Крутильный сейсмометр

и 11 828149 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик,23) Приор (43) Опубл тетковано 07,05.81. Бюлле СССРо делам изобретен нь17 3) УДК 550.834ткрытий 7.05.8 ата опубликования описания 72) Авторы изобретен) Заявитель ена Ленина институт физики Земли им, О. Ю КРУТИЛЬНЫЙ СЕЙСМОМЕ ние ен Изобретение относится к области геофизического приборостроения и может бытьиспользовано для измерения крутильныхколебаний в сейсмометрии и разведочнойгеофизике. 5Известен крутильный сейсмометр системы Андерсена-Вуда 1, состоящий из металлического цилиндра, укрепленного пообразующей па тонкой нити, натянутой вертикально между двумя зажимами, 10Недостатком сейсмометра является наличие маятниковых колебаний у цилиндра,вследствие чего крутильные колебания измеряются с низкой точностью.Известен также крутильный сейсмометр 121, содержащий корпус, преобразователь, инертную массу, подвес из радиальноориентированных пластин и три подвижных диска.Недостатком сейсмометра является то, 20что инертная масса, подвешенная на радиально ориентированных пластинах, реагирует не только на крутильные колебания,но также на горизонтальные колебания,что снижает точность измерения крутильной компоненты колебания,Наиболее близким техническим решением к изобретению является крутильныйсейсмометр 31, содержащий корпус, выполненный в виде двух взаимно перпендику о, Ю. Д. Тон и Б, Н Йййн лярных цилиндрических стержнеи, прикрепленных к центральному основанию, и чувствительный элемент, состоящий из катушек, прикрепленных к концам стержней и вставленных в отверстия магнитов, причем магниты прикреплены к другим основаниям, находящимся на расстоянии двух метров от центрального основания.Недостатками прототипа являются сложность конструкции и низкая точность измерения крутильных колебаний.Целью изобретения является повыше точности измерения крутильной компон ты колебания.Эта цель достигается тем, что в сейсмометре, содержащем корпус и чувствительный элемент, корпус выполнен в виде ферромагнитного диска, в диаметральной плоскости которого размещен чувствительный элемент.На чертеже изображена принципиальная схема сейсмометр а.Сейсмометр состоит из чувствительного элемента (например, катушки) 1 и ферромагнитного диска 2, устанавливаемого на объекте 3. Устроиство работает следующим образом,Предположим, что производится измереие крутильных колебаний вокруг верти 828149кальной оси Х и в сейсмометре в качестве чувствительного элемента используется катушка 1.Диск 2 плоской стороной устанавливают на поверхности объекта 3, причем плоскость катушки ориентируется вдоль горизонтальной составляющей магнитного поля Земли Н.При вращении сейсмометра вокруг вертикальной оси Х в катушке 1 индуцируется ЭДС, поскольку изменяется магнитный поток, проходящий через плоскость катушки. Амплитуда этой ЭДС при малых углах поворота (до 5) выражается формулойЕ=2 и 1 АИррНБ,где 1 - частота воздействующего колебания;А - амплитуда колебания в радианах; Л - число витков катушки;р, - магнитная проницаемость пустоты; ц, - относительная магнитная проницаемость материала ферромагнитного тела;Н - горизонтальная составляющая напряженности геомагнитного поля;5 - площадь витка катушки.Если изготовить корпус из ферромагнитного материала, имеющего р=100 ед. СИ (например, пермаллой), а чувствительный элемент в виде катушки, имеющий 104 витков, причем площадь витка 5=10 -м, то при Н=0,5 Э, крутильное колебание частотой 10 гц и амплитудой 10 - 7 рад. вызовет появление в катушке ЭДС, равную 10 -В. Эта величина вполне измерима современной аппаратурой. Таким образом, воздействие крутильных колебаний на сейсмометр вызывает возникновение ЭДС в катушке, которая вполне измерима, Нечувствительность сейсмометра к остальным составляющим колебания вытекает из следующего; так магнитное поле Земли Т является практически однородным в достаточно больших объемах, то поступательные движения и вращения вокруг оси Х, не влияют на величину ЭДС, поскольку не меняется магнитный поток, пронизывающий витки катушки. Вращение вокруг оси Х, также 10 15 20 25 зо 35 40 45 не вызывает появление ЭДС из-за дискообразной формы ферромагнитного корпуса. При отсутствии диска ЭДС наводилась бы за счет воздействия на катушку вертикальной составляющей 2 магнитного поля Земли. Необходимость изготовления ферромагнитного корпуса в виде диска вызвана тем, что при малых углах поворота (до 10) магнитные силовые линии вертикальной составляющей геомагнитного поля искажаются так, что постоянно идут перпендикулярно верхней и нижней плоскостям диска, т. е, идут вдоль витков катушки, и изменение магнитного потока через плоскость катушки не происходит.Предлагаемый сейсмометр прост в изготовлении, позволяет регистрировать крутильные колебания с амплитудой до 10 в " рад. в диапазоне частот 0,1 в 1 гц, что полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сейсморегистрирующей аппаратуре, Используя предлагаемый сейсмометр, можно повысить точность измерения по сравнению с прототипом не менее, чем в 10 раз. Формула изобретения Крутильный сейсмометр, содержащий корпус и чувствительный элемент, отлич а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измерения,крутильной компоненты колебаний, корпус выполнен в виде ферромагнитного диска, в диаметральной плоскости которого размещен чувствительный элемент.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Саваренский В. Ф. и Кирнос Д. П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии. Гос. изд-во технико-теоретической литературы. м. 483 - 484.2. Авторское свидетельство СССР641372, кл. 6 01 Ъ 1/16, 1976.3. Нйаг 1 Юа 1 апаЬе А. Ко 1 а 11 опа 1 з 1 га 1 п Яеяпогпеп 1 ег. 01 заз(ег ргечеп 11 оп гезеагЬ 1 пзИц 1 е Куо 1 о Бплегз 11 у Ьц 11 е(1 пз, р. 2 - 15,58, Ьер 1 егпЬег, 1962 г. (прототип),828149 Соста ль Т, РайковаЗаболотнова Корректоры: Е. Осиповаи А. Степанова едактор Л, Утехина Типография, пр, Сапунова,Заказ 742/13 Изд.317 Тираж 749НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретени113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное открытий