Сейсмометр

(21) 42 4276030 (22) 1 (46) 23 (71) Ин им. О.Ю (72) Ю (53) 5 1-25; ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 55019/31 -25; 4265173(56) Шнирман Г.Л. Астазирование маятников. - М.: Наука, 1982 с.82-93.Аппаратура и методика сейсмических наблюдений в СССР./Под ред,З,И.Арановича. - М,: Наука, 1974, с.43-48.(57) Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано в сейсмометрах и гравиметрах. С целью повьппения разрешающей способности сейсмометра за счет уменьшения его температурных погрешностей металлический корпус сейсмоЕ Я метра с тепноизоляционным покрытиемимеет отверстие с эластичной мембраной 7, что позволяет выравнять давление во внутреннем объеме сейсмометраи предохранить его от проникновениявлаги, Воздушное пространство внутрикорпуса сейсмометра заполнено твердым теплоизоляционным материалом (деревом, эбонитом), а пружина 2 или упругие шарниры 3 комещены в камеру степлоизоляционных покрытием. Уменьшение свободного воздушного объемавнутри корпуса сейсмометра позволяет снизить амплитуду колебайий температуры барического происхожденияво внутреннем объеме сейсмометра.При этомпомещение пружины и упругихшарниров в камеры с малым объемомвоздуха приводит к дополнительномуснижению амплитуды колебаний температуры, воздействующей на эти термочувствительные элементы конструкциисейсмометра. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.(2) 3 150976Изобретение относится к геофизическому .приборостроению и может бытьиспользовано в сейсмометрах, гравиметрах.Цель изобретения - повышение разрешающей способности сейсмометра засчет уменьшения температурных погрешностей.На чертеже изображен сейсмометр.Чувствительная система, состоящаяиз инертной массы 1, подвешенная спомощью пружины 2.и упругих шарниров3 к основанию 4 прибора, помещаетсяв корпус 5 с теплоизоляционным покрытием 6, изготовленными, например, иэпенопласта, Отверстие с эластичноймембраной 7 позволяет выравнять давление во внутреннем объеме сейсмометра и одновременно предохранять его 20от проникновения влаги. Воздушноепространство внутри корпуса, обычноимеющее сложную конфигурацию, заполняется деталями из твердого теплоизо. лирующего материала 8, например дерева, эбонита. Остаточный воздушныйобъем определяется пространством, необходимым для свободного перемещенияподвижных систем сейсмометра. Пружина помещается в металлическую камеру 9, например, из алюминия с наружным термоизоляционным покрытием 10,например, из эбонита,Сейсмометр работает следующим образом. 35Наружные колебания атмосферногодавления свободно проникают черезкорпус 5 с теплоизоляционным покрытием 6, снабженный эластичной мембраной7, во внутренний объем сейсмометра, 40не вызывая деформаций корпуса и появление связанных с ними инструментальных шумов сейсмометра. Внутри корпуса сейсмометра возникают колебаниятемпературы барического происхождения, амплитуда которых пропорциональна объему воздуха внутри корпуса.Возникающие во внутреннем объемесейсмометра колебания температурывоздуха воздействуют на систему подвеса инертной массы 1 маятника, вызывая температурные изменения жесткости пружины 2 и упругих шарниров 3 ипоявление связанных с этим температурных возмущений маятника,55Заполнение свободного внутреннегообъема сейсмометра деталями из твердого теплоизолирующего материала 8,помещение пружины в металлическую ка 9 4меру 9 с наружным термоизоляционным покрытием 10 и упругих шарниров 3 в термоиэоляционные камеры приводит к уменьшению амплитуды колебаний температуры воздуха барического происхождения, воздействующей на термочувст-. вительные элементы сейсмометра (пружину, упругие шарниры), уменьшение температурных погрешностей и увеличение разрешающей способности сейсмометра.Внутри корпуса сейсмометра совершается термодинамический процесс, который с учетом теплообмена воздуха с деталями и корпусом сейсмометра описывается системой уравнений: где ДТ - приращение температуры воз"- духа;- время;Д Р - приращение атмосферного давления;Р в .среднее значение давления;Ч - среднее значение воздушногообъема внутри корпуса;С - теплоемкость воздуха при почстоянном объеме;С в . теплоемкость воздуха припостоянном давлении;Я - количество тепла, участвующего в объеме;- коэффициент теплообмена.Решение системы (1) относительно ЬТ дает: адт р ч адРФдта ср с ас Из уравнения (2) находится зависимость амплитуды колебаний температуры ДТ воздуха во внутреннем объемесейсмометра от амплитуды колебанийдавления в зависимости от частоты колебаний:7 иДТ, - ) ДР,(3)ср Ьы+я,где Я - циклическая частота колебаний;И = -- характеристическая частота.О СДпя высоких частот при Яцпроцесс является адиабатическим, тепдГДТ,формула изобретения З.Сейсмометр по п.1, о т л ич а ю щ и й .с я тем, что упругие шарниры помещены в камеры из теплоиэолирующего материала. Составитель Н.ЗахарченкоТехред Л,Олийнык Корректор А.Обручар Редактор Н".Яцола Заказ 5803/40 Тираж 484 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 15097лообмен воздуха с окружающими теламине усневает происходить, при этомДТ/ц= -- ДР = --- ЬР, (4)5 Я С рСР10 5где С - удельная теплоемкость воздуРоха при постоянном давлении;- среднее значение плотностивоздуха.Для низких частот у с у процесс 10за счет теплообмена приближается впределе при Ц -0 к изометрическому,при этомЬТ/ щ Ц ДР. (5)о Ъ 15Для типовых конструкций сейсмометров диапазон рабочих частот, как установлено экспериментально, принадлежитпереходной области от адиабатическогопроцесса к изотермическому, при котором, как видно иэ уравнения (5), изменение температуры пропорциональновнутреннему объему воздуха, скоростиизменения давления и обратно пропорционально коэффициенту теплообмена 25После заполнения свободчого пространства внутри корпуса сейсмометракаким-либо материалом остается остаточный воздушный объем 7 для которого изменение температуры воздухапри неизменном коэффициенте теплообмена будетДТ, =ЫДР,69 6Степень уменьшения вариаций темпе-. ратуры внутри сейсмометра и, следовательно, степень уменьшения температурных погрешностей, обусловленных вариациями атмосферного давления, определяется отношением 1,Сейсмометр, включающий корпус с татлоизоляционным покрытием,инертную массу, подвес с упругими шарнирами и пружиной, отличающийс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности сейсмометра эа счет уменьшения температурных погрешностей, корпус снабжен отверстием с эластичной мембраной, а внутренний объем корпуса заполнен твердым теплоиэолирующим материалом.2,Сейсмометр по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что пружина помещена в металлическую камеру с наружным теплоиэоляционным покрытием.