Сейсмометр

О и И С А Н И Е ВЦ 174ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приори СССР делам изобретени, О. Е. Старовойт, О. Б. Хавроши М, О. Ярошевична Ленина институт физики Земли им Рыкунов) Заявител 54) СЕЙСМОМЕТР ни щи таль- енты ениереских изон- смиИзобретение относится к экспериментальной геофизике и может быть использовано в сейсмологии при исследовании сейсмических процессов.Известен горизонтальный сейсмограф маятникового типа 1, используемый при изучении слабых нелинейных эффектов в земной коре, внутри цилиндрического корпуса которого на тонкой пластине с наклеенной пьезокерамикой подвешен груз. Предусилитель и узкополосный фильтр позволяют достигнуть высокой чувствительности (- 10 - " см), вести длительные записи уровня микросейсм и регистрировать его вариации при прохождении интенсивных длиннопериодных шумов сейсмических волн от удаленных землетрясений.Недостатком указанного горизонтального сейсмографа является невозможность его быстрого и широкого применения на зарубежных сейсмо станциях вследствие его нестандартности. При анализе записи вариации уровня микросейсм под воздействием сейсмического вступления необходимо иметь сейсмограмму, полученную на стандартном сейсмографе, установленном рядом. Кроме того, этот сейсмограф не приспособлен для регистрации горизонтальной составляющей роторной компоненты сейсмической волны. Наиоолее близким техническим реп ем является сейсмограф 2, содержа электромагнитный преобразователь и ствительный элемент в виде цилиндр 5 ского груза на ленточном подвесе. Этот сейсмограф недостаточно чувст лен, а также не регистрирует горизон ную составляющую роторной ком пои сейсмической волны,10 Целью изобретения является повыш информативности регистрации за счет гистрацнп роторной компоненты рэлеев волн с одновременной записью гор тальной компоненты микросейсм; и сей 15 ческих волн удаленных землетрясенииУказанная цель достигается тем, что всей смо метре, содержащем электромагнитный преобразователь и чувствительный 20 элемент в виде цилиндрического груза наленточном подвесе, цилиндрический груз снабжен бандажами, в которых нормально к их поверхности закреплены пластины с наклеенной в местах закрепления пьезоке рамикой и с дополнительными грузами,расположенными на свободных концах указанных пластин; при этом плоскости пластин ориентированы параллельно оси цилиндрического груза, дополнительные гру зы соединены между собой гибкой нитью, 81117410 15 20 25 30 за 40 50 51 00 О.) а к лентам подвеса в местах закрепленияприклеены пьезокерамические пластины. На фиг. 1 и 2 изображен общий вид сейсмометра, на фиг. 3 и 4 - узлы крепления лент и пьезоприемники; на фиг. б - камертон как элемент кольцевого осциллятора; на фиг. 6 - состояние кольцевого осциллятора в зависимости от типа воздействия.Внутри корпуса, состоящего из двух толстых треугольных плит 1, соединенных жесткими стойками 2, на гибких металлических лентах 3 висит горизонтально ориентированный цилиндрический груз 4. В центре груза имеется система 5 регистрации электродинамическим методом горизонтального движения, ооусловленного прохождением сейсмическои волны от удаленного землетрясения, В узлах крепления лент 3 подвеса к грузу 4 и стойкам 2 приклеена пьезокерамика 6, В месте прикрепления конца ленгы 3 к грузу 4 пьезокерамическая пластина 6 устанавливается непосредственно у прямоугольной шайоы 7, прижимаемои к грузу 4 винтом 8, а в месте прикрепления к стоике 2 - у торцовой плоскости цилиндрической вилки 9.Кольцевые осцилляторы 10 состоят из бандажей 11, прикрепленных к цилиндрическому грузу ч, и набора камертонов из радиально по отношению к грузу 4 ориентированных пластин 12, одни концы которых запрессованы в оандажи 11, а другие - в массы 13. Металлической нитью 14, нропущеннои через штифты 16 в массах 13, камертоны связаны в единое целое, ооразуя механическую кольцевую систему - осциллятор, спосо оную совершать крутильные колеоания относительно оси груза 4. 