Сейсмометр больших перемещений и поворотов

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназначено Преимущественнд для полевых наблюдений в ближней зоне источника сейсми 5 ческих возбуждений при раздельной регистрации больших линейных и угловых колебательных движений грунта, вызванных сильными землетрясениями или взрывами. Кроме того, прибор может быть использован для определенияколебаний высоких зданий, стрел кранов, а также колебаний при испытаниях железнодорожного и безрельсового транспорта. 5Цель изобретения - повышение точности измерений путем снижения трения в опорах, а также повышение чувствительности в области низких частот.На фиг.1 изображено взаимное рас О Положение двух идентичных приборОв, составляющих сейсмометр; на фиг.2 - один из приборов, вид сверху; на фиг.3 - фронтальная проекция.Сейсмометр (фиг.1) включает осно вание с вертикальным кронштейном 1, к которому с обеих сторон крепятся два одинаковых маятниковых прибора.Причем оси качания маятников 2 и 3 совпадают, плоскости качания параллельны, а центры качания расположены по разные стороны от оси качания.Сейсмометр помещен в защитный кожух.Каждый из маятниковых приборов (фиг.2 и 3) состоит из корпуса 4, стойки 5, К верхней части последней крепится центральной частью внутренней поверхности пружина 6, имеющая П"образную форму, на концах которой установлены с возможностью вращения 4 О вокруг своей оси прямоугольные переходные винтовые муфты 7 с эажимными гайками 8. Плоские пружины 9 одними концами 45 крепятся на горизонтальных участках муфт 7, а другими концами - с прямоугольными скобами 10, укрепленными на внутренних боковых сторонах маятника 11, С внешних боковых сторон маятника соосно с плоскими пружинами в несквозные отверстия устанавливаются приборные шариковые подшипники 12, снабженные защитными шайбами 13, внутренние обоймы которых соединяются со скольжением с полуосями 14,55 изготовленными из стали, а противоположные концы полуосей вставляются в боковые отверстия корпуса и зажимают" ся ограничителями 15, выполненными ввиде цилиндрических крышек.На корпусе 4 установлены дифференциально включенные фотодиоды, выполненные и форме пластин 16 и ряд излучающих светодиодов 17, равномерноосвещающих площадь чувствительных элементов. Шторка 18 светозлектрическогопреобразователя устанавливается наперпендикуляре,опущенном из оси вращения маятника на основание корпуса. Поэтой же линии соединяются между собойпластины фотодиодов.На корпусе 4 установлены подковообразный магнит 19 и арретир 20. Нараме маятника с противоположной стороны от непроводящего каркаса 21 ка-тушки демпфера 22 в центре торцовойчасти устанавливается резьбовым соединением подстроечный элемент 23.Сейсмометр работает следующим образом.Маятник вывешивается в нулевое положение поворотом плоских пружин 9,работающих на скручивание и определяющих период собственных колебаний маятника.П-образная пружина 6 предназначенадля уменьшения зависимости периода отамплитуды колебательных движений маятника и обеспечивает совместно с двумяплоскими пружинами центрированиемаятника в осевом направлении.Жесткость П-образной пружиныпреодолевает силу трения скольжения между внутренними обоймами шарикоподшипников и полуосями вибрографа, При отклонении маятника в осевом направлении возникаетвозвращающая сила эа счет жесткостиП-образной пружины, которая возвращает маятник в первоначальное положение. Такая подвеска позволяет избавиться от влияния осевых усилий иснизить общий коэффициент трения ка-.чения,В цепь питания соединенных последовательно светодиодов 17 подаетсястабилизированный постоянный ток. Поток инфракрасного излучения светодиодов освещает рабочую поверхность дифференциальных пар кремниевых фотодиодов, работающих в режиме вентильного фотоэлемента и не требующих внешнего источника питания, Если штоки 18одинаково перекрывают часть абочейповерхности каждой пластины дифференциальной пары то ток в цеп. преоб246 40 1589 разователя, соединенного с регистратором, равен нулю. Под действием сейсмических колебаний смещается корпус 4 сейсмометра относительно маятников, а следовательно, и кремниевые пластины относительно шторок, укрепленных на маятниках вибрографа, Смещение пластин вызывает изменение потока излучения, и в цепи преобразователь - регистратор возникает ток, пропорциональный смещению. Направление тока в нагрузке определяется полярностью той пластины, которая больше освещена.Для регистрации, например функции перемещений светозлектрические преобразователи соединяются "на сумму", При этом для сигналов угловых колебательных движений кремниевые пластины светозлектрических преобразователей 20 оказываются включенными "на разность", т.е. на компенсацию сигналов.Таким образом, виброграф позволяет в зависимости от способа включения. преобразователей выделять либо сигна лы линейных перемещений, либо сигналы угловых колебательных движений 1 поворотов) . Необходимое рабочее затухание маятников вибрографа, равное Р0,6, обеспечивается эакорачива- , З 0 нием обмоток катушек магнитоэлектрических демпферов. Плавная подстрой. ка периода осуществляется подстроеч" ными элементами 19, расположенными со стороны противовеса.35 Формула изобретения 1. Сейсмометр больших перемещений и поворотов, содержащий корпус с установленными на шарикоподшипниковых опорах двумя маятниками, плоскости качания которых параллельны, а центры качаний расположены симметрично относительно оси вращения, причем каждый маятник имеет систему вывешивания и электромагнитный демпфер, два преобразователя, подвижные части которых расположены на маятниках, а неподвижные в . на корпусе, причем преобразователи имеют воэможность последовательного соединения друг с другом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем снижения трения в опорах и повышения чувствительности в области низких частот, система вывешивания каждого маятника выполнена из одной П-образной пружины, закрепленной частью внутренней поверхности к стойке, расположенной в центре основания корпуса, и двух противоположно направленных плоских пружин, соединенных внутренними концами с воэможностью вращения вокруг своей оси с соответствующими концами П-образной пружины посредством винтовых муфт, а внешними концами - с маятником, а преобразователь выполнен в виде свето- электрического преобразователя перемещений.2. Сейсмометр по и.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что неподвижная часть преобразователя перемещений выполнена в виде дифференциальной пары кремниевых фотодиодов, имеющих форму пластин по крайней мере семи излучающих светодиодов, расположенных в ряд, а подвижная - в виде шторки, расположенной между светодиодами и кремние.выми фотодиодами.Заказ 254 Тираж 4 В Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,гарина Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССР ская наб., д, 4/5