RU2782186C1

RU2782186C1 - Device for measuring infrasound vibrations of the medium

Info

Publication number: RU2782186C1
Application number: RU2021139152A
Authority: RU
Inventors: Евгений Иванович Брехов; Анатолий Константинович Барышников; Ольга Владимировна Барышникова
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-10-21

Abstract

FIELD: measuring technology.

SUBSTANCE: invention relates to devices for measuring infrasound vibrations of a gas medium. Essence: the device contains a housing (1), inside which a sensing element (2), a tubular cylinder (3), a longitudinal partition, two slats (5), two photo sensors (6), two bases (7, 8), two disk throttles (9, 10), two support rings (11), two light sources (12), two holders (13), a rod (14), two threads (15), a spiral spring (16), a spring lock (17), a tension sleeve (18), a bracket (19), an adjustment screw (20), a lock nut (21), two filters (22) and two caps (23) are located. The tubular cylinder (3) is made of heat-insulating material, and the inner surface of the housing (1) is made light-reflecting.

EFFECT: increasing the accuracy of measurement of infrasound vibrations of the gas medium.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к области измерения инфразвуковых колебаний газообразной среды.The invention relates to measuring technology, in particular, to the field of measuring infrasonic oscillations of a gaseous medium.

Известно устройство [1], [2] для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, мембрану, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса, и последовательно соединенные емкостный датчик перемещения мембраны, полосовой усилитель и демодулятор, подключенный к аналоговому выходу устройства, а также генератор, подключенный к емкостному датчику и демодулятору. Устройство снабжено капилляром, защищающим емкостный датчик от больших медленных перепадов давления между окружающей средой и средой внутри корпуса. Однако при эксплуатации в полевых условиях капилляр с течением времени засоряется мелкими частицами пыли, проникающими через фильтр, что приводит к уменьшению динамического диапазона и искажениям принимаемых сигналов. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность устранения разбаланса емкостного датчика, приводящего к уменьшению динамического диапазона и искажениям из-за больших температурных перепадов и уходов параметров элементов.A device [1], [2] is known for measuring infrasonic vibrations of a medium, comprising a housing, a membrane connected to the environment and the environment inside the housing, and a capacitive membrane displacement sensor connected in series, a bandpass amplifier and a demodulator connected to the analog output of the device, as well as an oscillator connected to a capacitive pickup and a demodulator. The device is equipped with a capillary that protects the capacitive sensor from large slow pressure drops between the environment and the environment inside the housing. However, when operating in the field, the capillary becomes clogged with fine dust particles penetrating the filter over time, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion of the received signals. In addition, the device does not have the ability to eliminate the imbalance of the capacitive sensor, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion due to large temperature differences and deviations in the parameters of the elements.

Недостатком устройства является малая точность измерений инфразвуковых колебаний среды.The disadvantage of the device is the low accuracy of measurements of infrasonic oscillations of the medium.

