Сейсмометр

Союз Советски иСоциалистичесиииРеспублик О П И С А Н И Е (п)890309ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М. Кл. С О 1 Ч 1/16 3 Ъеударстаеииы 11 кемитет ЮСВР ае делам иэобретеиий и етирытийОрдена Ленина институт физики Земли им.О.Ю.:Яйифра 1(54) СЕЙСМОМЕТР 1 О Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быт использовано для измерения поступа" тельных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике.Известен пьезоэлектрический сейсмомет 1 т, содержащий корпус, инертную массу и две идентичные пьезокерами" ческие пластины 1.Недостатком такого сейсмометра является сложность наладки и малая чувствительность прибора. Известен также сейсмометр электродинамического типа, содержащий15 магнит и маятник с индукционными катушками, подвешенный на упругих пружинах 2 .Недостатком этого сейсмометра является сложность конструкции и низ ткая точность измерений поступательных движений, поскольку он реагирует и на поворотные компоненты колеба- нияе Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является крутильный сейсмометр, содержащий корпус, выполненный в виде Ферромагнитного диска, в диаметральной плоскости которого размещен чувствительный элемент 131.Недостатком известного сейсмометра является ограниченность диапазона измеряемых колебаний, поскольку им нельзя регистрировать поступательные компоненты движения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем измерения поступательных компонент колебаний.Указанная цель достигается тем, что в сейсмометре, содержащем корпус, изготовленный из ферромагнитного материала, и чувствительный элемент, ферромагнитный корпус выполнен в виде двух пластин, соединенных между собой с помощью вставок, изго. товленных из материала с малой маг 8903091 О 20 Формула изобретения 55 нитной проницаемостью, а чувствительный элемент размещен между пластинами и выполнев виде прямоугольной катушки,.три стороны которой защищены магнитным экраном, а свободная сторона ориентирована параллельно пластинам корпуса.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства,Сейсмометр состоит из двух ферромагнитных пластин 1, вставок, выполненных из материала с малой магнитной проницаемостью 2, например стекла, катушки 3 и магнитного экрана 4.Устройство работает следующим образом.Предположим, что производится измерение горизонтальной составляющей колебания вдоль оси У . Этот случай иллюстрируется чертежо,ч, Здесь Х , у, 2- оси декартовой систеиы координат, - У -Ф-Ъ 7 1 К - орты этих осей; 2. = Кг. и 11= 1 Н- вертикальная и горизонтальная составляющая магнитного поля Земли. Пластины 1 расположены параллельноплоскости УО 2.При движении устройства в катушке 3 индуцируется ЭДС, за счет пересеченуя магнитных силовых линий поляЗемли.Экранирдвание трех сторон катушки дает возможность суммировать ЭДС возникающую в свободных сторонах витков и устранять противо-ЭДС остальных сторон витков катушки.Влияние составляющих,т и Н магнит,ного поля Земли на объект можно рассматривать раздельно. Магнитные силовые линии компоненты 2, втягиваются в Ферромагнитные пластины 1 и практически не влияют на катушку 3 при расстоянии между пластинами в 5 раз меньше,чем их линейные размеры), Сило- вые линии горизонтальной компоненты 11 сгуц 1 аются в пределах пластин 1, и между пластинами создается усиленное однородное магнитное поле.Поскольку, как уже.отмечалось выше из-за конструктивных особенностейУЮ устройства вертикальная компонентамагнитного поля Земли не влияет на катушку, то в дальнейшем мы будем рассматривать только влияние компоненты К . Для рассматриваемого случая при поступательном движении устройства перпендикулярно плоскости пластин, т.е. вдоль оси Х , в катушке из-за горизонтальной компоненты ы ЭДС не возбуждается, поскольку катуш 5 15 25 30 Э 5 40 45 50 ка в этом случае перемещается вдольсиловых линий поля,При поступательном движении вдольоси Х возникающее электрическое полевнутри проводник катушки направленоперпендикулярно , и поэтому ЭДС невозникает.При вращении вокруг оси Х в противоположных концах стороны катушки,свободной от экрана, возникают одинаковые по величине и разные по направлению ЭДС с нулевым суммарнымэФФектом,Наличие экрана на двух сторонахкатушки, примыкающих к неэкранированной стороне, дает возможность освободиться от влияния. ЭДС, возникающей в этих сторонах катушки при еевращении вокруг оси.Вращение вокруг двух остальныхосей также не вызывает появленияЭДС в корпусе, поскольку между пластинами 1 поле, создаваемое компоненУтой Я, практически не меняется.Это вызвано тем, что магнитные силовые линии компоненты 1 входят вертикально в Ферромагнитные пластины 1.При незначительных поворотах пластин .до 5 ) внешнее поле искажается пластинами 1 так, что силовые линии продолжают входить перпендикулярно в пластины, и, следовательно, конфигурацияполя между пластинами не меняется,и проводник не пересекает силовыхлиний, значит ЭДС не возбуждается,Таким образом, в.рассматриваемомслучае ЭДС в катушке возбуждается тольтолько за счет перемещения вдольоси у , поскольку только тогда свободная сторона витков катушки 3 пересекает магнитные силовые линии поля,Регистрация остальных поступательных компонент движения достигаетсяизменением ориентации сейсмометра.Предложенньп сейсмометр прост визготовлении, позволяет регистрировать поступательные движения с амплитудой до 10 фм в диапазоне частот0,1-100 Гц, что полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемымк сейсморегистрирующей аппаратуре,Сейсмометр, содержащий корпус,изготовленный из ферромагнитногоматериала, и чувствительный элемент,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,890309 0 Составитель Т. РайкЮ. Петрушко Техред 3. Фанта Корректор В, Си еда одписно каэ 10984/74 Тираж 735 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 жгород, ул, Проектная,ПП Пат Фихте с целью расширения функциональныхвозможностей устройства путем измерения поступательных компонентколебания, корпус выполнен в видедвух пластин, соединенных междусобой с помощью вставок, изготовленных из материала с малой магнитной проницаемостью, а чувствительныйэлемент размещен между пластинамии выполнен в виде прямоугольнойкатушки, три стороны которой защищенымагнитным экраном, а свободная сторона ориентирована параллельно пластинам корпуса. б Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Фремд В.М, Пьезоэлектрический сейсмоакселерометр с полевым транзистором. Сб. "Сейсмические приборы", вып.5, М., "Наука", 1969, с. 43-47.2. Саваренский Е.Ф Кирнос Д.П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии. М., Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1955, с.511-512.3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2780727/25кл, 6 01 У 1/16, 1979 (прототип).