Вертикальний сейсмоприймач

Вертикальний сейсмоприймач, що містить перетворювач вертикальної складової сейсмічного сигналу, встановлений в корпусі, заповненому проміжним матеріалом, та пристрій повороту перетворювача у вертикальній площині, який відрізняється тим, що перетворювач встановлений на кульову пружну опору з можливістю кутового переміщення в двох взаємно перпендикулярних площинах, а пристрій повороту виконаний у вигляді двох феромагнітних дисків, закріплених на перетворювачі у площинах кутового переміщення, при цьому співвісно феромагнітним дискам на корпусі встановлені дві електромагнітні котушки. (19) (21) a201005431 (22) 05.05.2010 (24) 10.01.2012 (46) 10.01.2012, Бюл.№ 1, 2012 р. (72) ТРОЦЕНКО ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ, БРОВКО ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ (73) СЕВАСТОПОЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA82500 C2; 25.04.2008 UA 69445 C2; 15.09.2004 SU 1345122 A1; 15.10.1987 SU 1012145 A1; 15.04.1983 RU 2142150 C1; 27.11.1999 RU 2117965 C1; 20.08.1998 US 4813029; 14.03.1989 3 97182 Збирання сейсмоприймача здійснюють таким чином. Корпус 7 встановлюють на фундамент і опорними елементами корпусу виставляють його подовжню вісь по напряму місцевої вертикалі. Заводять в корпус перетворювач 2 і закріплюють його торець на кульовій опорі 1 (наприклад, за допомогою клею) так, щоб феромагнітні пластини (магніти) 3 знаходилися напроти котушок 11 і 12, співвісно котушкам встановлюють пружні елементи 9. Підключають котушки до джерел напруги 10 і 13, а перетворювач 2 до вимірника 4. Проводять засипку корпусу сипким матеріалом 6, забезпечуючи попередню часткову фіксацію перетворювача в корпусі. У обмотку, наприклад, котушки 12 джерела 13 подають змінну напругу, що змінюється гармонійному закону із заданою амплітудою і частотою. В результаті взаємодії електромагнітного поля котушки 12 з пластиною перетворювач 2 здійснює кутові гармонійні переміщення площини Б-Б навколо центру А по стрілці Д (див. фіг. 2а). При розташуванні вимірювальної осі 8 перетворювача 2 під кутом  до проекції місцевої вертикалі на площину Б-Б вхідний сигнал, що впливає на перетворювач, визначає проекція вектора гравітаційного прискорення на його вимірювальну вісь відповідно до виразу   g  cos    gcos   cos   sin   sin , де  - прискорення, що впливає на перетворювач, g - прискорення вільного падіння,  - поточне значення кутових коливань перетворювача. Розкладемо функції cos  і sin  в статичний ряд 2 4 6 cos  =1 -  /2 +  /4! -  /6! +…; 3 5 sin  =  -  !/3! +  /5!…. Нехтуючи такими, що становлять розкладання вище другого ступеня, одержуємо 2 cos (  +  ) = cos  (1 -  /2) -  . (1) Якщо  змінюється по гармонійному закону, то  =  а-sin  t, (2) де  а - амплітуда кутових коливань перетворювача;  - кругова частота кутових коливань; t час. Підставимо (2) в (1) і одержимо: . . 2 сos (  +  ) = cos  - ½  a-cos  sin  t . .  a sin  sin  t. Оскільки sin2  t=cos ½ (1-cos2  t), то . 2 cos(  +  ) = cos  -¼  а + . 2 . . . + ¼  a cos  sin2  t -  а sin  sin  t. (3) Змінна складова виразу (3) рівна . . cos(  +  )var = (¼  а cos  cos2  tа . sin  sin  t). 4 Змінне прискорення, що впливає на перетворювач, знаходиться по формулі . . . avar=g  a (¼  acos  cos2  t-sin  sin  t). У обмотку котушки 12 від джерела 13 подають постійну напругу, забезпечуючи кутове переміщення перетворювача по стрілці Г (див. фіг. 2а) у напрямі поєднання його вимірювальної осі 8 з проекцією місцевої вертикалі 14 на площину Б-Б. При цьому зменшується амплітуда першої гармоніки вихідного сигналу перетворювача (зменшується sin  ) і збільшується амплітуда другої гармоніки (збільшується соs  ). Оскільки амплітуда другої гармоніки значно менше першої при  більше  а, зменшення  приводить до зменшення амплітуди вихідного сигналу. Подальше зменшення приводить до подвоєння частоти вихідного сигналу, тобто прояву другої гармоніки на фоні першої. Форма сигналу характеризується подвоєнням частота і різницею амплітуд сусідніх періодів. Коли кут  стає рівним нулю (вимірювальна вісь 8 поєднується з проекцією місцевої вертикалі 14 на площину Б-Б), перша гармоніка зникає. Вихідний сигнал перетворювача 2 на вимірнику 4 характеризується подвоєнням частоти і рівними амплітудами сусідніх періодів, тобто є гармонічним з подвійною частотою вхідної дії. Від джерела 10 в обмотку котушки 11 подають постійну регульовану напругу, забезпечуючи в результаті електромагнітної взаємодії поля котушки 11 з пластиною 3 переміщення перетворювача 2 в площині В-В по стрілці Е (див. фіг. 2б) у напрямі поєднання вимірювальної осі 8 з проекцією місцевої вертикалі 15 на площину В-В. Поєднання з проекцією вертикалі 15 характеризується максимумом вихідного сигналу перетворювача. У цьому положенні перетворювача 2 проводять дозасипку корпуса 7 сипким матеріалом 6 до повної фіксації перетворювача в корпусі 7. Від'єднують котушки 11 і 12 від джерел 10 і 13, а перетворювач 2 від вимірника 4 і закривають корпус кришкою 5. Сейсмоприймач готовий до вимірювання вертикальної складової сейсмічного сигналу. Розміщення перетворювача на пружній кульовій опорі з можливістю кутового переміщення в двох взаємно перпендикулярних площинах і виконання пристрою повороту у вигляді двох феромагнітних дисків, закріплених на перетворювачі, співвісно яким на корпусі встановлені дві електромагнітні котушки, дозволяє до остаточного збирання сейсмоприймача виставити його вимірювальну вісь по вертикалі і тим самим підвищити точність вимірювання і понизити поперечну чутливість. Джерела інформації:. 1. Авторське свідоцтво СРСР № 1012145, кл. G01P 15/08, 1980. 2. Авторське свідоцтво СРСР № 1345122, кл. G01P 21/100, 1987. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 97182 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601