Известно устройство [3] для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, чувствительный элемент, связанный с окружающей средой и средой внутри корпуса, и последовательно соединенные датчик перемещения чувствительного элемента, полосовой усилитель и демодулятор, подключенный к аналоговому выходу устройства, а также генератор, подключенный к датчику перемещения чувствительного элемента и демодулятору. Недостаток, связанный с наличием капилляра, устранен применением герметичного корпуса с эталонным объемом воздуха. Однако из-за перепадов давления это вызвало необходимость замены мембраны и емкостного датчика датчиком больших перемещений, в качестве которого используется индуктивный датчик, прикрепленный сердечником к сильфону. Такое техническое решение из-за массы сердечника, подпружиненной сильфоном, привело к тому, что устройство принимает сейсмические колебания вместе с инфразвуком. В устройстве также отсутствует возможность устранения разбаланса емкостного датчика, приводящего к уменьшению динамического диапазона и искажениям из-за больших температурных перепадов и уходов параметров элементов.A device [3] for measuring infrasonic oscillations of a medium is known, containing a housing, a sensitive element associated with the environment and the environment inside the housing, and a sensor connected in series with the displacement of the sensitive element, a bandpass amplifier and a demodulator connected to the analog output of the device, as well as a generator connected to the sensing element movement sensor and demodulator. The disadvantage associated with the presence of a capillary is eliminated by the use of a sealed housing with a reference volume of air. However, due to pressure differences, this necessitated the replacement of the membrane and the capacitive sensor with a large displacement sensor, which is an inductive sensor attached to the core of the bellows. Such a technical solution, due to the mass of the core, spring-loaded by the bellows, led to the fact that the device receives seismic vibrations along with infrasound. The device also lacks the ability to eliminate the imbalance of the capacitive sensor, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion due to large temperature differences and deviations in the parameters of the elements.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (прототипом) является устройство [4] для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, мембрану, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса, последовательно соединенные емкостный преобразователь перемещения мембраны, дифференциальный усилитель, демодулятор, полосовой усилитель низкой частоты и фильтр низких частот, подключенный к аналоговому выходу устройства, а также генератор, подключенный к емкостному преобразователю и демодулятору. Устройство снабжено капилляром, защищающим емкостный датчик от больших медленных перепадов давления между окружающей средой и средой внутри корпуса. Однако при эксплуатации в полевых условиях капилляр с течением времени засоряется мелкими частицами пыли, проникающими через фильтр, что приводит к уменьшению динамического диапазона и искажениям принимаемых сигналов. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность устранения разбаланса емкостного датчика, приводящего к уменьшению динамического диапазона и искажениям из-за больших температурных перепадов и уходов параметров элементов.The closest technical solution to the proposed (prototype) is a device [4] for measuring infrasonic vibrations of the environment, containing a housing, a membrane associated with the environment and the environment inside the housing, series-connected capacitive transducer displacement of the membrane, differential amplifier, demodulator, low-frequency bandpass amplifier and a low-pass filter connected to the analog output of the device, as well as an oscillator connected to a capacitive converter and a demodulator. The device is equipped with a capillary that protects the capacitive sensor from large slow pressure drops between the environment and the environment inside the housing. However, when operating in the field, the capillary becomes clogged with fine dust particles penetrating the filter over time, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion of the received signals. In addition, the device does not have the ability to eliminate the imbalance of the capacitive sensor, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion due to large temperature differences and deviations in the parameters of the elements.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным изобретением, является повышение точности измерения инфразвуковых колебаний среды.The technical result provided by the claimed invention is to increase the accuracy of measuring infrasonic oscillations of the medium.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, чувствительный элемент, связанный с окружающей средой и средой внутри корпуса, дополнительно содержит внутри корпуса трубчатый цилиндр, продольную перегородку, две планки, два фотодатчика, первое и второе основания, первый и второй дисковые дроссели, два опорных кольца, два источника света, два держателя, стержень, две нити, спиральную пружину, фиксатор пружины, натяжную втулку, кронштейн, регулировочный винт, контргайку, два фильтра и две крышки, причем продольная перегородка связана с первым и вторым дисковыми дросселями, установлена по диаметру трубчатого цилиндра с продольной осью, совмещенной с осью трубчатого цилиндра, планки размещены диаметрально противоположно вдоль трубчатого цилиндра, связаны с первым и вторым основаниями, с внутренней поверхностью корпуса и с наружной поверхностью трубчатого цилиндра, фотодатчики подключены к выходу устройства и размещены на