SU842674A1 - Устройство дл дистанционной автоматическойпОдСТРОйКи НулЕВОгО пОлОжЕНи МА ТНиКАСЕйСМОМЕТРА - Google Patents

Description

Устройство относится к геофизическим приборам и может быть использовано в сейсмометрии, для дистанционной подстройки нулевого положения маятника сейсмометра по команде* с ^пульта управ» пения сейсмометром в процессе эксПпуа— таиии.

Известно устройство для дистанционной автоматической подстройки нулевого положения маятника сейсмометра, с одер» жащее управляющий узел с индикатором положения маятника и исполнительную nacTbflj.

Однако это устройство не обеспечива-. ₁₅ ет достаточной точности подстройки изза нестабильности параметров управляющего узла.

Известно также устройство подстройки нулевого положения маятника, содержа- эд щее фотоблок, состоящий из источника света и двух фотоприемников, установленленных на корпусе сейсмометра, а также шторку, укрепленную на маятнике, элект2 ронно-усилительньтй блок и исполнительную часть[^23·

Недостатком данного устройства является малая точность подстройки из—аа большой зоны нечувствительности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее фотоблок, состоящий из источника света (светодиода с тороидальной направленностью излучения) и трех фотоприемников (фотодиодов), из которых два находятся в одной плоскости, а третий над ними и перпендикулярен им. Кроме того, в устройство входит электронно-усилительный блок и исполнительный механизм[3}·

Недостатком известного устройства является сложность конструкции фото блока, трудность настройки на заданную точность, а также некоторая сложность электронной схемы,, определяемая необходимостью повторных обратных включений электродвигателя при подстройке^

Нель изобретения - сокращение продолжительности автоматической подстройки .при одновременном уменьшении габарите» фотоблока.

Указанная дель достигается тем, что в устройстве для дистанционной автс — матической подстройки нулевого положения маятника сейсмометра, .содержащем ; фотоблок, состоящий из светодиода и трех фотодиодов, установленных на корпусе ю сейсмометра/ а также шторку, укрепленную на маятнике сейсмометра, электронноусилительный блок и исполнительный механизм, состоящий из реверсивного электродвигателя с редукто- 15 ром, в фотоблок дополнительно введены два светодиода, образуя при этом три пары светодиод - фотодиод, расположенные симметрично в одной плоскости, а передаточный коэффициент исполнитель- 20 ного механизма выбран, исходя из соотвношения где ft — передаточный Коэффициент; ₂₅

И - скорость вращения электродвига' теля, об/мин;

Т_о - период собственных колебаний маятника, сек;

β - ширина малой зоны нечувствигель^ ности устройства подстройки, рад.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства,' на фиг. 2 и 3 — конструкция фотоблока,' на фиг. 4 и 5 - схема, $ поясняющая работу устройства.

Устройство для дистанционной автоматической подстройки нулевого положения маятника сейсмометра состоит из фото- ₄θ блока 1, электронно-усилительного блока 2 и исполнительного механизма 3. Фото — блок (фиг. 2 и 3) состоит из фотодиодов 4-6,, закрепляемых в соответствующих гнездах корпуса 7, установленного на не- _4J подвижном основании 8 сейсмометра, и светодиодов 9-J 1 с торцевой направленностью излучения, также закрепляемых в корпусе 7 на некотором расстоянии от фотодиодов. ;Для регулировки зон нечувст—_JQ вительности перед фотодиодами устанавливаются непрозрачные попуэкраны 12 и 13 и экран 14 с прорезью. Между фотодиодами и светодиодами может свободно перемещаться шторка 15 с цент- ₅₅ ральной прорезью , укрепленная на маятнике 16 сейсмометра. Исполнительный механизм устройства включает в себя реверсивный электродвигатель постоян ного тока, который через редуктор может в зависимости от конструкции сейсмометра перемещать в двух соответствующих направлениях или конец спиральной пружины, на которой подвешен маятник, или груз-противовес, обеспечивая тем самым смещение положения равновесия маятника.

