Градиентометр

, Кл. б 01 М 7/08 присоединением заявкиГосударственный комите Совета Министров ССС ло делам изобретений(45) Дата опубликования описания 20.0 72) Авторы изобрете Калишева, П. Мягковут геофизическ С. ВИ,Всесоюзный Вереда, К, Е. Весел Науменко-Бондарен аучно-исследовательметодов раз в, Л,кои И Заявитель кии инститедки(54) ГРАДИЕНТОМЕТР яв- ьку 2) Заявлено 17.11.75 (21) Изобретение относится к области гравимет. рического приборостроения.Известны градиентометры, содержащие чувствительную систему с разнесенными /о высоте коромыслами с грузами на концах, причем концы коромысел связаны вертикальными нитями 11.Недостатком этих градиентометров является их низкая чувствительность и сложность юстировки, связанная с необходимостью одновременного полного раскручивания обеих у/ругих крутильных нитей /одвеса коромысел.Известны также гравитационные градиентометры, выполненные в форме укрепленного на горизонтальных крутильных нитях рычага, к одному из концов которого прикреплено одно массивное тело, а к другому подвешено на нити другое массивное тело 2.Недостатком известных градиентометров ляется их низкая чувствительность, /оскол они являются неастазированными.Целью изобретения является повышение чувствительности градиентометра.Эта цель достигается тем, что /одвес массивного тела к рычагу с помощью нити осуществляется так, что точки крепления этой нити к рычагу и массивному телу рас/оложе/ы /о разнье стороны от горизонтальной /лоскости, проходящей через крутильные нити. 2На фиг. 1 изображена схема чувствительной системы градиентометра; на фиг. 2 - схема, /оясняюшая вывод уравнения чувствительности градиентометра.Градиентометр содержит раму 1 и /одвешенный к ней на нитях 2 и 3 рычаг 4, на одном из концов которого укреплено массивное тело 5, а на другом посредством нити 6 подвешено массивное тело, выполненное в виде стержня 7 с грузом 8 на конце, Массы 9 - 13 служат для балансировки градиентометра.Оптическая система содержит осветитель 14, зеркала 15 и 16 и микроскоп 17. Для ком/енсации изменения градиента силы тяжести служит /ружина 18, один конец которой связан с крутнльными нитями 2 и 3, а другой - с отсчетным устройством 19.Градиентометр работает следующим образом.При изменении градиента силы тяжести рычаг 4 изменяет свое положение. Для приведения рычага 4 в исходное положение деформируют пружину 18 с помощью отсчетного устройства 19, что в свою очередь вызывает деформацию крутильных нитей 2 и 3, Мерой изменения градиента служит деформация /ружины 18, отсчитываемая /о устройству 19.Предлагаемая конструкция градиентометра является астазированной и поэтому позволяетдобиться высокой чувствительности. Для определения ее величины составим уравнение равновесия рычага градиентометра (см. фпг.2)(11 со 8 а + б 8 1 п а) т, (д + Уггй) -- 1, СО 8 ат,д = (а, + а),где 1 ь 12 - длины плеч рычага 4;а - угол наклона рычага 4 к горизонту; б - высота точки крепления нити 6 подвеса груза 8 относительно горизонтальной плоскости, проходящей через нити 2 и 3 (при горизонтальном положении рычага 4);ть т, - массы грузов 5 и 8 соответственно; д - ускорение силы тяжести;Сгг - градиент силы тяжести;т - крутильная жесткость нитей 2 и 3;ао - начальный угол закручивания нитей 2 и 3;Ь, - разность высот между массами 5 и 8; Дифференцируя уравнение равновесия, получим:(11 сов а + Ь в 1 г 1 а) т 1 Йа - ив пат 2 у - т 1 (у+ Угг й)(11 сова - 11 в 1 па)ааВеличина и есть чувствительность гра 1 У;диентометра, Рассмотрим ее величину Со дляслучая, когда рычаг 4 находится в исходномгоризонтальном положении, Приааа - Ои Со=О 1 Угг а=О=1 т Ь1 1-- т 1 (+ Угга) 11Отсюда видно, что чувствительность Со может быть сделана сколь угодно большой, Дляэтого нужно, чтобыт = т, (д + Угг й) б = ОВыполнение этого требования достигается простыми конструктивными приемами, например11) подбором величины 11 или т.Применение предлагаемого устройства позволит увеличить чувствительность и точностьизмерения градиента поля силы тяжести, чтов свою очередь повысит эффективность грави 15 разведки при поисках и оценках мощности залежей полезных ископаемых, например нефтии газа. Даже незначительное увеличение эффективности гравиразведки приводит к большой экономии, так как позволяет сократить20 дорогостоящие буровые работы.Формула изобретенияГрадиентометр, содержащий корпус, раму,устройство для нивелирования, чувствительную25 систему, выполненную в форме укрепленногона горизонтальных крутильных нитях рычага,к одному из концов которого прикреплено одномассивное тело, а к другому подвешено нанити другое массивное тело, отличающийЗО ся тем, что, с целью повышения чувствительности, точки крепления нити к рычагу и массивному телу расположены по разные стороны от горизонтальной плоскости, проходящейчерез крутильные нити,35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мв 231134,кл. 6 01 Ч 7/08, 1969.2. Веселов К. Е Сагитов М, У, Гравиметри 4 о ческая разведка. М., Недра, 1968, с. 132.Составитель А, ЧупрунТехред Л, Гладкова актор Н. Коляда дписное Тираж 738вета Министров ССоткрытийкая наб д. 4/5 пография, пр, Сапунова, 2 аказ 200/18 Изд.1021 НПО Государственного к по делам из 113035, Москва, Ж