планках, первое и второе основания размещены внутри корпуса на торцах трубчатого цилиндра, первый и второй дисковые дроссели размещены посредством опорных колец на первом и втором основаниях внутри трубчатого цилиндра, источники света размещены посредством держателей диаметрально противоположно в трубчатом цилиндре между первым и вторым дисковыми дросселями и разделены продольной перегородкой с прорезью по продольной оси перегородки, первый дисковый дроссель выполнен с круглым первым отверстием в центре, круглым вторым отверстием у опорного кольца, прорезями и двумя входными отверстиями, разделенными продольной перегородкой и размещенными у противоположных концов продольной перегородки, второй дисковый дроссель выполнен с круглым отверстием в центре, прорезями и двумя входными отверстиями, разделенными продольной перегородкой, размещенными у противоположных концов продольной перегородки и отделенными продольной перегородкой от входных отверстий первого дискового дросселя, кронштейн размещен на первом основании и выполнен с круглым отверстием вдоль оси трубчатого цилиндра, регулировочный винт установлен в отверстии кронштейна, контргайка установлена на регулировочном винте, первое и второе основания выполнены с круглыми отверстиями в центре и внутри части первого и второго оснований, ограниченной торцами трубчатого цилиндра, нити одними концами связаны с концами стержня, размещенного на оси трубчатого цилиндра, а другими концами связаны, соответственно, с регулировочным винтом и натяжной втулкой, размещенной в круглым отверстии в центре второго основания, спиральная пружина размещена параллельно первому и второму основаниям, центральным концом связана со стержнем, размещенным в первом отверстии первого дискового дросселя и в отверстии в центре второго дискового дросселя, а другим концом связана с фиксатором пружины, размещенном во втором отверстии первого дискового дросселя, чувствительный элемент размещен в продольной прорези в центре продольной перегородки, связан со стержнем и выполнен в виде пластинки с возможностью вращения вокруг продольной оси, совмещенной с осью трубчатого цилиндра, фильтры и крышки размещены на торцах корпуса, крышки выполнены с отверстиями, трубчатый цилиндр выполнен из теплоизолирующего прозрачного материала, а внутренняя поверхность корпуса выполнена светоотражающей.The technical result is achieved by the fact that a device for measuring infrasonic vibrations of the environment, containing a housing, a sensitive element associated with the environment and the environment inside the housing, additionally contains a tubular cylinder inside the housing, a longitudinal partition, two bars, two photosensors, the first and second bases, the first and a second disc chokes, two support rings, two lights, two holders, a rod, two threads, a coil spring, a spring retainer, an tension sleeve, a bracket, an adjusting screw, a lock nut, two filters and two covers, with a longitudinal baffle connected to the first and by the second disc chokes, installed along the diameter of the tubular cylinder with a longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder, the strips are placed diametrically opposite along the tubular cylinder, connected to the first and second bases, to the inner surface of the housing and to the outer surface of the tubular cylinder, the photosensors are connected to the output of the device and posted on bars, the first and second bases are placed inside the housing at the ends of the tubular cylinder, the first and second disc chokes are placed by means of support rings on the first and second bases inside the tubular cylinder, the light sources are placed by means of holders diametrically opposite in the tubular cylinder between the first and second disc chokes and are separated longitudinal partition with a slot along the longitudinal axis of the partition, the first disc throttle is made with a round first hole in the center, a second round hole at the support ring, slots and two inlets separated by a longitudinal partition and located at opposite ends of the longitudinal partition, the second disc throttle is made with a round a hole in the center, slots and two inlets separated by a longitudinal baffle, located at opposite ends of the longitudinal baffle and separated by a longitudinal baffle from the inlets of the first disc choke, arm placed on the first base and made with a round hole along the axis of the tubular cylinder, the adjusting screw is installed in the bracket hole, the locknut is installed on the adjusting screw, the first and second bases are made with round holes in the center and inside the part of the first and second bases limited by the ends of the tubular cylinder, the threads are connected at one end to the ends of the rod placed on the axis of the tubular cylinder, and at the other ends are connected, respectively, with an adjusting screw and a tension sleeve placed in a round hole in the center of the second base, the spiral spring is placed parallel to the first and second bases, the central end is connected to the rod placed in the first hole of the first disk throttle and in the hole in the center of the second disk throttle, and the other end is connected to the spring retainer located in the second hole of the first disk throttle, the sensing element is placed in a longitudinal slot in the center of the longitudinal partition, connected with a rod and is made in the form of a plate with the possibility of rotation around the longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder, the filters and covers are placed at the ends of the body, the covers are made with holes, the tubular cylinder is made of a heat-insulating transparent material, and the inner surface of the body is made of reflective.

