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DE1148387B - Gravimeter for measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation, especially sea gravimeter - Google Patents

Gravimeter for measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation, especially sea gravimeter

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Publication number
DE1148387B
DE1148387B DEC24932A DEC0024932A DE1148387B DE 1148387 B DE1148387 B DE 1148387B DE C24932 A DEC24932 A DE C24932A DE C0024932 A DEC0024932 A DE C0024932A DE 1148387 B DE1148387 B DE 1148387B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gravimeter
mass
damping
parts
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC24932A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr-Ing Reinhard Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Elektronidustrie AG
Original Assignee
Continental Elektronidustrie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Elektronidustrie AG filed Critical Continental Elektronidustrie AG
Priority to DEC24932A priority Critical patent/DE1148387B/en
Publication of DE1148387B publication Critical patent/DE1148387B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V7/00Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting
    • G01V7/16Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting specially adapted for use on moving platforms, e.g. ship, aircraft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Geophysics (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

Gravimeter zur Messung der Erdschwere auf schwankendem Fundament, insbesondere Seegravimeter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gravimeter zur Messung der Erdschwere auf schwankendem Fundament mit einer durch Federkräfte an eine Ruhelage gebundenen, im wesentlichen mit einem Freiheitsgrad der Bewegung beweglichen, in einem auf dem schwankenden Fundament angeordneten Bauteil gelagerten Gravimetermasse und einer Einrichtung zur geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung der Schwingungen der Gravimetermasse, welche aus mit der Gravimetermasse fest verbundenen und aus in dem Bauteil gelagerten Teilen besteht, die miteinander in Wechselwirkung stehen, insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Seegravimeter dieser Ausbildung.Gravimeter for measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation, in particular sea gravimeter The present invention relates to a gravimeter for measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation with a spring force bound to a rest position, essentially with a degree of freedom of movement movable, mounted in a component arranged on the swaying foundation Gravimeter mass and a device for speed-proportional damping the vibrations of the gravimeter mass, which are firmly connected to the gravimeter mass and consists of parts stored in the component which interact with one another stand, in particular, the invention is concerned with a sea gravimeter of this training.

Zur Messung der Erdschwere auf schwankendem Fundament, etwa auf einem Schiff, haben sich in neuerer Zeit derartige Gravimeter eingeführt. Bei diesen Geräten wird die Gravimetermasse, die aus einem von Torsionsfedern getragenen Hebelarm besteht, wobei die Torsionsfedern so weit vortordiert sind, daß sich der Schwerpunkt des Hebelarms und die Federachsen etwa in einer Horizontalebene befinden, durch Fäden derart gefesselt, daß sie sich nur in vertikaler Richtung verlagern kann. Auf diese Weise verursachen die an der Gravimetermasse angreifenden, durch die Fundamentbewegungen hervorgerufenen Horizontalbeschleunigungen keine Verlagerung der Gravimetermasse. Die Bewegungen der Gravimetermasse werden im allgemeinen mit Hilfe eines Registriergerätes aufgezeichnet. For measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation, for example on a Ship, such gravimeters have recently been introduced. With these devices the gravimeter mass, which consists of a lever arm carried by torsion springs, the torsion springs are so far vorordiert that the focus of the Lever arm and the spring axes are approximately in a horizontal plane, through threads tied up in such a way that it can only shift in the vertical direction. To this Wise cause those attacking the gravimeter mass through the foundation movements caused horizontal accelerations no displacement of the gravimeter mass. The movements of the gravimeter mass are generally recorded with the aid of a recording device recorded.

Die durch die Fundamentbewegung auftretenden Vertikalbeschleunigungen können durch Bildung des zeitlichen Mittelwertes aus der registrierten Bewegung der Gravimetermasse eliminiert werden. The vertical accelerations caused by the movement of the foundation can be achieved by calculating the mean value over time from the registered movement the gravimeter mass can be eliminated.

