Гравитационный градиентометр

О П И С А Н И Е 1 ц 75222ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.07.8 1 осударственнын комите делам изобретений и открытий 53) УДК 550,83к мекак и равиДля разделения ин метрах требуется п , что не всегда мож Целью изобретения я углового ускорени ормации об этих паименять два прибот быть приемлемо. является учет влияИзобретение относится к орительной техники и может н пр нение в навигационном при роении, например, в устройствах дл ер ения положения местной вертикал меняемых на подвижных, например льных, аппаратах.Известны гравитационные градиентометры, содержащие разнесенные массы, закрепленные на жесткой гантели. Недостатком этих приборов является их критичность к механическим воздействиям 1.Известны также градиентометры, содержащие два преобразователя давления и соединяющую их спиральную трубку, заполненную двумя несмешивающимися и невзаимодействущими жидкостями различной плотности, расположенными в каждом витке в виде двух пар противолежащих столбиков 2).Эти приборы менее чуханическим помехам, нов первом случае, помимо г тации измеряют и углов Сущность изобретения заключается в том, что одна половина спиральной трубки градиентометра имеет правое, а вторая - левое направление намотки, при этом однородные по плотности противолежащие столбики жидкости в одной половине спиральной трубки расположены в смежных квадрантах витков по отношению к аналогичным столбикам в другой половине спиральной трубки.На фиг. 1 показаны схема намотки спиральной трубки и расположения в ней столбиков жидкости различной плотности; на фиг. 2 и 3 - рассматриваемые направления воздействующих углового ускорения и градиента; на фпг. 4 изображены сечения витков левой намотки спирали; на фиг. 5 - сечения витков правой намотки спирали,Два преобразователя давления 1 и 2(фиг. 1) соединены спиральной трубкой 3, заполненной двумя несмешивающимися и невзаимодействующими жидкостями различной плотности, например, ртутью 4 и 25 спиртом 5, Эти жидкости расположены вкаждом витке спиральной трубки 3 в виде двух пар противолежащих столбиков, т, с, однородные по плотности жидкости занимают участки витка в его противоположных зо квадрантах.(6) 1Р 2 -(Р,. + "),Р: Ррт Рсс 55 Спиральная трубка 3 состоит пз двухполов 11 н. О;1 на ее половина имеет правое(соединена с преобразователем давления 1),а вторая - левое направление намотки(соединена с преобразователем 2),Однородные по плотности противолежа 1 цие столбики жидкости в первой половинеспиральной трубки 3 расположены в смежных квадранты витков по отношению каналогичным столбикам во второй ее половягине. Так, например, столбики спирта вкаждом витке первой половины трубки расположены в кадрантах б и 8, а столбикиртути -- в квадрантах 7 и 9 (фиг, 4).15Во второй половине трубки наоборот:столбики спирта - в квадрантах 7 и 9, астолбики ртути - в квадрантах б и В(фиг. 5),При использовании в качестве преобразователей давления гидростатических датчиков с частотным выходом (как в прототипе) воздействие на прибор вектора градиента д и углового ускорения е по схеме на фиг. 2 приведет к появлению навыходе преобразователей У и 2 сигналов счастотами 11 и 6: Если вектор в изменит знак на обратный (фиг. 3), то частоты ,и з будут: где 1 со - несущая частота,где 5 - крутизна характеристики преобразователя давления, 45 Ррт 1 Рсп - плотности ртути и спирта, 50 Р, - радиус намотки витков, У, - количество витков. В обоих случаях (уравнения 1 - 4) приращения частот на выходах преобразователей от воздействия углового ускорения одинаковые знаки. Это объясняется тем, 50 что давление жидкости в обеих половинах ; пиральной трубки в этих случаях будет направлено или от ее середины к концам (к преобразователям давления), или от концов к ее середине, Разность частот Л) в 55 обоих случаях (фиг, 2 и 3) не будет зависеть от воздействия углового ускорения; При необходимости может быть выделена информация и об угловом ускореняи, что может быть осуществлено двумя способами:путем суммирования Ц двух частотии вычитания из этой суммы удвоенного значения несущей частоты, т. е.Ц = 1+6 - 21 о,путем подключения,к средней части спиральной трубки дополнительного третьего преобразователя давления, В этом случае разность частот, снимаемых с преобразователей 1 и 2, будет пропорциональна градиенту, а сумма ХЛ разностей Л 1 з и Лд - угловому ускорению: Лз =- 1 з == 2 Л)1 в) + Л(д),Лйз = з - з = 2 Л(в)Л(й), ХЛ = Лз+Л;з -- 4 Л)(в). Соотношение конструктивных (М , Я,) измеряемого (д) и выходного (Л 1) параметров может быть проиллюстрировано при следующих реальных исходных данных: 5 ==-084 10 Ь ЬРдин Ьо = 12,6 , Р,=40 с,я, Л=1000, а(величина градиента у поверхности Земли), При этих данных Л/ = 0,1 Гц,Таким образом, положительный эффект изобретения заключается в том, что в результате изменения формы намотки спи. ральной трубки и соответствующего размещения участков разноплотных жидкостей в трубке, достигается возможность разделения информаций о градиенте и угловом ускорении. Формула изобретения Гравитационный прадиентометр, содержащий два преобразователя давления и соелиняющую их спиральную трубку, заполненную двумя несмешивающимися и невзаимодействующими жидкостями различной плотности, расположенными в каждом витке в виде двух пар противолежащих столбиков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью учета влияния углового ускорения на измерения, в нем одна половина спиральной трубки имеет правое, а вторая - левое направление намотки, при этом однородныеЗаказ 890/106 Изд. ЛЪ 400 Тираж 649 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 Д п, Харьк. фнл атент по плотностями противолежащие столбики жидкости в одной половине спиральной трубки расположены в смежных квадрантах витков по отношению к аналогичным столбикам в другой половине спиральной трубки. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Патент США Ло 2273397, кл. 73-382,опублик. 1969.5 2. Авторское свидетельство СССР