Такое выполнение устройства для измерения инфразвуковых колебаний среды обеспечивает повышение точности измерения инфразвуковых колебаний среды.Such embodiment of the device for measuring infrasonic vibrations of the medium provides an increase in the accuracy of measuring infrasonic vibrations of the medium.

На фиг. 1 представлен схематический чертеж устройства для измерения инфразвуковых колебаний среды, на котором условно не показана продольная перегородка 4 и повернут чувствительный элемент 2.In FIG. 1 shows a schematic drawing of a device for measuring infrasonic vibrations of a medium, on which the longitudinal partition 4 is conditionally not shown and the sensitive element 2 is turned.

На фиг. 2 представлена схема варианта установки устройства для измерения инфразвуковых колебаний среды (микробарометра) в скважину с сейсмометром.In FIG. 2 shows a diagram of a variant of installing a device for measuring infrasonic vibrations of the medium (microbarometer) in a well with a seismometer.

Принятые обозначения:Accepted designations:

1 - корпус; 2 - чувствительный элемент; 3 - трубчатый цилиндр, 4 - продольная перегородка, 5 - планки, 6 - фотодатчики, 7 - первое основание, 8 - второе основание, 9 - первый дисковый дроссель, 10 - второй дисковый дроссель, 11 - опорные кольца, 12 - источники света, 13 - держатели, 14 - стержень, 15 - нити, 16 - спиральная пружина, 17 - фиксатор пружины, 18 - натяжная втулка, 19 - кронштейн, 20 - регулировочный винт, 21 - контргайка, 22 - фильтры, 23 - крышки. 1 - body; 2 - sensitive element; 3 - tubular cylinder, 4 - longitudinal partition, 5 - strips, 6 - photo sensors, 7 - first base, 8 - second base, 9 - first disk choke, 10 - second disk choke, 11 - support rings, 12 - light sources, 13 - holders, 14 - rod, 15 - threads, 16 - coil spring, 17 - spring retainer, 18 - tension sleeve, 19 - bracket, 20 - adjusting screw, 21 - lock nut, 22 - filters, 23 - caps.

