Claims (3)
Изобретение относитс к геофизическому приборостроению и может быт использовано дл измерени ноступательных колебаний в сейсмометрии и разведочной геофизике. Известен пьезоэлектрический сейс мометрг, содержащий корпус, инертную массу и две идентичные пьезокерамические пластины l . Недостатком такого сейсмометра вл етс сложность наладки и мала чувствительность прибора. Известен также сейсмометр электродинамического типа, содержащий магнит и ма тник с индукционными катушками, подвешенный на упругих пружинах 2. Недостатком этого сейсмометра л етс сложность конструкции и низ ка точность измерений поступатепьн движений, поскольку он реагирует и на поворотные компоненты колебани . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс крутильный сейсмометр, содержащий корпус , выполненный в виде ферромагЕШтного диска, в диаметральной плоскости которого размещен чувствительный элемент C lНедостатком известного сейсмометра вл етс ограниченность диапазона измер емых колебаний, поскольку им нельз регистрировать поступательные компоненты движени . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства путем измерени поступательных компонент колебаний. Указанна цель достигаетс 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, изготовленных из материала с малой маг3 нитной проницаемостью, а чувствительный элемент размещен между пластинами и выполнем в виде пр моугольной катушки,, три стороны которой за1щщены магнитным экраном, а свободна сто рона ориентирована параллельно плацти нам корпуса. На чертеже приведена принципиальна 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 производитс измерение горизонтальной составл ющей колебани вдоль оси V . Этот случай иллюстрируетс чертежом. Здесь %. , у декартовой cHCTer-ibi. координат, , 5 ,К - орты этих осей; Z iTz и вертикальна и горизонтальна составл юща магнитного пол Земли. Пластины 1 расположены параллельно плоскостиVOZ. При движении устройства в катушке 3 индуцируетс ЭДС, за счет пересечен магнитных силовых линий пол Земли. Экранирование трех сторон катушки дает возможность суммировать ЭДС возникающую в свободных сторонах вит ков и устран ть противо-ЭДС остальнь1 сторон витков катушки. Вли ние составл ю цих Z и И магнит ного пол Земли на объект можно рассматривать раздельно. Магнитные силовые линии компоненты Z вт гиваютс в ферромагнитные пластины 1 и практи чески не вли ют на катушку 3 Л при ра сто нии между пластинами в 5 раз меньше чем их линейные размеры). Силовые лиМии горизонтальной компоненты ) сгущаютс в пределах пластин 1, и между пластинами создаетс усиленное однородное магнитное поле. Поскольку, как уже .отмечалось выше , из-за конструктивных особенносте устройства вертикальна компонента 2 магнитного пол . Земли не вли ет на катушку, то в дальнейшем мы будем рассматривать только вли ние компоненты Н . Дл рассматриваемого случа при поступательном движении устройства перпендикул рно апоскости пластин, т.е. вдоль оси X , в катупг ке из-за горизонтальной компоненты ц ЭДС не возбу вдаетс ,. поскольку катуш 94 ка в этом случае перемещаетс вдоль силовых линий пол . При поступательном движении вдоль оси 2 возникающее электрическое поле внутри проводника катушки направлено перпендикул рно L ,и поэтому ЭДС не возникает. При вращении вокруг оси X в противоположных концах стороны катушки, свободной от экрана, возникают одинаковые по величине и разные по направлению ЭДС с нулевым суммарным эффектом. Наличие экрана на двух сторонах катушки, примыкающих к неэкранированной стороне, дает возможность освободитьс от вли ни . ЭДС, возникающей в этих сторонах кАтушки при ее вращении вокруг оси. Вращение вокруг двух остальных осей также не вызывает по влени ЭДС в корпусе, поскольку между пластинами 1 поле, создаваемое компонентой , практически не мен етс . Это вызвано тем, что магнитные силовые линии компоненты И вход т вертикально в ферромагнитные пластины 1, При незначительных поворотах пластин . (до 5) внешнее поле искажаетс пластинами 1 так, что силовые линии продолжают входить перпендикул рно в пластины , и, следовательно, конфигураци пол между пластинами не мен етс , и проводник не пересекает силовых линий, значит ЭДС не возбуждаетс . Таким образом, в.рассматриваемом случае ЭДС в катушке возбуждаетс тольтолько за счет перемещени вдоль оси У , поскольку только тогда свободна сторона витков катушки 3 пересекает магнитные силовые линии пол . Регистраци остальных поступательных компонент движени достигаетс изменением ориентации сейсмометра. Предложенньй сейсмометр прост в изготовлении, позвол ет регистрировать поступательные движени с амплитудой до 10 м в диапазоне частот 0,1-100 Гц, что полностью удовлетвор ет требовани м, предъ вл емым К сейсморегистрирующей аппаратуре. Формула изобретени Сейсмометр, содержащий корпус, изготовленный из ферромагнитного материала, и чувствительный элемент, о. т л и ч а ю щ и и с тем, что. с целью расширени функциональных возможностей устройства путем измерени поступательных компонент колебани , корпус выполнен в виде двух пластин, соединенных между собой с помощью вставок, изготовленных из материала с малой магнитной проницаемостью, а чувствителтьны элемент размещен между пластинами и выполнен в виде пр моугольной катушки, три стороны которой защище магнитным экраном, а свободна сторона ориентирована параллельно плас тинам корпуса. 9 Источники информации, прин тые во внима1ше при экспертизе 1.Фреьад В.М. Пьезоэлектрический сейсмоакселерометр с полевым транзистором . Сб. Ceйc чecкиe приборы, вып.5, М., Наука, 1969, с. 43-47. The invention relates to geophysical instrumentation and can be used to measure unavailable oscillations in seismometry and exploration geophysics. A piezoelectric seismometer is known, comprising a housing, an inert mass, and two identical piezoceramic plates l. The disadvantage of such a seismometer is the complexity of setup and the sensitivity of the instrument is low. An electrodynamic type seismometer is also known, which contains a magnet and a tandem with induction coils suspended on elastic springs 2. A disadvantage of this seismometer is the design complexity and low measurement accuracy of the movements as it reacts to the rotary oscillation components. The closest technical solution to the present invention is a torsional seismometer, comprising a housing made in the form of a ferromagnetic disk, in the diametral plane of which the sensitive element C is located. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by measuring the translational components of the oscillations. This goal is achieved by the fact that in a seismometer comprising a body made of a ferromagnetic material and a sensitive element, the ferromagnetic body is made in the form of two plates interconnected by means of inserts made of a material with a low magnetic permeability, and the sensitive element is placed between the plates will be made in the form of a rectangular coil, the three sides of which are magnetically shielded, and the free side is oriented parallel to the platform of the case. The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. A seismometer consists of two ferromagnetic plates 1, inserts made of a material with a low magnetic permeability 2, such as glass coil 3 and a magnetic screen 4. The device operates as follows. Suppose that the horizontal component of the oscillation is measured along the V axis. This case is illustrated in the drawing. Here %. , in Cartesian cHCTer-ibi. coordinates,, 5, K - orths of these axes; Z iTz is both a vertical and horizontal component of the Earth’s magnetic field. Plates 1 are parallel to the plane VOZ. When the device moves in the coil 3, an emf is induced, due to the intersection of the magnetic field lines of the earth. The shielding of the three sides of the coil makes it possible to summarize the emf arising in the free sides of the turns and eliminate the counter-emf of the remaining sides of the turns of the coil. The effect of the composition of Z and I of the Earth’s magnetic field on an object can be considered separately. The magnetic lines of force of the Z component are drawn into the ferromagnetic plates 1 and have virtually no effect on the 3 L coil when they are 5 times smaller between the plates than their linear dimensions). The power limes of the horizontal component are condensed within the plates 1, and a strengthened uniform magnetic field is created between the plates. Since, as already noted above, due to the design features of the device, the vertical component 2 of the magnetic field is vertical. Earth does not affect the coil, then in the future we will consider only the influence of the H component. For the case under consideration, during the forward movement of the device, perpendicular to the aposcale of the plates, i.e. along the x-axis, in the cathep due to the horizontal component of η, the emf is not excited,. since the coil 94 ka in this case moves the field along the lines of force. During translational motion along axis 2, the resulting electric field inside the coil conductor is directed perpendicularly to L, and therefore EMF does not arise. When rotating around the X axis at opposite ends of the coil-free side of the screen, EMFs of the same magnitude and different in direction with zero total effect appear. The presence of a screen on the two sides of the coil, adjacent to the unshielded side, makes it possible to free yourself from the influence. EMF arising in these sides of the Coil as it rotates around its axis. The rotation around the two remaining axes also does not cause the appearance of EMF in the housing, since between the plates 1 the field created by the component remains almost unchanged. This is due to the fact that the magnetic lines of force of the components AND enter vertically into the ferromagnetic plates 1, with slight bends in the plates. (up to 5) the external field is distorted by plates 1 so that the power lines continue to enter perpendicular to the plates, and therefore the configuration of the field between the plates does not change, and the conductor does not intersect the power lines, which means the EMF is not excited. Thus, in the case under consideration, the EMF in the coil is excited only by moving along the axis Y, since only then the free side of the turns of coil 3 intersects the magnetic field lines field. The registration of the remaining translational components of the motion is achieved by changing the orientation of the seismometer. The proposed seismometer is simple to manufacture, it allows recording translational movements with an amplitude of up to 10 meters in the frequency range of 0.1-100 Hz, which fully meets the requirements of the seismic recording equipment. Claims of the invention A seismometer comprising a body made of a ferromagnetic material and a sensing element, o. tl and h ay u u and so that. In order to expand the functionality of the device by measuring the translational components of the oscillation, the body is made in the form of two plates interconnected by inserts made of a material with low magnetic permeability, and the sensing element is placed between the plates and made in the form of a rectangular coil, three sides which is protected by a magnetic screen, and the free side is oriented parallel to the housing plates. 9 Sources of information taken in attention during the examination 1.Freyad V.M. Piezoelectric seismic accelerometer with a field-effect transistor. Sat Circuit instruments, Issue 5, M., Science, 1969, p. 43-47.
2.Саваренский Е.Ф., Кирнос Д.П, Элементы сейсмологии и сейсмометрии. М., Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1955, с.511-512. 2.Savarensky EF, Kirnos DP, Elements of seismology and seismometry. M., State. publishing house of technical and theoretical literature, 1955, pp.511-512.
3.Авторское свидетельство СССР по за вке If 2780727/25, кл. G01V 1/16, 1979 (прототип).3. USSR author's certificate in application If 2780727/25, cl. G01V 1/16, 1979 (prototype).