SU542962A1

SU542962A1 - Iris spring

Info

Publication number: SU542962A1
Application number: SU2033158A
Authority: SU
Inventors: Николай Александрович Ростанин; Виктор Семенович Лагерев; Юрий Васильевич Суворов
Original assignee: Войсковая часть 51105
Priority date: 1974-06-13
Filing date: 1974-06-13
Publication date: 1977-01-15

Description

1one

Изобретение относитс к копструкци 1М пружин и, в первую очередь, к пружинам дл упругого подвеса инертиых масс сейсмоприемников .The invention relates to a coping of 1M springs and, above all, to springs for the elastic suspension of inertia masses of geophones.

Известны упругие подвески инерционной массы сейсмодатчика, содержащие основной упругий элемент и дополнительный упругий элемент с отрицательной жесткой св зью, причем дополнительный упругий элемент выполнен в виде нескольких пар стержней шарнирно св занных с интерционной массой и поджатых пружинами 1.Elastic suspensions of inertial mass of a seismic sensor are known, containing a main elastic element and an additional elastic element with a negative rigid connection, the additional elastic element being made as several pairs of rods pivotally connected with an interposition mass and compressed by springs 1.

Подвесы инерционной массы такого типа имеют сложную конструкцию дополнительного упругого элемента, что затрудн ет их нзготовле«не и эксплуатацию. Кроме того, использование дополнительного упругого элемента в виде нескольких пар стержней, шарнирно св занных с инерционной массой, делает датчик менее чувствительным к малым колебани м.Inertial mass suspensions of this type have a complex construction of an additional elastic element, which makes it difficult for them to be ready for operation. In addition, the use of an additional elastic element in the form of several pairs of rods that are articulated with an inertial mass makes the sensor less sensitive to small oscillations.

Известны подвесы инертной массы сейсмом-етров в виде плоских упругих оболочек, жестко защемленных концами на корпусе, гверху и снизу жестко прикрепленных серединами к инертной массе 2, а также подвесы в виде крестовин, причем внешн часть крестовин жестко соединена с корнусом прибора 3. Применение таких подвесов инертной массы позвол ет снизить искажение выходного сигнала за счет снижени радиального изгиба пружин, но приборы с такими подвесами обладают поннженной чувствительностью и небольшим диапазоном измер емых перемещений.Suspensions of an inert mass of seismic winds in the form of flat elastic shells, rigidly clamped by ends on the housing, rigidly attached at the top and bottom by means of inert mass 2, as well as suspensions in the form of crosses, with the outer part of the crosses rigidly connected to the instrument's 3 root. Inert mass suspensions reduce the distortion of the output signal by reducing the radial bending of the springs, but devices with such suspensions have a low sensitivity and a small range of measured displacements.

Указанные недостатки устранены в сейсмоприемниках , содержащих инерционную массу, подвешенную па ирисовых прул :ипах. Прототипом изобретени вл етс устройство, в котором дл упругого подвеса инертной массы сейсмопрнемника применена пружина ирисовой формы 4. Пружина выполнена в виде двух концентрических колец, между которыми расположены упругие спиралеобразные элементы, св занные с внешними и внутренними кольцами. Внешнее кольцо закреплено па корпусе прибора, а внутреннее на подвижной части. Однако такой подвес инертной массы сейсмоприемника не обладает достаточной поперечной жесткостью и приводит к искажению сигнала в тех случа х, когда направление колебаний частиц твердой среды не совпадает с продольной осью сейсмомассы. Боковое смещение сейсмомассы приводит к возникновению трени .между ней и другими элементами сейсмоприемника, что искажает снимаемый сигнал.These deficiencies are eliminated in seismic receivers containing inertial mass, suspended on the iris prul: spax. The prototype of the invention is a device in which an spring of iris shape 4 is used for the elastic suspension of the inert mass of the seismic collector. The spring is made in the form of two concentric rings, between which are located elastic spiral-shaped elements associated with the outer and inner rings. The outer ring is fixed on the instrument case and the inner ring on the moving part. However, such suspension of the inertial mass of the seismic receiver does not have sufficient transverse rigidity and leads to signal distortion in those cases when the direction of oscillations of particles of a solid medium does not coincide with the longitudinal axis of the seismic mass. The lateral displacement of the seismic mass causes friction between it and other elements of the seismic receiver, which distorts the captured signal.