Устройство, представленное на фиг. 1, содержит корпус 1, чувствительный элемент 2, связанный с окружающей средой и средой внутри корпуса 1, дополнительно содержит внутри корпуса 1 трубчатый цилиндр 3, продольную перегородку 4, две планки 5, два фотодатчика 6, первое основание 7, второе основание 8, первый дисковый дроссель 9, второй дисковый дроссель 10, два опорных кольца 11, два источника света 12, два держателя 13, стержень 14, две нити 15, спиральную пружину 16, фиксатор 17 пружины, натяжную втулку 18, кронштейн 19, регулировочный винт 20, контргайку 21, два фильтра 22 и две крышки 23, причем продольная перегородка 4 связана с первым и вторым дисковыми дросселями 9, 10, установлена по диаметру трубчатого цилиндра 3 с продольной осью, совмещенной с осью трубчатого цилиндра 3, планки 5 размещены диаметрально противоположно вдоль трубчатого цилиндра 3, связаны с первым и вторым основаниями 7, 8, с внутренней поверхностью корпуса 1 и с наружной поверхностью трубчатого цилиндра 3, фотодатчики 6 подключены к выходу устройства и размещены на планках 5, первое и второе основания 7, 8 размещены внутри корпуса 1 на торцах трубчатого цилиндра 3, первый и второй дисковые дроссели 9, 10 размещены посредством опорных колец 11 на первом и втором основаниях 7, 8 внутри трубчатого цилиндра 3, источники света 12 размещены посредством держателей 13 диаметрально противоположно в трубчатом цилиндре 3 между первым и вторым дисковыми дросселями 9, 10 и разделены продольной перегородкой 4 с прорезью по продольной оси перегородки 4, первый дисковый дроссель 9 выполнен с круглым первым отверстием в центре, круглым вторым отверстием у опорного кольца 11, прорезями и двумя входными отверстиями произвольной формы, разделенными продольной перегородкой 4 и размещенными у противоположных концов продольной перегородки 4, второй дисковый дроссель 10 выполнен с круглым отверстием в центре, прорезями и двумя входными отверстиями произвольной формы, разделенными продольной перегородкой 4, размещенными у противоположных концов продольной перегородки 4 и отделенными продольной перегородкой 4 от входных отверстий первого дискового дросселя 9, кронштейн 19 размещен на первом основании 7 и выполнен с отверстием вдоль оси трубчатого цилиндра 3, регулировочный винт 20 установлен в отверстии кронштейна 19, контргайка 21 установлена на регулировочном винте 20, первое и второе основания 7, 8 выполнены с круглыми отверстиями в центре и внутри части первого и второго оснований 7, 8, ограниченной торцами трубчатого цилиндра 3, нити 15 одними концами связаны с концами стержня 14, размещенного на оси трубчатого цилиндра 3, а другими концами связаны, соответственно, с регулировочным винтом 20 и натяжной втулкой 18, размещенной в круглым отверстии в центре второго основания 8, спиральная пружина 16 размещена параллельно первому и второму основаниям 7, 8, центральным концом связана со стержнем 14, размещенным в первом отверстии первого дискового дросселя 9 и в отверстии в центре второго дискового дросселя 10, а другим концом связана с фиксатором 17 пружины, размещенном во втором отверстии первого дискового дросселя 9, чувствительный элемент 2 размещен в продольной прорези в центре продольной перегородки 4, связан со стержнем 14 и выполнен в виде пластинки с возможностью вращения вокруг продольной оси, совмещенной с осью трубчатого цилиндра 3, фильтры 22 и крышки 23 размещены на торцах корпуса 1, крышки 23 выполнены с отверстиями произвольной формы, трубчатый цилиндр 3 выполнен из теплоизолирующего прозрачного материала, а внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена светоотражающей.The device shown in Fig. 