ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, в частности к гравиметрам.
Известен гравиметр, включающий опорный элемент, переменный конденсатор с горизонтально расположенными неподвижными и размещенным между ними подвижным электродами [1].
В известном устройстве подвижный электрод соединен с размещенным на опорном элементе упругим кварцевым коромыслом.
Однако при применении гравиметра не достигается требуемая точность измерения, так как упругость кварцевого коромысла непрерывно изменяется во времени и очень зависят от перепадов температуры. Гравиметр является очень сложным и при его эксплуатации требуется постоянный контроль над измерениями непосредственно в процессе измерений. Сложная конструкция гравиметра, которая увеличивает габариты, не позволяет его использовать в условиях ограниченного пространства (например, в скважине).
Технический результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении точности и надежности измерений при одновременном упрощении и уменьшении габаритов устройства.
Указанный результат достигается за счет того, что гравиметр, включающий опорный элемент, переменный конденсатор с неподвижными и размещенным между ними подвижным электродами, снабжен корпусом, неподвижные электроды переменного конденсатора скреплены через диэлектрики с корпусом, подвижный электрод закреплен на оси в корпусе, причем корпус соединен с опорным элементом посредством шарнира, а электроемкости пар между одним из неподвижным электродов и подвижным электродом и другим неподвижным электродом и подвижным электродом выполнены разными. Шарнир, соединяющий корпус с опорным элементом может быть выполнен в виде карданного механизма или шаровым. Электроды выполнены из немагнитного токопроводящего материала.
Указанный результат достигается так же за счет того, что расстояния в каждой из пар между одним из неподвижным электродов и подвижным электродом и другим неподвижным электродом и подвижным электродом могут быть выполнены различными. Площади неподвижных электродов выполнены различными. Неподвижные электроды могут быть расположены как горизонтально, так и вертикально.
Пример выполнения изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 представлены конструктивные варианты исполнения заявляемого устройства соответственно с горизонтально и вертикально расположенными неподвижными электродами, на фигурах 3 и 4 - виды А и В.
Гравиметр, включает опорный элемент 1, корпус 2, размещенные в корпусе 2 неподвижные электроды 3 и 4 и размещенный между неподвижными электродами подвижный электрод 5 переменного конденсатора. Неподвижные электроды 3, 4 соединены с корпусом 2 посредством диэлектриков 6.
Подвижный электрод 5 соединен с корпусом 2 шарнирно посредством оси 7.
Корпус 2 соединен с опорным элементом 1 посредством карданного или шарового шарнира 8.
Электроемкости каждого из пар внутреннего и соответствующих внешних электродов конденсаторов выполнены разными, как это показано на фиг.3 и фиг.6 за счет выступа 9.
Это может быть выполненным, например, за счет того, что расстояния в каждой из пар между одним из неподвижным электродов и подвижным электродом и другим неподвижным электродом и подвижным электродом выполнены разными (как показано на фиг.3 расстояние L1>L2).
Это может быть выполненным также за счет того, что площади в каждой из пар неподвижных электродов могут быть выполнены различными.
Работает устройство следующим образом.
На неподвижные электроды 3 и 4, подают противофазное постоянное напряжение с одинаковой формой импульсов. Импульсы могут быть любой формы, но периодические и симметричные. Предпочтительна прямоугольная форма импульсов из-за простоты их получения.
В результате на подвижный электрод 5, наводится переменное напряжение, аналогичное форме той фазы, электроемкость неподвижного электрода которой выше. За счет одинаковой формы симметричных импульсов достигается их полная компенсация на подвижном электроде. Полярность наведенного сигнала анализируется с помощью фазового детектора, который управляет напряжением, приложенным к неподвижным электродам таким образом, чтобы при вращении подвижного электрода 5 вокруг оси 7 получить сигнал переменного напряжения равным нулю. Сигнал на подвижном электроде 5 равный нулю возможен только в случае получения строгого равенства электроемкостей электродов 3-5 и 4-5.
Величина гравитационного поля пропорциональна величине изменения напряжения на электродах 3 и 4 и вычисляется путем применения соответствующего коэффициента пропорциональности.
Таким образом, предложенные технические решение позволят:
- повысить точность и надежность измерений;
- облегчить настройку и эксплуатационную надежность конструкции;
- упростить и уменьшить габариты устройства.
Источник информации
1. Авторское свидетельство СССР №193100, МПК G01V 7/02, 1966