Целью изобретени вл етс повышение поперечной устойчивости при сохранении диапазона перемещений. Поставленна цель дости гаетс тем, что ирисова пружина выполненаThe aim of the invention is to increase the lateral stability while maintaining the range of motion. The goal is achieved by the fact that the iris spring is made

двухр дной, состо щей из трех концентрично расположенных колец, соединенных траверсами .bifold, consisting of three concentrically arranged rings connected by traverses.

На фиг. 1 приведена конструкци пружины; на фиг. 2 - конструкци сейсмонриемника.FIG. 1 shows the design of the spring; in fig. 2 - seismic receiver design.

Пружина 1 ирисовой формы (фиг. 1) выполнена из трех концентрично расположенных колец, которые св заны между собой пружинными элементами - траверсами 2. На фиг. 2 пружина ирисовой формы размещена в корпусе 3 сейсмоприемника и служит упругим подвесом инертной массы сейсмоприемника.The spring 1 of an iris shape (Fig. 1) is made of three concentrically arranged rings, which are interconnected by spring elements — traverses 2. FIG. 2 an iris-shaped spring is housed in the housing 3 of the geophone and serves as an elastic suspension of the inert mass of the geophone.

Инертна масса прикреплена к внутренним кольцам 4 двух ирисовых пружин 1, наружные кольца которых закреплены на корпусе с помощью гаек 5. На наружной поверхности корпуса находитс обмотка 6.The inert mass is attached to the inner rings 4 of the two iris springs 1, the outer rings of which are fixed to the case with nuts 5. A winding 6 is located on the outer surface of the case.

Пружина ирисовой формы в упругом подвесе инертной массы сейсмоприемника работает следующим образом.The spring of the iris form in the elastic suspension of the inert mass of the seismic receiver works as follows.

При воздействии сейсмического сигнала инертна масса, в данном случае посто нный магнит, перемещаетс в корпусе вдоль продольной оси, при этом в обмотках наводитс ЭДС, котора акередаетс на регистрирующую аппаратуру (на фиг. 2 не показана). При перемещении инертной массы пружины раст гиваютс , причем продольный ход пружнн определ етс их продольной жесткостью, котора в данном случае будет не более, чем в однор дной ирисовой пружине (в прототипе). Требуема продольна жесткость достигаетс за счет увеличени суммарной длины траверс. Поперечна устойчивость пружин значительно выше, за счет того, что поперечное сечение траверс выбрано большим, чем в однор дной ирисовой пружине (прототипе), а это повышает их поперечную жесткость на всем рабочем ходе сейсмомассы.When a seismic signal is applied, an inert mass, in this case a permanent magnet, moves in the housing along the longitudinal axis, while an EMF is induced in the windings, which is transmitted to the recording equipment (not shown in Fig. 2). When the inertial mass is moved, the springs expand, and the longitudinal course of the springs is determined by their longitudinal rigidity, which in this case will be no more than in a single-stage iris spring (in the prototype). The required longitudinal stiffness is achieved by increasing the total length of the cross member. The transverse stability of the springs is much higher, due to the fact that the cross section of the cross-arms is chosen to be larger than in the single iris spring (the prototype), and this increases their transverse rigidity throughout the entire working course of the seismic mass.

В услови х воздействи на инертную массу датчика боковых нагружений она не соприкасаетс с другими детал ми, а следовательно , в измерени не внос тс погрешности, св занные с трением. При регистрации полезных сигналов сейсмоприемников с предложенными пружинами от воздействи при нагружений до соотношени поперечной силы к продольной 1:1 погрешность измерени не превышала 5% дл ускорений в диапазоне до 1000 д. При воздействии такого же сигнала сейсмоприемником с однор довыми известными пружинами погрешность записи сигнала достигала 20- 25%.Under conditions of impact on the inertial mass of the lateral load sensor, it does not come into contact with other parts, and consequently, no errors associated with friction are introduced into the measurements. When registering the useful signals of seismic receivers with the proposed springs from the action under loading to the ratio of the transverse force to the longitudinal 1: 1, the measurement error did not exceed 5% for accelerations in the range up to 1000 d. When exposed to the same signal by a seismic receiver with one-known known springs, the signal recording error reached 20-25%.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 310208, M. Cl. G 01V 1/18, 1971

2. USSR author's certificate No. 322742, M. Kl.2 G 01V 1/16, 1971

3. US patent number 3451040, cl. 340-17, 1969

4. Authors certificate USSR No. 205320, M. Kl.2 G 01V 1/16, 1967 (prototype).

fVf