Um die durch die Vertikalbeschleunigung hervorgerufenen Ausschläge der Gravimetermasse klein zu halten, ist die Schwingung der Gravimetermasse etwa durch eine magnetische Dämpfungseinrichtung stark gedämpft. About the deflections caused by the vertical acceleration To keep the gravimeter mass small, the oscillation of the gravimeter mass is about Strongly damped by a magnetic damping device.

Um von Neigungen des Fundamentes unabhängig zu werden, hängt man das Gravimeter kardanisch auf oder ordnet es auf einer kreiselstabilisierten Plattform an. In beiden Fällen muß praktisch an dem durch Mittelwertbildung aus der registrierten Kurve entnommenen Schwerewert eine Korrektur angebracht werden, die im ersten Fall die Tatsache berücksichtigt, daß sich das kardanisch aufgehängte Gravimeter wegen der Horizontalbeschleunigung nicht in das wahre Lot einstellt und als Browne-Korrektur bekannt ist, und im zweiten Fall den Fehler in der Horizontierung der kreiselstabilisierten Plattform berücksichtigt. In order to become independent of the inclinations of the foundation, one hangs gimbals the gravimeter or arranges it on a gyro-stabilized platform at. In both cases it must be practically based on the averaging of the registered A correction should be made to the severity value taken from the curve, as in the first case takes into account the fact that the gimbaled gravimeter is due to the horizontal acceleration does not adjust to the true perpendicular and as a Browne correction is known, and in the second case the error in the leveling of the gyro-stabilized Platform taken into account.

Neben diesen Korrekturen muß noch bei Gravimetersystemen mit um eine horizontale Drehachse drehbarer Gravimetermasse ein weiterer Störeffekt berücksichtigt werden, der unter dem Namen »crosscoupling-effect« (c-c-effect) bekannt ist und nachfolgend beschrieben werden soll. Auf Grund der periodischen Vertikalbeschleunigungen oder der Schwereänderungen wird die Gravimetermasse aus ihrer Ruhelage, in der Schwerpunkt und Drehachse in einer Horizontalebene liegen, ausgelenkt und um ihre Ruhelage Schwingungen ausführen. Die an der Gravimetermasse angreifenden, parallel zur Drehachse gerichteten Horizontalkräfte werden von den Verspannungen aufgenommen und haben keine Lageänderungen der Gravimetermasse zur Folge. Ebenso verursachen die senkrecht zur Drehachse gerichteten Horizontalkräfte, die in dem Augenblick an der Gravimetermasse angreifen, in dem diese sich in ihrer Nullage befindet, keinen Ausschlag. Greifen jedoch senkrecht zur Drehachse gerichtete Horizontalkräfte an der Gravimetermasse an, wenn sie aus ihrer Ruhelage ausgelenkt ist, so haben diese Kräfte eine Lageänderung der Gravimetermasse zur Folge. Bedenkt man, daß die Vertikalbeschleunigungskräfte und die Horizontalkräfte periodische Größen nahezu gleicher Frequenz sind, und nimmt man an, daß zwischen beiden Größen eine derartige Phasenverschiebung besteht, daß die senkrecht zur Drehachse gerichtete Horizontalkraftkomponente gerade ihren Maxtimalwert hat, wenn das Pendel auf Grund der Vertikalkräfte maximal ausgelenkt wird, so wird im zeitlichen Mittel ein stets in derselben Richtung wirkendes Drehmoment auf die Gravimetermasse übertragen und demzufolge ein falscher Schwerewert aus der aufgezeichneten Kurve entnommen. Diese Tatsache wird als c-c-effect bezeichnet. Es ist jedoch ersichtlich, daß der geschilderte Fall der ungünstigste, in der Praxis nur selten auftretende ist. In addition to these corrections, a horizontal axis of rotation of rotatable gravimeter mass, another interference effect is taken into account known under the name »crosscoupling-effect« (c-c-effect) and should be described below. Due to the periodic vertical accelerations or the changes in gravity will take the gravimeter mass from its rest position, in the center of gravity and axis of rotation lie in a horizontal plane, deflected and oscillations around their rest position carry out. The ones that act on the gravimeter mass and are directed parallel to the axis of rotation Horizontal forces are absorbed by the tension and do not have any changes in position the gravimeter mass. Likewise, those directed perpendicular to the axis of rotation cause Horizontal forces that act on the gravimeter mass at the moment in which this is in its zero position, no deflection. However, gripping vertically Horizontal forces directed towards the axis of rotation on the gravimeter mass when they are off is deflected from its rest position, these forces have a change in the position of the gravimeter mass result. Considering that the vertical acceleration forces and the horizontal forces periodic quantities are of almost the same frequency, and it is assumed that between There is such a phase shift that the two quantities are perpendicular to the axis of rotation directed horizontal force component just has its maximum value when the pendulum is maximally deflected due to the vertical forces, so is the time average a torque always acting in the same direction on the gravimeter mass transmitted and consequently an incorrect severity value from the recorded curve taken. This fact is called the c-c-effect. However, it can be seen that the described case is the most unfavorable and rarely occurs in practice is.