1 ти колеоания регистрируются пьезокерамикои 16, прикрепленнои в месте заделки пластины камертонов 12 в бандаже 11.1 СольцевоР 1 осциллятор незначительно увеличивает массу груза 4, а пьезокерамиа 6 - жесткость лент 3, чго взаимно компенсирует друг друга с точки зрения изменения периода сооственных колеоаний груза 4; характеристики сейсмометра как сеисмографа Ьеньоффа остаются неизменными.1 еисмометр работает следующим образом,Микросейсмический фон региона регистрации вызывает непрерывные переме,цения ОрнуСа ПрИООра ОтНОСИтЕЛЬНО Груэа 4, ЧтО сопровождае 1 ся изгибом в узлах крепленР 1 я лен 1,5 подвеса, Одновременно с этРРм РРспытывают максимальную деформацию пьезокерамические пластины 6, установленные в узлах крепления лент. ЗлектрическиР 1 сигнал с пластин 6 предварительно суммируют, пропускают через предусилитель и узкополосные фильтры и записывают для дальнейшего анализа. При йсследовании тонкой структуры микросейсм, в частности, при анализе только рэлеевских волн записывают их роторную компоненту. Для этого регистрируют и обрабатывают аналогичным образом сигнал с пьезокерамик 16 кольцевых осцилляторов, которые могут реагировать за счет синхронных колебаний камертонов с массами 13 только под действием угловых перемещений корпуса прибора относительно оси цилиндрического груза 4.Действительно, любые линейные ускорения сейсмометра не возбудят синхронных угловых колебаний камертонов (фиг, 1, 2, о): компонента ускорений вдоль оси груза 4 неэффективна из-за высокой жесткости пластин камертонов 12, а компонента Ф, направленная перпендикулярно к оси, из-за симметричности кольцевого осциллятора и жесткости натянутой нити 14, работающей в этом случае на растяжение. И только возмущающий крутящий момент М относительно оси груза 4 вызовет синхронные колебания камертонов, так как при этом изгибные деформации пластин 12 будут сопровождаться провисанием нитей 14. 1 аким образом, сейсмометр позволяет непрерывно регистрировать и исследовать как горизонтальную компоненту смещений, так и угловые колебания, обусловленные микросейсмами региона. Одновременно с этим при прохождении через пункт регистрации длипнопериодной сепсмической волны от удаленного землетрясения, это вступ;1 сние оудет зарегистрировано блоком элекгромаг 11 итной записи о сейсмометра, как оьыч 11 ым сейсмографом Ьеньоффа. Сопосгавление синхронных записей изменения уровня мРРкросеисм и обычной сейсмограммы позволит уточнить информацию о деформационных процессах в регионе регистрации,Ф о р м у л а изобретения Сейсмометр, содержащий электромагнитныи преобразователь и чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрического груза на ленточном подвесе, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения информативности регистрации, цилиндрическии груз снабжен бандажами, в которых нормально к их поверхности закреплены пластины с наклееннои в местах закрепления пьезокерамикой и с дополни ИЛЫЫМР 1 ГруэаМИ, раЗМЕЩЕННЫМИ На СВО- бодных концах указанных пластин, при этом плоскости пластин расположены параллельно оси цилиндрического груза, дополнительные грузы соединены между собой 1 ИИКОИ НИТЬЮ, а К ЛЕНтаМ ПОдВЕСа В МЕСтаХ закрепления приклеены пьезокерамические пластины.БИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рыкунов Л. Н., Хаврошкин О, Б. и др.Модуляция высокочастотных микросейсм,ДАН СССР, т. 238,2, М., 1978.81117462. Орегацщ апд Ма 1 п 1 епапсе Маппа 1 Веп 1 ой Яе 1 звогпе 1 егз, ТЬе бео 1 есЬп 1 са СогрогаЫоп 3401 ЗЬ 11 оЬ Коад, бог 1 апд, Техаэ, 15, Мау 1959 (прототип). 5811174 фиг, о Составитель Т. Райкова Техред А. Камышникова Редактор Б. Федотов Корректор Н, Федорова Заказ 352/3 Изд.171 Тираж 749 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5