Струнный гравиметр

(59 О 01 7 7 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1 коробка, связанная с массивным телом с помощью коромысла, горизонтальная ось вращения которого закр лена на корпусе, при этом выполняю ся соотношения5 5(к ГД енжду термоко оробкой нками каГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт. геофизических методов разведки(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 294118, кл. 0 01 Ч 7/02, 1968.2. Авторское свидетельство СССР 9,661479, кл. 0 01 Ч 7/02, 1979. (54 )(57) СТРУННЫЙ ГРАВИМЕТР для измерения силы тяжести на подвижном основании, содержащий массивное тело, подвешенное к корпусу на струне и погруженное в вязкую жидкосгь, устройство для поддержания незатухающих колебаний струны, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в вязкой жидкости дополнительно установлена полая термокомпенсационная объем массивного тела; объем термокомпенсацион ной коробки;площадь поперечного сечения массивного тела; площадь поперечного сечения термокомпенсационной коробки,расстояние между массивным телом и боковыми ст ками камеры;расстояние мепенсационной ки боковыми стемеры.20 к Чт5 т бкт кЧт - объем массивного тела; Ч - объем термокомпенсационной коробки;Вт - площадь поперечного сече.ния массивного тела; 60 где Изобретение относится к гравиметрическому приборостроению ипредназначено для гравиметрическойсъемки с подвижного основания.Известен струнный гравиметр дляизмерения ускорения силы тяжести на 5поднижном оснонании, содержащиймассивное тело, подвешенное к корпусу на струне и погруженное в вязкуюжидкость, устройство для поддержания незатухающих колебаний струны 11.Недостатком данного гравиметраявляется большой уровень погрешностей, возникающих при ноздействии на.гравиметр ускорений низкой частоты 15(0,03-1,0 Гци связанных с недостаточным демпфированием массивноготела,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетсяструнный гравиметр для измерениясилы тяжести на подвижном основаниисодержащий массивное тело, подвешенное к корпусу на струне и погруженное в вязкую жидкость, устрой.ство для поддержания незатухающихколебаний струны (2. Массивное теловыполнено с поперечными ребрами,в пространство между которыми нведенкольцевой выступ, жестко связанный скорпусом прибора (.2 1.Недостатком гравиметра янляетсянизкая точность, обусловленная тем,что при измерении температуры жидкости нозникает конвективное движениепоследней, которое вследствие высокойвязкости этой жидкости приводит кпоявлению значительных по величиневозмущающих сил, приложенных к массивному телу и изменяющих натяжениеструны. 40Цель изобретения - повышение точности измерениИ.Поставленная цель достигается тем,что в струнном гравиметре для измерения силы тяжести на подвижном осно нанни, содержащем массивное тело,подвешенное к корпусу на струне ыпогруженное в вязкую жидкость, устройство для поддержания незатухающихколебаний струны, в вязкой жидкости,цополнительно установлена полая термокомпенсационная коробка, связанная с массивным телом с помощью коромысла, горизонтальная ось вращениякоторого закреплена на коРпусе, приэтом выполняются соотношения площадь поперечного сечения термокомпенсационнойкоробки,(.т - расстояние между массивным телом и боковыми стен.ками камеры,расстояние между термокомпенсационной коробкой ибоковыми стенками камеры.На чертеже изображена схема струнного гравиметра.Струнный гравиметр содержит корпус1 и подвешенное к нему на струне 2.массивное тело 3,. связанное с полойтермокомпенсационной коробкой 4 спомощью коромысла 5, горизонтальнуюось вращения б коромысла 5, сверхвязкую полиметилсилаксаноную жидкость7, постоянный магнит 8 и предохранительную насадку 9;Массивное тело 3, коромысло 5,ось вращения б и полая термокомпенсационная коробка 4 находятся всверхвязкой полиметилсилаксановойжидкости 7. Струна 2 проходящая взазоре постоянного магнита 8, снабжена предохранительной насадкой 9,защищающей струну 2 от попаданияжидкости. Внутренний объем датчикавакуумирован Выводы струны 2 подключены к электронной схеме (не показана.), поддерживающей незатухающие колебания струны. Измерения гравиметром производят общеизвестнымспособом,Компенсация температурных измерений в гравиметре происходит следукнцим образом,Возникающие при изменении температуры конвективные движения в жидкости приводят к появлению возмущающих сил, действующих одновременно на массивное тело 3 и полую термокомпенсационную коробку 4. Выбираяразмеры коробки площадь ее поперечного сечения, объем и расстояниеот стенок корпуса, можно добитьсятого, что силы, действующие на массивное тело 3 и полую термокомпенсационную коробку 4 создают моментыотносительно оси вращения б равныепо величине и противоположные понаправлению. Вследствие этого коромысло, а, следовательно, и массив.ное тело не испытывают воздействиявозмущающих сил и натяжение струны2 определяется только силой тяжести.Воэмушающая сила от коннективного движения жидкости Гз зависитот вязкости демпфирующей жидкостигеометрических размеров массивно-го тела и скорости протекания теплоного процесса в жидкости 5 тгде д коэфф ризую кания са в / е- он 5 дСф дСт, ы,Г - текущее вр е рактеризуюпараметры При установктермокомпенсацисвязанной с массредством коромызонтальную осьравенства плечвая 1 1, для члебаний Ео ственство ехнолонно не гия усл 5 - площадь поперечного сечения массивного тела;расстояние между массивным телом и боковымистенками камеры,коэффициент, зависящийот свойств жидкости; к ициент, характещий скорость протетеплового процесжидкости ичина, хатепловыеокостилС ущая разность температур между корпусом прибора и внутренней стенкойсосуда с жидкостью.При реальных параметрах струнной системы возмущающие снлы возникающие при изменении температуры; приводят к возникновению динамического температурного коэффициента достигающего величины 6000- 15000 мгл мин/град, что налагает очень высокие требования к качедт- ЗО ву термостатирования прибора и затрудняет его использование при резких колебаниях окружающей температуры. е в прибор полой онной коробки 4, сивным телом 3, посла 5 через гори- вращения 6 в случае коромысла 5, учитыастоты поперечных коруны имеет место рамасса массивного тела)масса термокомпенсационной коробки,плотность вязкой жидкостобъем массивного тела,объем термокомпенсацион.ной коробки;площадь поперечного счения термокомненсациной коробки;расстояние между термо.компенсационной коробкойи боковыми стенками камеры,ускорение силы тяжести.Как видно из 12), подбирая объем термокомпенсационной коробки так, чтобы Чк = Ч и5 т 9 к1т . .кполучаем компенсацию влияния сил грдростатического выталкиванияф Ч - Чк) - 0 и Возмущающих сил, возникающих при появлении конвекционных движений вязкой жидкостит кИспользование изобретения позволит значительно расширить воэможности струнного гравиметра с жидкостным демпфированием, обеспечивая повышение точности измерений в тяжелых температурных условиях на борту самолета и вертолета в 1,2 раза по сравнению с используемыми струнными гравиметрами. Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения составляет 9 тыс.р, на полевой сезон.Конструкция гравиметра и тего изготовления существеожняются