевой электрод емкостного датчика; 20 - вторая диэлектрическая прокладка; 21 - третий торцевой электрод емкостного датчика; 22 - третья диэлектрическая прокладка; 23 - четвертый торцевой электрод емкостного датчика; 24 - четвертая диэлектрическая прокладка; 25 - микродвигатель; 26 - пятый торцевой электрод емкостного датчика; 27 - шестой торцевой электрод емкостного датчика; 28 - седьмой торцевой электрод емкостного датчика; 29 - восьмой торцевой электрод емкостного датчика; 30 - пятая диэлектрическая прокладка; 31 - шестая диэлектрическая прокладка; 32 - седьмая диэлектрическая прокладка; 33 - восьмая диэлектрическая прокладка; 34 - пружина; 35 - шток; 36 - арретир.1 - case; 2 - elastic elements; 3 - bracket; 4 - magnetic systems; 5 - cylindrical magnetic circuit; 6 - permanent magnet; 7 - pole piece; 8 - multi-section coil; 9 - generator; 10 - amplification unit; 11 - preamplifier; 12 - demodulator; 13 - feedback circuits; 14 - output contact; 15 - input contact; 16 - transformer; 17 - the first end electrode of the capacitive sensor; 18 - the first dielectric spacer; 19 - the second end electrode of the capacitive sensor; 20 - second dielectric spacer; 21 - third end electrode of the capacitive sensor; 22 - third dielectric spacer; 23 - fourth end electrode of the capacitive sensor; 24 - fourth dielectric spacer; 25 - micromotor; 26 - the fifth end electrode of the capacitive sensor; 27 - sixth end electrode of the capacitive sensor; 28 - seventh end electrode of the capacitive sensor; 29 - eighth end electrode of the capacitive sensor; 30 - fifth dielectric gasket; 31 - sixth dielectric spacer; 32 - seventh dielectric spacer; 33 - eighth dielectric spacer; 34 - spring; 35 - stock; 36 - lock.

