Высотомер для барометрического нивеллирования

Класс 42 к, 14 ю 467023 СССР ОПИС БРЕТЕНИЯ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1ог,до Й/1.31 -" Федынский ВЫСОТОМЕР ДЛЯ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИ Заявлено б декабря 1944 г. за338007При всякой гравиметрической съемке, в том числе и производимой с разведочной целью, основная задача заключается в получении аномалий силы тяжести в ряде пунктов наблюдения, размещенных на земной поверхности. Для решения этой задачи необходимо знать для каждого пункта наблюдения ускорение силы тяжести, а также его координаты. Поэтому съемка с гравиметрами требует одновременного определения абсолютных высот гравиметрических пунктов, что является весьма трудоемкой частью работы.Уже известно применение для точного барометрического нивелирования газовых высотомеров, основанных на принципе дифференциального измерения разности атмосферного давления в различных пунктах земной поверхности.Недостатком газовых высотомеров является чувствительность этих приборов к ызменениям температуры, так как упругость замкнутого объема газов, уравновешивающая в этих высотомерах наружное атмосферное давление, меняется весьма значительно в зависимости от колебаний температуры,Предлагаемый согласно изобретению высотомер для барометрического нивелирования, не уступая по точности газовым высотомерам, значительно менее чувствителен к изменениям температуры и в то же время служит гравиметром, измеряющим ускорение силы тяжести.Сущность изобретения заключается в том, что он выполнен в виде пружинного гравиметра с двумя рабочими системами, имеющими грузы из материалов различной плотности. Это обеспечивает возможность одновременно определять ускорение силы тяжести на полевых пунктах и барометрически определять высоты этих пунктов.На чертеже приведена схема предлагаемого прибора, состоящего из двух отдельных систем, каждая из которых состоит из груза 1, 2, упруго подвешенного на пружине 3 и 4.Всякий пружинный гравиметр, состоящий из пружин 3 и 4 и рабочих грузов 1 и 2, как изображено на схеме, подвержен аэростатическому влиянию, так как его рабочий груз испытывает в атмосферной среде потерю веса, по закону Архимеда. В том случае, если рабочая сис67023тема гравиметра не гермепизирована, истинная разность ускорений силы тяжести Ьд на двух каких-либо пунктах будет равна:Ь=Ц+ - (р - о )- Кгде Ьд - наблюденная разность силы тяжести, - (р - о") - поправка на аэростатический эффект, причем р - плотность материала рабочего груза гравиметра, р и р" - плотности воздуха на пунктах наблюдений. Последние величины, а следовательно и их разность Ьо = р - р" при неизменной температуре, сохраняющейся в гравиметре, в случае его термостатирования, прямо пропорциональны разности давления ЬВ = В - В".Таким образом, отсчет любого пружинного гравиметра либо требует для своего исправления знания плотности воздуха на каждом пункте, либо содержит две неизвестных величины (Ьд и Ьр или ЬВ). Последнее и является основанием для устройства гравиметра - высотомера.На прилагаемой схеме изображены два идентичных гравиметра: первый с пружиной 3, имеющий плотность рабочего, груза 1-р - и второй с пружиной 4, имеющий плотность рабочего груза 4=пр,Тогда, предполагая, что оба гравиметра соединены в одну двойную систему и повсюду находятся в одинаковых условиях, можно написать:- й - К Ьд = Ьд-,- - = Ьд, + - Ьр(2)) Отсюда, ес.ти и т, легко найти ЬЯ и Ьр; от Ьр не трудно перей. ти к разности давлений ЬВ, зная температуру термостатирования, При этом постоянство упругих сил пружины и точность их измерения, требуемые для устройства обычных гравиметров, обеспечивают надлежащую точность барометрического нивелирования. При точности измерения Ьд до 0,1 мгал., имея а=10, следует ожидать определения ЬВ с точностью около 0,08 мбар, что в свою очередь обеспечит знание высоты до +0,5 д. Так как редукция силы тяжести за высоту ммеет порядок 0,2 мгал на 1 м разности высот, то обе точности (+0,1 мгал; +0,5 м) удачным образом взаимосоответствуют.На основании изложенного, любой пружинный гравиметр можно превратить в гравиметр-высотомер, Для этого гравиметр снабжают двумя рабочими системами, идентичного устройства, за исключением их рабочих грузов, плотность которых должна быть различной, В частности, этого легко добиться, устраивая в одном из грузов внутренние герметические полости, уменьшая тем самым среднюю плотность такого полого г)уза. Двойной гравиметр-высотомер помещается в термостат, но не герметизируется,Выполненный таиим образом двойной гравиметр-высотомер дает возможность одновременно измерять ускорение силы тяжести и вести точную барометрическую нивелировку пунктов, Для осуществления последней во время полевых работ потребуется также второй стационарный гравиметр-высотомер, который, представляя собой прибор, аналогичный описанному, может быть конструктивно оформлен, как самопишущий инструмент, Возможно также разработать эффективную методику совместной работы двух подвижных, вполне идентичных, гравиметров-высотомеров, что обеспечит наиболее быстрое покрытие площадки, подлежащей съемке с гравиметрами.67023Предмет изобретенияВысотомер для барометрического нивелирования, о т л и ч а ю щи йся тем, что он выполнен в виде пружинного гравиметра с двумя рабочимя системами, имеющими грузы из материалов различной плотности, с целью одновременного определения ускорения силы тяжести на полевых пунктах и барометрического определения высот этих пунктов.Редактор В, Погоржельский Техред Т. П. Курилко Корректор Г КудрявцеваПоди. к печ. 24 Х 11-62 г, Формат бум. 70 Х 1081/1 а Объем 0,26 изд. л.Зак. 6627 Тираж 200 Цена 5 коп.ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, М, Черкасский пер., д. 2/6.Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 4