Гравиметр

0 Ц 548820 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Савв Советских Социалистических Республик) М.1 л 601 Ч 7 присоединение аявкиГосударственный комитет Севета Министров СССР Приоритет(53) УДК 550,830(088.8) Опубликовано 28,02.77, Бюлл нв делам иаебретвиий и открытийДата опубликования описания 26.04.77 Авторыизобретения Б. Брагинский и Матюни н Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им, М, В. Ломоносова(71) Заявитель 4) ГРАВИМЕТР Наибвестныхность,бильносала, измент.Цель лее существенными гравиметров явля ложность конструк ть нуль-пункта из-з которого изготовл недостатками изтся малая надежции, низкая стастарения матери- ется упругий элеИзобретение относится к области гравитационных измерений, в частности к конструкциям гравиметрических устройств,Известен гравиметр с горизонтальным подвесом, содержащий горизонтальный подвес в виде струны с грузом в виде узла, направленного по радиусу от подвеса, а также пружину натяжения, один конец которой соединен с грузом, а другой с корпусом 1.Известен также гравиметр кварцевый, содержащий чувствительную систему, выполненную в виде вертикального сейсмографа Голицина с металлическим термокомпенсатором, связанным с верхним концом главной пружины 2.Прототипом изобретения можно считать известный гравиметр, содержащий упругий элемент в виде многовитковой спиральной пружины, один конец которой закреплен неподвижно в корпусе, а к другому концу прикреплен измерительный рычаг с уровневым отсчетным устройством 3. изобретения является повышение стабильности, надежности, точности измерении,а также упрощение конструкции,Эта цель достигается тем, что в гравиметре упругий элемент и подвижная масса вы 5 полнены в виде единого элемента из монокристалла, преимущественно сапфира, Этотэлемент имеет форму многогранной призмы сдвумя сквозными боковыми отверстиями. Боковые поверхности этих отверстий, образован 0 ные внешнпмп поверхностями призмы, служатупругим элементом. Средняя часть призмыразрезана по горизонтальной плоскости, причем верхняя ее часть служит подвижной массой. Зазор между верхней и нижней частями5 средней части многогранника образует электрическую емкость, включенную в колебательный контур, которая подсоединяется к регистратору.На чертеже представлена схематически кон 20 струкцпя гравиметра. Гравиметр содержит подвижную массу 1, которую удерживают в положении равновесиядве плоские пружины 2,представляющие собой вместе с подвижноймассой единый элемент, выполненный из мо 25 нокристалла, например, сапфира. Зазор 3 образует электрическую емкость, которая подключена к регистрирующему устройству представляющему собой радиочастотный генератор, частота которого соответствует величине30 зазора.548820 Составитель А. ЧупруноваТехред А. Камышникова Корректор Т. Добровольская Редактор Н. Коляда Заказ 532/13 Изд. Мз 230 Тираж 729 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Гравиметр работает следующим образом.Измерение величины силы тяжести вызывает смещение подвижной массы 1 в результате чего меняется величина зазора 3, а следовательно и частота радиочастотного генератора, по изменению которой можно судить о величине изменения силы тяжести,Чувствительность гравиметра определяется двумя основными элементами; чувствительностью системы регистрации малых смещений и дрейфом нуль-пункта.Современные емкостные датчики позволяют измерять квазистатические смещения -- 10 д см, Поэтому чувствительность гравиметра определяется в основном процессами старения и зависимостью упругих свойств пружины в гравиметре от температуры.Таким образом, для повышения чувствительности пружинного гравиметра целесообразно использовать для изготовления его основных элементов материал, обладающий высокой временной и температурной стабильностью. Одним из таких материалов является монокристалл сапфира, Монокристалл сапфира обладает следующими свойствами: высокой механической твердостью (9 по шкале Моса), высокой температурой Дебая (Оп= =1040 К), высоким барьером Пайерлса.Экспериментально установлено, что скорость движения дислокаций в монокристалле сапфира много меньше, чем у кварца и металлов, причем особенно резко уменьшается скорость движения дислокаций при низких температурах, вследствие высокой физико-химической стойкости сапфира. Из-за наличия у сапфира высокой температуры Дебая коэффициент линейного расширения и термический коэффициент модуля Юнга убывают с понижением 5 температуры значительно быстрее, чем удругих материалов. Формула изобретенияГравиметр, содержащий плоский упругий10 элемент, подвижную массу и регистратор смещений массы, отличающийся тем, что, сцелью повышения стабильности, надежности,точности измерений, а также упрощения конструкции, в нем упругий элемент и подвижная15 масса выполнены в виде единого элемента измонкристалла, преимущественно сапфира, приэтом вышеуказанный элемент имеет формумногогранной призмы с двумя сквозными отверстиями, боковые поверхности которых об 20 разованы внешними боковыми поверхностямипризмы, служащими упругим элементом исредней частью призмы, разрезанной по горизонтальной плоскости, причем верхняя частьсредней части призмы служит подвижной мас 25 сой, а зазор между обеими частями образуетэлектрическую емкость, включенную в колебательный контур, подсоединенный к регистратору,Источники информации, принятые во внима 30 ние при экспертизе:1, Патент СШЛ3315526, кл. 73 в 3, 1967.2. Авт. св.240284, кл. б 017, 7/00, 1969.3. Лвт. св.88547, кл. 6 01 Ч, 7/02, 1950