Сейсмометр содержит корпус 1, два упругих элемента 2 между кронштейном 3 и корпусом 1, две магнитные системы 4, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода 5, постоянного магнита 6 и полюсного наконечника 7, а также многосекционную катушку 8, расположенную между магнитопроводами 5 и полюсными наконечниками 7 магнитных систем, генератор 9, блок 10 усиления, включающий последовательно соединенные предварительный усилитель 11, демодулятор 12 и цепи 13 обратной связи, при этом блок 10 усиления подключен к выходному контакту 14 и соединен дополнительным выходом со входом многосекционной катушки 8, а также входной контакт 15, подключенный к дополнительному входу многосекционной катушки 8, трансформатор 16, первый торцевой электрод 17 емкостного датчика, изолированный от корпуса 1 первой диэлектрической прокладкой 18, второй торцевой электрод 19 емкостного датчика, изолированный от магнитной системы 4 второй диэлектрической прокладкой 20, третий торцевой электрод 21 емкостного датчика, изолированный от магнитной системы 4 третьей диэлектрической прокладкой 22, четвертый торцевой электрод 23 емкостного датчика, изолированный от корпуса 1 четвертой диэлектрической прокладкой 24, и микродвигатель 25, причем блок 10 усиления выполнен с дополнительными входами, подключенными к генератору 9, трансформатор 16 подключен входами к генератору 9, а микродвигатель 25 установлен на корпусе 1, дополнительно содержит соединенные вместе торцевые пятый, шестой, седьмой и восьмой электроды 26, 27, 28, 29 емкостного датчика, связанные с кронштейном 3, соответственно, через пятую, шестую, седьмую и восьмую диэлектрические прокладки 30, 31, 32, 33, последовательно соединенные пружину 34, шток 35 и арретир 36, механически связанные с микродвигателем 25, причем пружина 34 связана с кронштейном 3, выходная обмотка трансформатора 16 подключена первым выводом к первому и третьему торцевым электродам 17, 21 емкостного датчика, вторым выводом подключена ко второму и четвертому торцевым электродам 19, 23 емкостного датчика, вход блока 10 усиления подключен между пятым, шестым, седьмым, восьмым электродами 26, 27, 28, 29 емкостного датчика и средним выводом трансформатора 16, магнитные системы 4 установлены на корпусе 1, выполненном в виде магнитного экрана, а многосекционная катушка 8 связана с кронштейном 3, выполненным из электроизоляционного материала.The seismometer contains a housing 1, two elastic elements 2 between the bracket 3 and the housing 1, two magnetic systems 4, consisting of a series-connected cylindrical magnetic circuit 5, a permanent magnet 6 and a pole piece 7, as well as a multi-section coil 8 located between the magnetic circuits 5 and pole pieces 7 magnetic systems, a generator 9, an amplification unit 10, including a series-connected preamplifier 11, a demodulator 12 and a feedback circuit 13, while the amplification unit 10 is connected to the output contact 14 and is connected by an additional output to the input of the multi-section coil 8, as well as the input contact 15, connected to the additional input of the multi-section coil 8, transformer 16, the first end electrode 17 of the capacitive sensor, isolated from the housing 1 by the first dielectric spacer 18, the second end electrode 19 of the capacitive sensor, isolated from the magnetic system 4 by the second dielectric spacer 20, the third end electrode 21 capacitive sensor, isolated from the magnetic system 4 by the third dielectric spacer 22, the fourth end electrode 23 of the capacitive sensor, isolated from the housing 1 by the fourth dielectric spacer 24, and the micromotor 25, and the amplification unit 10 is made with additional inputs connected to the generator 9, the transformer 16 is connected inputs to the generator 9, and the micromotor 25 is installed on the housing 1, additionally contains the end fifth, sixth, seventh and eighth electrodes 26, 27, 28, 29 of the capacitive sensor connected together, connected to the bracket 3, respectively, through the fifth, sixth, seventh and the eighth dielectric spacers 30, 31, 32, 33, spring 34, rod 35 and cage 36 connected in series, mechanically connected to the micromotor 25, the spring 34 being connected to the bracket 3, the output winding of the transformer 16 is connected by the first terminal to the first and third end electrodes 17 , 21 capacitive sensors, the second terminal is connected to the second and fourth th end electrodes 19, 23 of the capacitive sensor, the input of the amplification unit 10 is connected between the fifth, sixth, seventh, eighth electrodes 26, 27, 28, 29 of the capacitive sensor and the middle terminal of the transformer 16, the magnetic systems 4 are installed on the housing 1, made in the form of a magnetic screen, and the multi-section coil 8 is connected to the bracket 3 made of electrically insulating material.

Сейсмометр работает следующим образом.The seismometer works as follows.

