Гравиметр

ОЛИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11889 Союз Советских Социалистическихпо делам изобретений и открытий(45) Дата опуб кования описания 07.03.8 4) ГРАВИМЕТ юче- око- адаи в изгочто шнии, а ную Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при изучении гравитационного поля Земли и поиске месторождений полезных ископаемых методами гравиразведки.Известен гравиметр, в котором датчиком перемещения является вы со кодо бротный сверхпроводящий СВЧ-резонатор с подвижнои торцовой стенкой, свободно подвешенной в поле сверхпроводящего магнитного подвеса. Датчик перемещения расположен в криостате с жидким гелием и является частотнозадающим элементом высокостабильного СВЧ-генератора. При этом значение частоты выходного сигнала генератора является функцией величины гравитационного поля в точке измерения.Однако описанный гравиметр имеет существенный недостаток - систематический уход частоты генератора, обусловленный изменением уровня жидкого гелия в криостате и соответствующим ему изменением длины коаксиальных линий, которыми датчик-резонатор связан с измерительной цепью.Кроме того, резонансная частота сверхпроводящих резонаторов весьма чувствительна к влиянию внешних факторов, Так, изменение давления в гелиевой ванне ведет к изменению геометрических размеров резонатора вследствие упругой деформации его стенок. С другой стороны, флуктуации температуры кипения гелия, обусловленные изменением давления в криостате, ведут к флуктуациям резонансной частоты резонатора вследствие температурной зависимости коэффициента линейного расширения и мнимой части поверхностного импеданса сверхпроводника,1 аким образом, уходы резонансной частоты С ВЧ-резонатора, обусловленные влиянием перечисленных дестабилизирующих факторов, накладываются на выходной сигнал гравиметра, что приводит к снижению его чувствительности и стабильности нуль- пункта.Целью изобретения является повышение чувствительности и стабильности нуль-пункта гравиметра. Поставленная цель достигается вкл нием в схему гравиметра опорного выс стабильного СВ Ч-генератора, частотноз ющим элементом которого является св проводящий резонатор, расположеннь одном криостате с СВЧ-резонатором,товленный из того же сверхпроводника и СВЧ-резонатор, и соединенный с вне ми цепями идентичными линиями связ О также смесителя, выделяющего разностчастоту колебаний опорного и измерительного генераторов.Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.В криостате с жидким гелием 1 располо жены СВЧ-резонатор 2 и опорный сверхпроводящий резонатор 3, подсоединенные через линии связи 4 соответственно к измерительному генератору 5 и опорному СВЧ- генератору 6, 10Между генераторами 5 и 6 расположен смеситель 7, входами подключенный к выходам генераторов 5 и б, а выходом - к частотомеру 8.Работает устройство следующим обра зом.Изменение гравитационного поля приводит к изменению частоты колебаний измерительного генератора 5 в соответствии с величиной перемещения подвижной стенки 20 датчика-резонатора 2, но не оказывает влияния на частоту колебаний опорного генератора 6. При этом разностная частота колебаний генераторов, выделяемая смесителем 7 и измеряемая частотомером 8, яв ляется функцией величины гравитационного поля в точке измерения,С другой стороны, дестабилизирующие факторы - изменение уровня жидкого гелия, давления и температуры в криоста те - одинаковым образом воздействуют как на резонансную частоту датчика перемещения 2, так и на частоту опорного сверхпроводящего резонатора 3, вызывая тем самым одинаковый сдвиг частоты вы ходного сигнала генераторов 5 и 6, в результате чего разностная частота их колебаний остается неизменной.Таким образом, выходной сигнал гравиметра - разностная частота колебаний 40 опорного и измерительного генераторов - содержит в себе только информацию о величине измеряемого гравитационного поля.Техническая эффективность изобретения заключается в повышении чувствительности и стабильности нуль-пункта гравиметра вследствие устранения влияния внешних дестабилизирующих факторов на его выходной сигнал, что дает возможность значительно повысить точность и производительность гравиметрических работ и облегчить обработку полученной геофизической информации.Ф о р мул а изобретенияГравиметр, включающий в себя датчик перемещения, выполненный в виде сверхпроводящего СВЧ-резонатора с подвижной стецкой, помещенный в криостат и подключенный к СВЧ-генератору, и частотомер, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности нуль-пункта, в схему введен опорный СВЧ- генератор, стабилизированный сверхпроводящим резонатором, расположенным в одном криостате с датчиком перемещения, и смеситель, подсоединенный к выходам генераторов и входу частотомера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Менде Ф. Ф., Бондаренко И. И., Трубицын Л. В. Сверхпроводящие и охлаждаемые резонансные системы. Наукова думка, 1 Сиев, 1976, с. 237 - 240.2. То же, с. 239.3. То же, с. 92 - 98 (прототип).Составитель Л, ЧупруноваРедактор Б. Федотов Техред А. Камышникова Корректор Н, федороваЗаказ 352/15 Изд. Юо 171 Тираж 749 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2