3.4. Регулировка и настройка упругих подвесов сейсмоприёмников

При сборке сейсмоприёмников производится контроль и настройка собственной частоты свободных колебаний упругих подвесов. Наряду с известными разработками [72,70,71,73] в данной диссертационной работе предлагается механический контроль собственной частоты по одной четвёртой части периода колебаний [74].

Настройку на собственную частоту и регулировку плоского положения в отечественной серии сейсмоприёмников СВ-5, СВ-10, СВ-20 производят регулировочными кольцами с выступами , между которыми зажимаются упругие элементы ирисовой пружины. Вращением колец изменяется длина рабочей части упругих элементов и соответственно этому жесткость ирисовых пружин и частота упругого подвеса. Однако такая регулировка позволяет только увеличивать жёсткость и неудобна в исполнении.

В качестве технологичного универсального устройства настройки и регулировки упругого подвеса сейсмоприёмника можно предложить исполнение ирисовой пружины с тарельчатыми кольцами [75,76]. Посредством гайки на винтовой резьбе изменяется тарельчатость опорных колец с переходом их через плоское положение до отрицательной (противоположной) тарельчатости. При этом меняется жесткость С, несущее усилие . достигается плоское состояние упругих элементов ирисовой пружины.

На рисунке 3.10 представлено устройство настройки жёсткости и несущего усилия упругого подвеса сейсмометра.

Упругий подвес содержит опорное тарельчатое 1 и подвесное 2 кольца, соединённые упругими элементами 3 ирисовой пружины. К подвесному кольцу подвешивается инерционная масса 4 (катушка индуктивности). Опорное тарельчатое кольцо 1 внешней кромкой опирается на втулку магнитопровода 5, свою очередь упирающееся через вторую ирисовую пружину 6 на корпус 7 сейсмоприёмника. Гайка 8 имеет возможность перемещаться по резьбе 9 в корпусе 7 и изменять тарельчатость ирисовой пружины. Вращением гайки 8 производится настройка сейсмоприёмника на заданную частоту.

Достоинством предлагаемого устройства настройки сейсмоприёмника является то, что изменять собственную частоту можно в полевых условиях. Для этого между гайкой 8 и опорным тарельчатым кольцом достаточно ввести герметизирующую мембрану.

На рисунке 3.11 даны нагрузочные характеристики ирисовых пружин в данном устройстве в процессе настройки сейсмоприёмика с .

Рисунок 3.10 - Устройство настройки жесткости и несущего усилия ирисовой пружины. 1 – тарельчатое опорное кольцо ирисовой пружины; 2 – подвесное опорное кольцо; 3 – упругий элемент; 4 – инерционная масса катушки индуктивности; 5 – втулка магнитопровода, 6 – нижняя ирисовая пружина, 7 – корпус сейсмоприемника, 8 – гайка, 9 - резьбовое соединение гайки с корпусом сейсмоприемника.

Масса катушки, приходящаяся на одну пружину 25г (угол наклона оси сейсмоприёмника к вертикали 45°). Потребная жёсткость 1,5 г/мм. Толщина ирисовой пружины 0,15 мм, тарельчатость наружного опорного кольца 40°.

На рисунке 3.12 представлен график изменения жёсткости с ирисовой пружины в зависимости от угла поворота гайки, изменяющей тарельчатость опорного кольца.

На рисунке 3.13 приведен график изменения несущего усилия от угла поворота гайки .

Рисунок 3.11 – Нагрузочные характеристики ирисовой пружины с тарельчатым опорным кольцом в процессе изменения тарельчатости посредством затяжки гайки.

Очевидно, что настройка этого трехкомпонентного сейсмоприёмника на собственную частоту вполне обеспечивается.

В заключении отметим, что измерение землетрясений с помощью подвеса инерционной массы на упругих элементах типа ирисовых пружин относительно корпуса прибора является самым точным и надёжным по сравнению с другими видами сеисмоприёмников. Сейсмоприёмники, основанные на использовании пьезоэлектрического эффекта [77,78,79], магнитного подвеса и других физических эффектов уступают им из-за способности воспринимать электромагнитные возмущения вселенной, нестабильности параметров при температурных изменениях.

Рисунок 3.12 – График изменения жесткости С ирисовой пружины в зависимости от угла поворота  гайки, изменяющей тарельчатость

Рисунок 3.13 – График изменения несущего усилия Р и в зависимости от угла поворота  гайки, изменяющей терельчатость опорного кольца.