1, contains a body 1, a sensitive element 2 connected with the environment and the environment inside the body 1, additionally contains inside the body 1 a tubular cylinder 3, a longitudinal partition 4, two bars 5, two photosensors 6, the first base 7, the second base 8, the first disc choke 9, second disc choke 10, two support rings 11, two light sources 12, two holders 13, rod 14, two threads 15, coil spring 16, spring retainer 17, tension sleeve 18, bracket 19, adjusting screw 20, locknut 21, two filters 22 and two covers 23, and the longitudinal partition 4 is connected with the first and second disc throttles 9, 10, is installed along the diameter of the tubular cylinder 3 with a longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder 3, the straps 5 are placed diametrically opposite along the tubular cylinder 3 are connected with the first and second bases 7, 8, with the inner surface of the body 1 and with the outer surface of the tubular cylinder 3, the photosensors 6 are connected to the output of the device the first and second bases 7, 8 are placed inside the housing 1 at the ends of the tubular cylinder 3, the first and second disc throttles 9, 10 are placed by means of support rings 11 on the first and second bases 7, 8 inside the tubular cylinder 3, light sources 12 are placed by means of holders 13 diametrically opposite in the tubular cylinder 3 between the first and second disk chokes 9, 10 and are separated by a longitudinal partition 4 with a slot along the longitudinal axis of the partition 4, the first disk choke 9 is made with a round first hole in the center, a round second hole at the support ring 11, slots and two inlets of arbitrary shape, separated by a longitudinal partition 4 and located at opposite ends of the longitudinal partition 4, the second disc throttle 10 is made with a round hole in the center, slots and two inlets of arbitrary shape, separated by a longitudinal partition 4, placed at opposite ends of the length 4 and separated by a longitudinal partition 4 from the inlets of the first disk throttle 9, the bracket 19 is placed on the first base 7 and is made with a hole along the axis of the tubular cylinder 3, the adjusting screw 20 is installed in the hole of the bracket 19, the lock nut 21 is installed on the adjusting screw 20, the first and second bases 7, 8 are made with round holes in the center and inside the part of the first and second bases 7, 8, limited by the ends of the tubular cylinder 3, the threads 15 are connected at one end to the ends of the rod 14, placed on the axis of the tubular cylinder 3, and the other ends connected, respectively, with the adjusting screw 20 and the tension sleeve 18, placed in a round hole in the center of the second base 8, the spiral spring 16 is placed parallel to the first and second bases 7, 8, the central end is connected to the rod 14, placed in the first hole of the first disc throttle 9 and in the hole in the center of the second disc choke 10, and the other end of the connection on with a spring retainer 17 placed in the second hole of the first disc throttle 9, the sensing element 2 is placed in a longitudinal slot in the center of the longitudinal partition 4, connected to the rod 14 and made in the form of a plate with the possibility of rotation around the longitudinal axis, aligned with the axis of the tubular cylinder 3 , filters 22 and covers 23 are placed at the ends of the housing 1, the covers 23 are made with holes of arbitrary shape, the tubular cylinder 3 is made of a heat-insulating transparent material, and the inner surface of the housing 1 is made reflective.

Устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, представленное на фиг. 1, работает следующим образом.The device for measuring infrasonic oscillations of the medium, shown in Fig. 1 works as follows.

В корпусе 1 установлен трубчатый цилиндр 3, выполненный из теплоизолирующего прозрачного материала, снабженный продольной перегородкой 4, с продольной осью, совмещенной с осью трубчатого цилиндра 3, которая делит трубчатый цилиндр 3 на два отсека. Чувствительный элемент 2, размещенный в прорези в центре продольной перегородки 4, связанный со стержнем 14 и выполненный в виде пластинки с возможностью вращения вокруг продольной оси, совмещенной с осью трубчатого цилиндра 3, делит каждый отсек на две части, в одну из которых поступает воздух из окружающей среды, а в другую поступает воздух из изолированного замкнутого объема, например, из скважины. Воздух поступает в отсеки через отверстия произвольной формы в крышках 23, затем через фильтры 22, через круглые отверстия в первом и втором основаниях 7, 8 и через прорези и отверстия произвольной формы в первом и втором дисковых дросселях 9, 10, закрепленных на первом и втором основаниях 7, 8 посредством двух опорных колец 11. В отсеках на держателях 13, закрепленных на первым и вторым дисковых дросселях 9, 10, размещены источники света 12, свет от которых падает на чувствительный элемент 2 и через прозрачную стенку трубчатого цилиндра 3 на внутреннюю поверхность корпуса 1, выполненную светоотражающей. Изменения давления окружающей среды приводят к смещению чувствительного элемента 2. Смещение чувствительного элемента 2 относительно нейтрального положения приводит к изменению освещенности фотодатчиков 6, размещенных на планках 5, закрепленных на первым и вторым дисковых дросселях 9, 10. Изменения амплитуды электрического сигнала на выходах фотодатчиков 6 соответствуют изменениям давления окружающей среды и передаются далее для усиления и обработки. Возврат чувствительного элемента 2 в нейтральное положение осуществляется с помощью спиральной пружины 16, размещенной параллельно первому и второму основаниям 7, 8, связанной с фиксатором 17 пружины, размещенном во втором отверстии первого дискового дросселя 9, и связанной со стержнем 14, размещенном в первом отверстии первого дискового дросселя 9 и в отверстии в центре второго дискового дросселя 10. С помощью прорезей и отверстий произвольной формы в дисковых дросселях 9, 10, первом и втором основаниях 7, 8 и крышках 23 ограничивается доступ воздуха к чувствительному элементу 2 и амплитуда его перемещений для формирования требуемой амплитудно-частотной характеристики. Для обеспечения свободного поворота чувствительного элемента 2 к концам стержня 14 прикреплены две нити 15, одна из которых закреплена на натяжной втулке 18 в центре второго основания 8, а другая закреплена на регулировочном винте 20, установленном в отверстии кронштейна 19. При настройке устройства вращением стержня 14 устанавливают требуемое натяжение спиральной пружины 16, другой конец которой закреплен фиксатором 17 пружины, размещенном в отверстии первого дискового дросселя 9, а затем с помощью регулировочного винта 20 и контргайки 21 устанавливают требуемое натяжение нитей 15. Нити 15 могут быть выполнены из пластмассы или металла в виде тонких струн. Для снижения уровня тепловых шумов устройство может быть размещено, например, в скважине, и атмосферное давление сравнивается с давлением воздуха в скважине, более стабильным за счет малых и медленных изменений температуры. Для этого могут быть использованы существующие скважины для геофизических исследований. На фиг.2 представлена схема варианта установки устройства в скважину с сейсмометром.A tubular cylinder 3 is installed in the housing 1, made of a heat-insulating transparent material, equipped with a longitudinal partition 4, with a longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder 3, which divides the tubular cylinder 3 into two compartments. The sensitive element 2, placed in a slot in the center of the longitudinal partition 4, connected to the rod 14 and made in the form of a plate with the possibility of rotation around the longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder 3, divides each compartment into two parts, one of which receives air from the environment, and the other receives air from an isolated closed volume, for example, from a well. Air enters the compartments through holes of arbitrary shape in covers 23, then through filters 22, through round holes in the first and second bases 7, 8 and through slots and holes of arbitrary shape in the first and second disc chokes 9, 10, fixed on the first and second bases 7, 8 by means of two support rings 11. In the compartments on the holders 13, fixed on the first and second disk chokes 9, 10, there are light sources 12, the light from which falls on the sensitive element 2 and through the transparent wall of the tubular cylinder 3 on the inner surface body 1, made reflective. Changes in ambient pressure lead to a displacement of the sensing element 2. The displacement of the sensing element 2 relative to the neutral position leads to a change in the illumination of the photosensors 6 placed on the strips 5, mounted on the first and second disc chokes 9, 10. Changes in the amplitude of the electrical signal at the outputs of the photosensors 6 correspond to changes in ambient pressure and transmitted further for amplification and processing. The return of the sensitive element 2 to the neutral position is carried out using a spiral spring 16, placed parallel to the first and second bases 7, 8, associated with the spring retainer 17, placed in the second hole of the first disk throttle 9, and connected with the rod 14, placed in the first hole of the first disc choke 9 and in the hole in the center of the second disc choke 10. With the help of slots and holes of arbitrary shape in the disc choke 9, 10, the first and second bases 7, 8 and covers 23, the access of air to the sensing element 2 and the amplitude of its movements to form the required amplitude-frequency characteristic. To ensure free rotation of the sensitive element 2, two threads 15 are attached to the ends of the rod 14, one of which is fixed on the tension sleeve 18 in the center of the second base 8, and the other is fixed on the adjusting screw 20 installed in the hole of the bracket 19. When adjusting the device by rotating the rod 14 the required tension of the coil spring 16 is set, the other end of which is fixed with the spring retainer 17, placed in the hole of the first disk throttle 9, and then the required tension of the threads 15 is set using the adjusting screw 20 and locknut 21. The threads 15 can be made of plastic or metal in the form thin strings. To reduce the level of thermal noise, the device can be placed, for example, in a well, and the atmospheric pressure is compared with the air pressure in the well, more stable due to small and slow temperature changes. For this, existing wells for geophysical surveys can be used. Figure 2 shows a diagram of a variant of installation of the device in a well with a seismometer.