При появлении сейсмических воздействий происходит перемещение относительно корпуса 1 инертной массы сейсмометра, выполненной в виде многосекционной катушки 8, связанной с корпусом 1 посредством кронштейна 3 и двух упругих элементов 2. Многосекционная катушка 8 размещена внутри магнитных систем 4 в зазорах между полюсными наконечниками 7 магнитов 6 и цилиндрическими магнитопроводами 5. На поверхностях цилиндрических магнитопроводов 5 размещены второй и третий торцевые электроды 19, 21 емкостного датчика, изолированные от цилиндрических магнитопроводов 5 второй и третьей диэлектрическими прокладками 20, 22 и подключенные, соответственно, к первому и второму выводам выходной обмотки трансформатора 16. На поверхностях корпуса 1 размещены первый и четвертый торцевые электроды 17, 23 емкостного датчика, изолированные от корпуса 1 первой и четвертой диэлектрическими прокладками 18, 24 и подключенные, соответственно, к третьему и второму торцевым электродам 21, 19 емкостного датчика. На поверхностях кронштейна 3, выполненного из электроизоляционного материала, размещены подключенные ко входу блока 10 усиления. пятый, шестой, седьмой и восьмой торцевые электроды 26, 27, 28, 29 емкостного датчика, связанные с кронштейном 3, соответственно, через пятую, шестую, седьмую и восьмую диэлектрические прокладки 30, 31, 32, 33, обеспечивающие параллельность и требуемую величину зазоров между торцевыми электродами. При перемещениях многосекционной катушки 8 и пятого, шестого, седьмого и восьмого торцевых электродов 26, 27, 28, 29 емкостного датчика нарушается равенство напряжений, наведенных на пятом, шестом, седьмом и восьмом торцевых электродах 26, 27, 28, 29 емкостного датчика, размещенных между третьим и четвертым торцевыми электродами 21, 23 емкостного датчика и между первым и вторым торцевыми электродами 17, 19 емкостного датчика. Сигналы с пятого, шестого, седьмого и восьмого торцевых электродов 26, 27, 28, 29 емкостного датчика поступают на вход блока 10 усиления, усиливаются предварительным усилителем 11, выпрямляются с помощью опорных сигналов генератора 9, поступающих на дополнительные входы блока 10 усиления, на демодулятор 12, и поступают на выходной контакт 14.When seismic influences appear, the inert mass of the seismometer moves relative to the body 1, made in the form of a multi-section coil 8, connected to the body 1 by means of a bracket 3 and two elastic elements 2. The multi-section coil 8 is placed inside the magnetic systems 4 in the gaps between the pole pieces 7 of the magnets 6 and cylindrical magnetic circuits 5. On the surfaces of the cylindrical magnetic circuits 5 are placed the second and third end electrodes 19, 21 of the capacitive sensor, isolated from the cylindrical magnetic circuits 5 of the second and third dielectric spacers 20, 22 and connected, respectively, to the first and second terminals of the output winding of the transformer 16. On the surfaces of the housing 1 are placed the first and fourth end electrodes 17, 23 of the capacitive sensor, isolated from the housing 1 by the first and fourth dielectric spacers 18, 24 and connected, respectively, to the third and second end electrodes 21, 19 of the capacitive sensor. On the surfaces of the bracket 3, made of an electrically insulating material, there are amplifiers connected to the input of the unit 10. the fifth, sixth, seventh and eighth end electrodes 26, 27, 28, 29 of the capacitive sensor, connected to the bracket 3, respectively, through the fifth, sixth, seventh and eighth dielectric spacers 30, 31, 32, 33, providing parallelism and the required gap size between the end electrodes. When the multisection coil 8 and the fifth, sixth, seventh and eighth end electrodes 26, 27, 28, 29 of the capacitive sensor are moved, the equality of voltages induced on the fifth, sixth, seventh and eighth end electrodes 26, 27, 28, 29 of the capacitive sensor located between the third and fourth end electrodes 21, 23 of the capacitive sensor and between the first and second end electrodes 17, 19 of the capacitive sensor. The signals from the fifth, sixth, seventh and eighth end electrodes 26, 27, 28, 29 of the capacitive sensor are fed to the input of the amplification unit 10, amplified by the preamplifier 11, rectified using the reference signals of the generator 9, supplied to the additional inputs of the amplification unit 10, to the demodulator 12, and go to the output pin 14.

