сейсмограф

Формула изобретения

Сейсмограф, содержащий инертную массу и вертикальную удерживающую пружину, преобразователь колебаний инертной массы относительно основания в электрический сигнал и усилитель электрического сигнала, отличающийся тем, что в него введены скрепленные с основанием постоянные магниты, расположенные симметрично относительно направления качаний инертной массы, причем одни магниты расположены выше инертной массы, а другие ниже инертной массы, выполненной из магнитомягкого материала, при этом полярность верхних и нижних магнитов в пространстве одинакова, а внутренние стороны магнитов удалены на расстояние, обеспечивающее беспрепятственные колебания инертной массы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в средствах регистрации вертикальных колебаний грунта, генерируемых сейсмическими волнами от естественных и искусственных источников (землетрясений, извержений вулканов, взрывов, техногенных катастроф и др.).

Известен вертикальный сейсмограф Г.Беньоффа, [1], состоящий из инертной массы, подвешенной с помощью пружины к основанию, установленному на грунте, преобразователя колебаний инертной массы относительно грунта в электрический сигнал и электрический усилитель.

При вертикальных колебаниях грунта инертная масса сохраняет состояние покоя, что приводит к сжатию или разрежению пружины, вследствие чего инертная масса приходит в колебательные движения относительно начального положения. При этом частота колебаний инертной массы зависит, собственно, от массы и жесткости пружины.

В дальнейшем изменяющееся в соответствии с колебаниями грунта напряжение усиливается электрическим усилителем и регистрируется самописцем или иным регистратором.

Недостатком данного сейсмографа является то, что с его помощью невозможно получить значительные периоды собственных колебаний, превосходящих периоды регистрируемых колебаний грунта.

Задачей изобретения является создание вертикального сейсмографа, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в увеличении периода собственных колебаний маятника. Этот технический результат в предлагаемом сейсмографе, содержащем инертную массу и вертикальную удерживающую пружину, преобразователь колебаний инертной массы относительно основания в электрический сигнал и усилитель электрического сигнала, достигается тем, что в него введены скрепленные с основанием постоянные магниты, расположенные симметрично относительно направления качаний инертной массы, причем одни магниты расположены выше инертной массы, а другие - ниже инертной массы, выполненной из магнитомягкого материала, при этом полярность верхних и нижних магнитов в пространстве одинакова, внутренние стороны магнитов удалены на расстояние, обеспечивающее беспрепятственные колебания инертной массы. Благодаря одинаковой в пространстве полярности верхних и нижних магнитов и тому, что сама инертная масса выполнена из магнитомягкого материала, она поляризуется таким образом, что возникает взаимное притяжение между верхней частью инертной массы и нижней стороной верхних магнитов, с одной стороны, и между нижней частью инертной массы и верхней стороной нижних магнитов, с другой стороны. Например, если магниты имеют полярность “Север” (N) в верхней части, а “Юг” (S) в нижней части, то верхняя часть инертной массы поляризуется как “Север”, а нижняя - как “Юг”.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: 1 - инертная масса, 2 - центр масс, 3 - пружина, 4 - преобразователь колебаний инертной массы в электрический сигнал (например, индуктивный, емкостной и т.п.), 5 - постоянные магниты.

Устройство работает следующим образом. При колебаниях грунта инертная масса 1 выходит из положения равновесия. Колебания массы 1 относительно исходного положения - центра масс 2 - осуществляется за счет действия силы тяжести и упругости пружины. Время возврата в исходное положение инертной массы 1 оказывается более медленным, чем в традиционном вертикальном сейсмографе за счет уменьшения величины возвращающих сил, равных разности действия пружины и противодействия магнитов, при этом период колебаний при этом естественно увеличивается, что существенно в практике регистрации смещений грунта.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявленное изобретение позволяет увеличить период собственных колебаний маятника за счет применения в устройстве традиционного вертикального сейсмографа скрепленных с основанием постоянных магнитов, расположенных симметрично относительно направления качаний инертной массы выше инертной массы и ниже инертной массы выполненной из магнитомягкого материала, причем полярность верхних и нижних магнитов в пространстве одинакова и внутренние стороны магнитов удалены на расстояние, обеспечивающее беспрепятственные колебания инертной массы.

Источник информации

1. Дж.А.Эйби. Землетрясения. - М.: Недра, 1982. - С.23, 27.