В электронно-усилительном блоке размещены (фиг. 1) три усилителя 17-19 переменного тока, два релейных переключателя 20 и 21 и . .генератор прямоугольных импульсов для питания светодиоде». Взаимное размещение фотодиодов 4 и 6, попуэкрднов 12 и 13, а также размеры и шторки 15 опреде- г ляют величину большой зоны нечувствительности + &% устройства (фиг. 4 и 5). Взаимное размещение фотодиода 5, экрана 14 и размеры щели шторки 15 определяют величину и положение малой зоны нечувствительности 5¾ устройства (при рабочем угле сейсмометра у ).

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на устройство в зависимости от положения маятника сейсмометра электродвигатель исполнительного механизма или неподвижен, или вращается до тех пор, пока положение равновесия ма-. ятника не сместится к первоначальному. Причем электродвигатель включается только в случае, если положение равновесия вышло за пределы большой зоны нечувствительности . Тогда освещается один из крайних фотодиодов_?на обмотках переключателей 20 и 21 появляется напряжение и их контакты замыкают пень питания электродвигателя. Движекие маятника продолжается до тех пор ,.пока не осветятся средний фотодиод 5, при этом на второй обмотке переключателя 21 появляется напряжение происходит переключение релейного переключателя 21, в результате чего цепь питания электродвигателя раэмыхается, движе,ние маятника прекращается и его положение равновесия находится в пределах зоны нечувствительности JS (кривая 23 на фиг.5). Повторное переключение реле и вращение электродвигателя в соответствующем направлении происходит только после выхода маятника в силу каких-либо причин за пределы большой зоны нечувствительности eii+Д-д· Как показали расчеты и эксперименты для того чтобы в процессе подстройки положение равновесия маятника выходило за пределы малой эоны нечувствительности Jb т.е. чтобы не требовалось повторных обрат ных включений электродвигателя.величина' передаточного коэффициента исполнительно-» го механизма должна определятся из вы ражения

К> аьп.Ег где Н - скорость вращения электродвигателя, об/мин;

Т_о -период собственных колебаний ма-’° ятника, сек;

Ji - ширина малой эоны нечувствительности устройства подстройки, рад. Питание на устройство может подаваться с пульта управления сейсмометра оператором по мере надобности или через определенные промежутки времени по заранее составленной программе или непрерывно в течение длительного времени^· обеспечивая во всех случаях дистанцион- ²⁰ ную- автоматическую подстройку нулевого положения маятника с наименьшим временем действия устройства, обеспечивая тем самым сокращение потерь сейсмической информации. При этом регулировка малой зоны нечувствительности β обеспечивает точность подстройки , а регулировка основной зоны нечувствительности 0^ ⁺ сС ^определяет частоту необходимых включений устройства для коррекции ин положения равновесия маятника.

Claims (3)