Наличие трансформатора 16 позволяет увеличить напряжение питания первого, второго, третьего и четвертого торцевых электродов 17, 19, 21, 23 емкостного датчика и увеличить амплитуду полезного сигнала, что приводит к увеличению соотношения сигнал/шум. В блоке 10 усиления этот сигнал формируется с помощью цепи 13 обратной связи и поступает на многосекционную катушку 8. Таким образом, осуществляется отрицательная обратная связь в сейсмометре. Контроль работоспособности сейсмометра осуществляется подачей калибровочного сигнала на входной контакт 15, подключенный к дополнительному входу многосекционной катушки 8. Арретирование сейсмометра осуществляется прижатием кронштейна 3 к корпусу 1 с помощью микродвигателя 25 и арретира 36. Приведение сейсмометра в рабочее состояние осуществляется подачей питания на микродвигатель 25, перемещающий шток 35 с пружиной 34 и арретиром 36 вверх. При этом арретир 36 освобождает кронштейн 3, а затем подтягивается пружина 34, осуществляя центрирование инертной массы сейсмометра.The presence of the transformer 16 makes it possible to increase the supply voltage of the first, second, third and fourth end electrodes 17, 19, 21, 23 of the capacitive sensor and to increase the amplitude of the useful signal, which leads to an increase in the signal-to-noise ratio. In the amplification unit 10, this signal is generated by the feedback circuit 13 and fed to the multi-section coil 8. Thus, negative feedback is carried out in the seismometer. The seismometer operability is monitored by applying a calibration signal to the input pin 15 connected to the additional input of the multisection coil 8. The seismometer is locked by pressing the bracket 3 to the body 1 using the micromotor 25 and the lock 36. The seismometer is brought into operation by supplying power to the micromotor 25, which moves rod 35 with spring 34 and lock 36 up. In this case, the lock 36 releases the bracket 3, and then the spring 34 is tightened, carrying out the centering of the inert mass of the seismometer.

Так как магнитные системы 4 симметричны и неподвижны относительно внешнего магнитного поля, а перемещения многосекционной катушки 8 экранируются магнитными системами 4 и корпусом 1, ослабляется влияние внешнего магнитного поля на выходной сигнал.Since the magnetic systems 4 are symmetrical and stationary relative to the external magnetic field, and the movements of the multi-section coil 8 are shielded by the magnetic systems 4 and the housing 1, the influence of the external magnetic field on the output signal is weakened.

Таким образом, достигается заявленный результат и предлагаемый сейсмометр обеспечивает повышение точности измерения сейсмических воздействий.Thus, the declared result is achieved and the proposed seismometer provides an increase in the accuracy of measuring seismic effects.

Источники информации:Information sources:

1. Сейсмометр (патент РФ № 2473929, G01V 1/16, 27.01.2013).1. Seismometer (RF patent No. 2473929, G01V 1/16, 01/27/2013).

2. Сейсмометр (патент РФ № 2477501, G01V 1/16, 10.03.2013).2. Seismometer (RF patent No. 2477501, G01V 1/16, 03/10/2013).

Claims

A seismometer containing a body, two elastic elements between the bracket and the body, two magnetic systems consisting of series-connected cylindrical magnetic circuits, a permanent magnet and a pole piece, as well as a multi-section coil located between the magnetic circuits and pole pieces of magnetic systems, a generator, an amplification unit including series-connected preamplifier, demodulator and feedback circuits, while the amplification unit is connected to the output contact and is connected by an additional output to the input of the multi-section coil, as well as the input contact connected to the auxiliary input of the multi-section coil, a transformer, the first end electrode of the capacitive sensor, isolated from the case with the first dielectric spacer, the second end electrode of the capacitive sensor, isolated from the magnetic system by the second dielectric spacer, the third end electrode of the capacitive sensor, isolated from the magnetic system of the third dielectric electrical spacer, the fourth end electrode of the capacitive sensor, isolated from the body by the fourth dielectric spacer, and the micromotor, and the amplification unit is made with additional inputs connected to the generator, the transformer is connected by the inputs to the generator, and the micromotor is installed on the body, characterized in that it additionally contains connected together the end fifth, sixth, seventh and eighth electrodes of the capacitive sensor, connected to the bracket through the fifth, sixth, seventh and eighth dielectric spacers, respectively, a spring connected in series, a rod and a cage, mechanically connected to a micromotor, the spring being connected to the bracket, the output winding of the transformer connected by the first terminal to the first and third end electrodes of the capacitive sensor, by the second terminal to the second and fourth end electrodes of the capacitive sensor, the input of the amplification unit is connected between the fifth, sixth, seventh, eighth electrodes of the capacitive yes of the sensor and the middle terminal of the transformer, the magnetic systems are mounted on a housing made in the form of a magnetic shield, and the multi-section coil is connected to a bracket made of electrical insulating material.