SU811189A1 - Гравиметр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение при изучении гравитационного пол  Земли и поиске месторождений полезных ископаемых методами гравиразведки.

Известен гравиметр, в котором датчиком перемещени   вл етс  высокодобротный сверхпровод щий СВЧ-резонатор с подвижной торцовой стенкой, свободно подвешенной в поле сверхпровод щего магнитного подвеса. Датчик перемещени  расположен в криостате с жидким гелием и  вл етс  частотнозадающим элементом высокостабильного СВЧ-генератора. При этом значение частоты выходного сигнала генератора  вл етс  функцией величины гравитационного пол  в точке измерени .

Однако описанный гравиметр имеет существенный недостаток - систематический уход частоты генератора, обусловленный изменением уровн  жидкого гели  в криостате и соответствующим ему изменением длины коаксиальных линий, которыми датчик-резонатор св зан с измерительной цепью.

Кроме того, резонансна  частота сверхпровод щих резонаторов весьма чувствительна к вли нию внешних факторов. Так, изменение давлени  в гелиевой ванне ведет к изменению геометрических размеров

резонатора вследствие упругой деформации его стенок. С другой стороны, флуктуации температуры кипени  гели , обусловленные изменением давлени  в криостате, ведут к

флуктуаци м резонансной частоты резонатора вследствие температурной зависимости коэффициента линейного расширени  и мнимой части поверхностного импеданса сверхпроводника.

1 аким образом, уходы резонансной частоты СВЧ-резонатора, обусловленные вли нием перечисленных дестабилизирующих факторов, накладываютс  на выходной сигнал гравиметра, что приводит к

его чувствительности и стабильности нульпункта .

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и стабильности нуль-пункта гравиметра.

Поставленна  цель достигаетс  включением в схему гравиметра опорного высокостабильного СВЧ-генератора, частотнозадающим элементом которого  вл етс  сверхпровод щий резонатор, расположенный в одном криостате с СВЧ-резонатором, изготовленный из того же сверхпроводника, что и СВЧ-резонатор, и соединенный с внешними цеп ми идентичными лини ми св зи, а таклсе смесител , выдел ющего разностную

частоту колебаний опорного и измерительного генераторов.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

В крностате с жидким гелием 1 расположены СВЧ-резонатор 2 и опорный сверхпровод щий резонатор 3, подсоединенные через линии св зи 4 соответственно к измерительному генератору 5 и опорному СВЧгенератору 6.

Между генераторами 5 и 6 расположен смеситель 7, входами подключенный к выходам генераторов 5 и 6, а выходом - к частотомеру 8.

Работает устройство следующим образом .

Изменение гравитационного пол  приводит к изменению частоты колебаний измерительного генератора 5 в соответствии с величиной перемещени  подвижной стенки датчика-резонатора 2, но не оказывает вли ни  на частоту колебаний опорного генератора 6. При этом разностна  частота колебаний генераторов, выдел ема  смесителем 7 и измер ема  частотомером 8,  вл етс  функцией величины гравитационного пол  в точке измерени .

С другой стороны, дестабилизирующие факторы - изменение уровн  жидкого гели , давлени  и температуры в криостате - одинаковым образом воздействуют как на резонансную частоту датчика перемещени  2, так и на частоту опорного сверхпровод щего резонатора 3, вызыва  тем самым одинаковый сдвиг частоты выходного сигнала генераторов 5 и 6, в результате чего разностна  частота их колебаний остаетс  неизменной.

Таким образом, выходной сигнал гравиметра - разностна  частота колебаний

опорного и измерительного генераторов - содерл ит в себе только информацию о величине измер емого гравитационного пол . Техническа  эффективность изобретени 

заключаетс  в повышении чувствительности и стабильности нуль-пункта гравиметра вследствие устранени  вли ни  внещних дестабилизирующих факторов на его выходной сигнал, что дает возможность значительпо повысить точность и производительность гравиметрических работ и облегчить обработку полученной геофизической информации.

Claims (3)

1. Менде Ф. Ф., Бондаренко И. И., Трубицын Л. В. Сверхпровод щие и охлаждаемые резонансные системы. «Наукова думка , Киев, 1976, с. 237-240.

2. То же, с. 239.

3. То же, с. 92-98 (прототип).

. J

2