1. Устройство относитс  к геофизическим приборам и может быть использовано в сейсмометрии, дл  дистанционной под. стройки нулевого положени  ма тника сейсмометра по команде, с пульта управ лени  сейсмометре в процессе экс1гауатакии . Известно устройство дп  дистанционнс автоматической подстройки нулевого положени  ма тника сейсмометра, содер жащее управл ющий узел с индикатором положени  ма тника и исполнительную HacTbffj. Одаако это устройство не обеспечива- ет достаточной .точности подстройю нестабильности параметров управл к шего узла. Известно также устройс-гао подстрЫ ки нулевого положени  ма тника, содержашее фотоблок, состо щий из источника света и двух фотоприемников, установленленш 1х на корпусе сейсмометра, а Иакже шторку, укрепленную на ма тнике, элект ронно-усилительныйблок и всполнитепьиую часть
2. 2. Недостатком данного устройства  вл етс  мала  точность подстройки из-ыа большой зоны нечувс1вительност  устройс1«а . Наиболее бпваюо  к преопагаемому  вл етс  устройство, содеришшее фото (хюк, состо щий из источника света (светодиода с тороидальной направленностью излучени j и трех фотоприемников (фотодиодов), из которых два наход тс  в одной плоскости, а третий над ними и перпендикул рен им. Кроме того, в устройство входит электронно-усилит льный олок и исполнительный механизм З Недостатком известного устройства  вл етс  сложность конструкции фотоблока , трудность настройки на заданную точность, а также некотора  сложность электронной схемы, определ ема  необходимостью повторных обратных вклюений эле1стро юигател  при подстройке . Цель изобретени  - сокрашение продолжительности автоматическЫ подстройки .при одновременнс уменьшении габаритов фотоблока. Указанна  цель достигаетсй тем, что в устройстве дл  дистанционной автс - матической подстройки нулевого положени  ма тника сейсмометра, .содержащем i фотобпок, состо щий из светойиода и тре фотодиодов, установленилх нп корпусе сейсмометра, а также шторку, укрепленн на ма тнике сейсмометра, электронно усилительный блок и исполнительный механизм, состо щий из реверсивного электродвигател  с рецуктором , в фотоблок дополнительно введены два светодиода, образу  при этом три пары светодиод - фотодиод, расположенные симметрично в одной плоскости, передаточный крэффициёнт исполнитеп ного механизма выбран, {юход  из соотношени  где К передаточный Коэффициент; скорость вращени  электродвиг тел , об/мин; период собственных колебаний ма тника, сек; ширина малой зоны нечувсгвкте ностн устройства подстройки, рац. На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 и 3 - KOHC рукци  фотоблока; на фиг. 4 и 5 - схем по сн юща  работу устройства. Устройство дл  дистанционной автома ческой подстройки нулевого положени  ма тника сейсмометра состоит из фотоблока 1, электронно-усилительного блока 2 и исполнительного механизма
3. 3. Фото блок (фиг. 2 и 3) состоит из 1{)ОТОДНОДО 4-6„ закрепл емых в соответствующих гнездах корпуса 7, установленного на н& подвижном основании 8 сейсмометра, н светодиодов 9-31 с напр ленностью излучени , также закрепп ш«1ы в корпусе 7 на некотором рассто ни  от фотодиодов. ;Дл  регулировки зон нечувс ви тельное ТВ перед фотодиодами устанавливаютс  непрозрачные пол -экраны 12 и 13 и экран 14 с прорезью. Между фотодиодами и светодиодамв может свободно перемещатьс  шторка 15 с ueHi ральной прорезью , укрепленна  на ма тНВЖ8 16 сейсмометра. Исполнительный механизм устрсЛства включает в себ  реверсивный электродвигатель постоанНОГО тока, который через-.редуктор может в зависимости от конструкции сейсмометра перй ещать в двух соо-геетс-гвуюших направлени х или конец спиральной пружины, на которой подвешен ма т1чк , тгпи груз-противовес, обеспечива  тем самым смещение положени  равнсшеси  ма тника. В электронно-усилительном блоке размешешл (фиг. 1) три усилител  17-19 перемен ого тока, два релейных перекпк чатеп  20 и 21 и . .генератор пр моуголывлх импульсов дл  питани  светодиодов . Взаимное раем ещекие фотодиодов 4 и 6, попуэкр н 12 и 13, а также разм кл и Ка шторки 15 опредо-г л ют величину большой зоны нечувстви .тельности устр Лства (фиг. 4 и . 5). Взаимное размещение фотодиода 5, экрана 14 и размеры шелк шторки 15 определ ют вел чюсу и положение малой зовы нечувствигелыксги jb устройства (1ФИ рабочем угле сейсмометра Y ). Устройство работает следуимтю образом При подаче пигани  на устройство в завис мост  от аоложен   ма тника сейсмометра электродвигагель исполнительного механизма или неподвижен, или врашаегс  до гек пор, пока по ожевие равновеси  ма-.  гаика не сместитс  к п воначальному. Пр чем электродаигагель включаетс  только а случае, если положение равновеси  вышло за пределы большой зоны нечувсгоителысост Х A-j . Тогда освещаетс  один из крайних фопшкздов иа обмотках п еключагелвй 2О к 21|в  вл ек:  напр жение и их контакты замыквот оеоь питани  электродвигатеп . Движеюю мв тюка продолжаегси до тех 1юр у-южл не осветитс  сред«иЛ фотодиод 5, щт атом на второй обмотке переключател  21 по вл етс  напр жение 1фож:п дит авре1ртючен е релейт)го перек-лючател  21, в результате чего цепь питани  электродвигател  размыкаетс , движение ма тника прекрашаетс  и eix по/южение равновеси  иахпдапс  в пределах зоны нечзФствителыюсти jb (крива  23 на фиг.З), Повто{жое пврослючение реле и ращение электродвигатеп  в соответствующем на1фавлевии происходит только после выхода ма тника в силу какнх -либо причии за пределы большой зоны нечувствнтелкдостн вк показали расчеты и эксперименты дл  того чтобы в 1фопессе подстройки положение равновеси  ма тника выходило за Пфеделы малой зоны нечувствительности jb у.е. чтобы не требовалось повторных обрат ных включений электродвнгагел .величине передаточного коэффициента испопннтепьно го механизма должна определ тс  из выраженн  К mjiJL-. Y - скорость врашен   элек1родвигател , об/мин; TQ -41ериод собственных колебаний ма  тника, с J - ширина малой зоны нечувствитель ности устройства подстройки, рад на устройство может подаватьс  с пульта управлени  сейсмометра операторсм по надобности или через определевные промежутки времени по заранее составлениой программе или неп .рерьюно в течение.длитвпьнс  о временЦГобеспечгоа  во всех случа х дистанционную- автоматическую подстройку  у евсго положени  ма тника с наименьшим временем действи  устройства, обеспечива  тем самым сокращение потерь сейсмической информации. При этом регулировка малой aoiib нечувстеительностн jb обеспечивает точность подстройки , а регулировка основной зоны нбчувс1витепьности Ot с(/(2,опр9адп 0т частоту необходимых включений устройства дл  коррекщшии попож гав  равню войн ма тника. Формула изобретени  Устройство дл  дистанционной автоматическсЛ подстрсАки нулевого положени 