Таким образом, достигается заявленный результат и предлагаемое устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды обеспечивает повышение точности измерения инфразвуковых колебаний среды.Thus, the claimed result is achieved and the proposed device for measuring infrasonic vibrations of the medium provides an increase in the accuracy of measuring infrasonic vibrations of the medium.

Источники информацииSources of information

Infrasound Sensor - Model 50, Manual, описание, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model25.pdfInfrasound Sensor - Model 50, Manual, description, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model25.pdf

Infrasound Sensor - Model 25, Manual, описание, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 4 December 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model50.pdfInfrasound Sensor - Model 25, Manual, description, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 4 December 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model50.pdf

Микробарометр МВ 2000, Техническое описание, Microbarometre MB 2000, Technical manual, Departement Analyse et Surveillance de L’Environnement (DASE), 1998, http://www-dase.cea.fr/public/dossiers_thematiques/microbarometres/description.htmlMicrobarometer MB 2000, Technical manual, Departement Analyze et Surveillance de L'Environnement (DASE), 1998, http://www-dase.cea.fr/public/dossiers_thematiques/microbarometres/description.html

Дифференциальный микробарометр ISGM-03M, описание, Научно-технический центр "Геофизические измерения", 2013, http://ntcgi.ru/products/differential-mikrobarometr-isgm-03m.phpDifferential microbarometer ISGM-03M, description, Scientific and Technical Center "Geophysical Measurements", 2013, http://ntcgi.ru/products/differential-mikrobarometr-isgm-03m.php

Claims

A device for measuring infrasonic vibrations of a medium, comprising a housing, a sensitive element associated with the environment and the environment inside the housing, characterized in that it additionally contains a tubular cylinder inside the housing, a longitudinal partition, two bars, two photo sensors, the first and second bases, the first and second disc chokes, two support rings, two light sources, two holders, a rod, two threads, a coil spring, a spring retainer, an tension sleeve, a bracket, an adjusting screw, a lock nut, two filters and two covers, with a longitudinal baffle connected to the first and second disc chokes, installed along the diameter of the tubular cylinder with a longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder, the strips are placed diametrically opposite along the tubular cylinder, connected to the first and second bases, to the inner surface of the housing and to the outer surface of the tubular cylinder, the photosensors are connected to the output of the device and placed on slats, first and tue The second base is placed inside the housing at the ends of the tubular cylinder, the first and second disc chokes are placed by means of support rings on the first and second bases inside the tubular cylinder, the light sources are placed by means of holders diametrically opposite in the tubular cylinder between the first and second disc chokes and are separated by a longitudinal partition with a slot along the longitudinal axis of the partition, the first disk throttle is made with a round first hole in the center, a round second hole at the support ring, slots and two inlets separated by a longitudinal partition and located at opposite ends of the longitudinal partition, the second disk throttle is made with a round hole in the center, slots and two inlets separated by a longitudinal partition, placed at opposite ends of the longitudinal partition and separated by a longitudinal partition from the inlets of the first disc throttle, the bracket is placed on the first base and is made with a round hole along the axis of the tubular cylinder, the adjusting screw is installed in the hole of the bracket, the locknut is installed on the adjusting screw, the first and second bases are made with round holes in the center and inside the part of the first and second bases limited by the ends of the tubular cylinder, the threads are at one end are connected with the ends of the rod placed on the axis of the tubular cylinder, and the other ends are connected respectively with the adjusting screw and the tension sleeve placed in the round hole in the center of the second base, the spiral spring is placed parallel to the first and second bases, the central end is connected with the rod placed in the first hole in the first disc throttle and in the hole in the center of the second disc throttle, and the other end is connected to the spring retainer located in the second hole of the first disc throttle, the sensing element is located in the longitudinal slot in the center of the longitudinal partition, connected to the rod and made in the form of a plate with the possibility of rotation around the longitudinal axis aligned with the axis of the tubular cylinder, the filters and covers are placed at the ends of the housing, the covers are made with holes, the tubular cylinder is made of a heat-insulating transparent material, and the inner surface of the housing is made reflective.