SU769465A1 - Вертикальный сейсмометр - Google Patents

Description

3

X - перемещение инертной массы, Rfj--рассто ние центра массы до оси вращени .

Формулы (2) показывают зависимость чувствительности сейсмометра к ускорени м от нериода Т.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  сейсмометр, содержащий корпус , инертную массу, уиругий элемент, преобразователь смещени , обмотку, расиоложенную в магните . В нем увеличение периода достигаетс  за счет увеличени  момента инерции с помощью отрицательной обратной св зн но ускорению движени  инертной массы. Период Т увеличиваетс  но закону возрастани  УЛ, а чувствительность остаетс  неизменной (см. формулы выше), т. е. эти устройства нрндают сейсмометрам улучшенные фильтрующие свойства, полезные дл  выделени  длиннонериодных волн на фоне короткопериодных колебаннй.

Целью изобретени   вл етс  одновременное увеличение чувствительности и периода собственных колебаний вертикального сейсмометра .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что унругий элемент разделен на две части и его точка делени  жестко св зана с одной из двух взаимоперемещающихс  деталей датчика преобразовател  смещений и с обмоткой , вход щей в поле магннта, жестко св занного с корпусом сейсмометра, а втора  деталь датчика преобразовател  смещений жестко св зана с инертной массой, при этом выход преобразовател  смещений подключен через корректирующие фильтры к обмотке, расположенной в ноле магнита, по схеме обратной отрицательной св зи между точкой делени  упругого элемента и инертной массой.

Изобретение по сн етс  чертежом.

Сейсмометр содержит инертную массу 1 подвешенную на пружине 2. Преобразователь смещений 3 имеет две взаимоиеремещающихс  детали параметрического датчика (например, две пластины конденсатора , обмотка возбуждени  и обмотка приема трансформато-рного датчика, ферритовый или металлический стержень и обмотки нзмерительиого моста индуктнвного датчика и т. п.), каждый из которых жестко крепитс  к точке деленн  пружнны 2 на две части и к массе 1. Обмотка, жестко скреиленна  с пружиной 2, и магнит, жестко скрепленный с корпусом прибора, образуют магнитоэлектрический преобразователь 4. Сопротивлени  R, Rz и конденсаторы C, С2,  вл  сь фильтрами, включены в цепь обратной св зи между выходом преобразовател  3 и обмоткой магнитоэлектрического преобразовател  4, образу  электромеханическую отрицательную обратную св зь между массой 1 и точкой делени  2.

Сейсмометр работает следующим образом .

При колебани х корпуса нрибора, установленного на грунте, возникают инерционные силы, смещающие массу 1 относительно корпуса. Упругий элемент 2 раст гиваетс  ил1 сжимаетс  в зависимости от знака смсщеии  массы 1, порожда  отпосительное смещение точки делени  упругого элемента 2 и массы 1, которое измер етс  преобразователем 3. Электрический ток иреоб|5аз ()вате,1  3, иронорционал1)Иый этому смен1.еиию, поступает в обмотку преобразовател  4. Под действием тока обмотка, а вместе с ней и точка де;1е1П1  упругого э.чемента 2, перемещаютс . Направление тока и соответствующее ему движение точки делени  упругого элемента 2 выбрано таким образом, что образуетс  электромеханическа  обратна  св зь между точкой делени  упругого элемента 2 и массой 1, действие которой приводит к уменьшенню относительного смещени  точки делени  упругого элемента 2 и массы 1. Следствием этого  вл ютс  уменьшение упругости участка пружины 2, расноложенного между точкой делени  пружины и массой, увеличение чувствительности и нериода собственных колебаний сейсмометра. Теоретическое рассмотрение описанного устройства приводит к следующей зависимости периода сейсмометра TS от коэффициента отрицательной обратной св зи /г:

Т -Т

f Z Q

l/.-i

2-b/fe

Видно, что при росте k дробь (1 + k)

--стремитс  асимтотически к 1,

(2 и)

что свидетельствует о теоретической неограниченной возможности увеличени  нериода и чувствительности предлагаемого сейсмометра. Однако, предел существует и определ етс  иперциоиными свойствами узvia части упругого элемента 2. При увеличении k вли ние инерционности узла 2 возрастает и приводит к  влению проскакивани  по инерции нул  относнтельного смещени  участка 2 и массы 1. Возникают паразитные высокочастотные колебани  узла 2 около нул , которые могут быть устранены применением фильтров типа Ri, Сь RZ и Cz в цени обратнойсв зн.

Макет предлагаемого сейсмометра испытывалс  в лабораторных услови х. Испытани  показали полное соответствие с вышеизложенным . Так, на макете получено 10-кратное повышение чувствительности и более, чем 3-кратное увеличение нериода собственных колебаний сейсмометра по сравнению с обычной механической системой сейсмометра или по сравнению с прототипом .

Claims (3)

1. Ветчинкин А. Н. «Электронный сейсмограф с емкостным датчиком - «Изв. АН СССР, сер. геофил., М, 1962, № 4.

2. Agnew D., Berger I., Buland R., Farrcll W., and Gilbert F. - International Deplogment of aculerometers: A network foi Very Long Period Seismology EOS vol. 57, JYo 4, April 1976.

3. Рыков A. В., Забелин М. В., Давыдов В. И. «Длиннопериодна  сейсмическа  станци  ДС-ВП. - В сб. Сейсмические приборы. Наука, М., 1976, вып. 9, с. 6-9 (прототип).

Со