   // ма тника сейсмомефа, содержащее фот блок, состо пгий из светодиода и трех фотодиодов, установленных на корпусе сейсмометра, а также шторку, укрепленную на ма тнике сейсмометра, электронно усилительный блок исполнительный механизм , состо щий из реверсвзного anexi родвигатеп  с редуктором , о т л и ч а ю щ е вс  тем, что, с иепыо Сокрашени  времени автоматической аоасгроЛк  при одновременном уменьшении габар тов фотоблока, в фотоблок дополнительно оаедены два светодиодв, образу  три пары светодиод - фотодиод, расположенные сим-, метрично в одной плоскости, а передаточ ный коэффициент исполнительного механиз ма выоран, исход  из соотношени  : То К - передаточный коэффициент п - скорость вращени  алектроавТша ч тел , об/мин Т - период собственных колебаний ма тннка , сек,. - ширина малой зоны нечувствительности устройства подстройки, рад. Источники информации, |фин тые во внимание при экспертизе 1.Алтрслов свидетельство СССР N 342152, кл.й01У1/16, 1970. 2.Сейсмические приборы. Сборник. М., Наука, 1975, t 8, с. 67. 3.Авторское свидетельство СССР № 661462, Kn.QOlV 1/16, 1977,(прототип ).

   /./

   f./3.f

   fff.J

   -9

   .//

   It

   а

   г« /J

   0tfg.