Рис, 29, Загальний вигляд варіометра вг-1

1 - верхня частина, 2 - середня частина. З - основа

Гравітаційний варіометр Е-60 розроблений в Угорському геофізичному інституті. Цей варіометр, як і ВГ-1, має фоторегістрацію і автоматичне переведення із азимута в азимут. Прилад має дві Ь-подібні крутильні системи. Час заспокоєння коромисла в азимуті - 20 хвилин, похибка вимірювань - (1-2) Етвеша. В варіометрі Е-60передбачена можливість і візуальних спостережень Загальний вигляд варіометра Е-60 і зображення фотопластинки показано на рис. ЗО і рис 3

Варіометр Е-60

Зображення фотопластинки

Рис. 32

Градієнтометр ГРБМ-2

Варіометр БГ-63 (виготовляють в Угорщині) є комбінованим приладом, який може працювати в режимі або варіометра, або градієнтометра. Чотири крутильних

100

системи розміщені попарно в двох взаємно перпендикулярних площинах. Спостерігаючи в трьох азимутах положення рівноваги (режим варіометра) або в двох азимутах (режим градієнтометра), одержуємо відповідно градієнти кривини і горизонтальні градієнти сили ваги. Час заспокоєння в азимуті від 4 до 12 хвилин в залежності від режиму роботи, а точність вимірювання градієнтів сили ваги біля 3 Етвеш, а градієнтів кривин - б Етвеш.

Гравітаційний градієнтометр ГРБМ-2 - прилад для вимірювання горизонтальних градієнтів сили ваги. Цей прилад має чотири чутливі системи Z-пoдiбнoro типу. Довжина коромисла приблизно в 40 разів менша за віддаль між тягарцями по висоті. Час заспокоєння систем в азимуті - 3 хвилини, а похибка вимірювання (5-7) Етвеш. Зовнішній вигляд градієнтометра ГРБМ-2 показане' на рис. 32.

Процес спостережень із варіометрами в польових умовах проводять у спеціальній захисній будці, яку виготовляють із фанери або брезенту. Для забезпечення стійкості приладу в землю забивають три кілки, на які встановлюють алюмінієвий диск. Висоту кілків вибирають такою, щоб центр ваги коромисла був приблизно на рівні їм від землі. Варіометр вносять у будку, скріплюючи всі його частини. Варіометр нівелюють, орієнтують за допомогою бусолі і контролюють правильність юстування чутливої і оптичної систем. Після підготовки приладу' до роботи і встановлення касети з фотопластинкою спостерігач переводить прилад в азимут (попередній нульовому), дезаретує коромисла і вмикає систему освітлення. При цьому на фотопластинці зафіксуються тільки відблиски від нерухомих дзеркал. Після того, як верхня частина варіометра буде переведена в нульовий азимут, спостерігач покидає будку.

В польовий журнал записують час запуску приладу, номер пункту¹, номер пластинки, орієнтування приладу, кількість азимутів у циклі. Після певного часу спостерігач входить у будку', аретує коромисла і записує в журнал час кінця спостережень і його азимут. Виймає із приладу фотопластинку, яку' тут у будці проявляє, щоб впевнитись у якісному записі У випадку якісного запису прилад розбирають і перевозять на наступний пункт.

При роботі з градієнтометром спостерігач весь час знаходиться біля приладу і виконує візуальні спостереження. Період заспокоєння коромисла градієнтометра значно менший, ніж у варіометра. Все це підвищує продуктивність роботи. Для обчислення других похідних потенціалу сили ваги необхідно завчасно визначити сталі варіометрів: D,К, т, h, І, т.Значення сталих варіометрів достатньо вичислити з точністю 0,25%. оскільки відносна точність вимірювання других похідних не перебільшу є 1%.

Оптичний важіль D розраховують за формулою

D=2iF (5.14)

де

F - фокусна віддаль об'єктива,

і - число відбивань світлового променя від дзеркала коромисла.

Для вимірювання моменту інерції К крутильну систему в приладі підвішують на дуже жорстку крутильну нитку з відомим значенням т і вимірюють період коливання системи Т націй нитці. За формулою знаходять

Для вимірювання сталої крутильної нитки τ до неї підвішують циліндричний тягарець з відомим моментом інерції, який обчислюють за формулою:

К=0,5тr²

де:

т - маса тягарця,

r -радіус тягарця.

Далі вимірюють за допомогою секундоміра період крутильних майже незатухаючих коливань Г цього тягарця і за формулою знаходять Т

4 π²К

Масу тягарця m визначають зважуванням на аналітичних вагах з точністю до 0,01 г Відціль між центрами тягарців по вертикалі h і довжину плеча коромисла l вимірюють лінійкою. В деяких випадках, коли через конструктивні особливості приладу не можна визначити значення сталих, застосовують метод еталонування на полігоні, в пунктах якого є відомі значена других похідних потенціалу сили ваги.

2. Обробка результатів варіометричних спостережень

Обробка результатів спостережень з варіометром включає:

1. вимірювання запису положень коромисел на фотопластинці:

2. обчислення виміряних значень .других похідних потенціалу сили ваги;

3. обчислення поправки за вплив рельєфу місцевості на покази гравітаційного варіометра і градієнтометра;

4. обчислення нормальних значень других похідних потенціалу сили ваги;

5. обчислення аномальних значень других похідних потенціал)' сили ваги;

6. графічне зображення результатів спостережень з гравітаційним варіометром і градієнтометром.

У результаті польових спостережень з варіометром для кожного пункту одержують фотопластинку, на якій зафіксовані положення рівноваги коромисел в декількох азимутах і зміни температури всередині приладу. Положення рівноваги вимірюють за допомогою прозорої скляної палетки з півміліметровими поділками Одержані з пластинок значення лінійних віддалей подають > формули для обчислення других похідних потенціалу сили ваги

Як уже відзначалось раніше, спостереження з варіометрів виконують в п’яти-, чотирьох- і триазимутальному циклі. Найбільш розповсюдженим є триазимутальний цикл, який дозволяє за короткий час визначити всі чотири других похідних при сумісному використанні показів двох коромисел. П’ятиазимутальний цикл застосовують у тих випадках, коли необхідно одержати значення чотирьох других похідних для кожного коромисла окремо. Чотирьохазимутальний цикл застосовують тоді, коли хочуть одержати значення горизонтальних градієнтів сили ваги незалежно для кожного п коромисел. Одержимо формули для обчислення других похідних сили ваги для випадку, коли спостереження проводять у трьох азимутах: 0°, 120°, 240°. Використаємо співвідношення n-n₀=D(ϑ-ϑ₀) (5.17)