Man hat vorgeschlagen, den durch den genannten Effekt auftretenden Fehler dadurch zu beseitigen, daß man zwei analog aufgebaute Gravimetersysteme gleichzeitig symmetrisch anordnete, so daß der durch die Horizontalbeschleunigung verursachte Fehler des einen Systems entgegengesetzt und gleich dem des anderen Systems war. Wenn man zur Erfassung der Lage der Gravimetermassen etwa einen Lichtzeiger nacheinander über je einen an den beiden Gravimetermassen befestigten Spiegel führt, so ist die mittlere Lage des Lichtzeigers frei von dem genannten Fehler. Die Anordnung ist jedoch recht aufwendig, da zwei sehr genaue Gravimetersysteme hierzu erforderlich sind, die zudem noch sehr genau aufeinander abgestimmt werden müssen, so daß sie tatsächlich gleiche Auslenkungen erfahren. Diese Abstimmung ist nur dann hinreichend genau möglich, wenn die auftretenden Ausschläge der Gravimetermasse nicht zu groß sind, was eine weitere Vergrößerung der ohnehin starken Dämpfung erforderlich macht. It has been proposed that the effect occurring due to the mentioned Eliminate errors by using two analog gravimeter systems at the same time arranged symmetrically, so that the caused by the horizontal acceleration Error of one system was opposite and equal to that of the other system. If you use a light pointer one after the other to record the position of the gravimeter masses leads over a mirror attached to each of the two gravimeter masses, then the middle position of the light pointer free of the mentioned error. The arrangement is however, quite complex, since two very precise gravimeter systems are required for this are, which must also be very precisely coordinated so that they actually experience the same deflections. Only then is this coordination sufficient exactly possible if the deflections of the gravimeter mass that occur are not too large are, which makes a further increase in the already strong damping necessary.

Eine andere Möglichkeit zur Verringerung des Einflusses dieses Fehlers ist darin zu erblicken, die Dämpfung des Gravimetersystems sehr stark zu vergrößern, so daß die auftretenden Auslenkungen genügend klein bleiben. Es stellte sich jedoch heraus, daß eine derartige Anordnung sehr lange Einstellzeiten aufweist. Schwereänderungen kleiner örtlicher Ausdehnung, die etwa mit einem Schiff innerhalb einer kurzen Zeit überfahren werden, werden darüber hinaus zu stark unterdrückt. Another way to reduce the impact of this bug can be seen in the fact that the damping of the gravimeter system is greatly increased, so that the deflections that occur remain sufficiently small. However, it turned out found that such an arrangement has very long adjustment times. Changes in severity small local area, roughly with a ship within a short time are run over, are also suppressed too much.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, die genannten Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck ein Gravimeter der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, das sich dadurch kennzeichnet, daß die in dem am Fundament angeordneten Bauteil gelagerten Teile der Dämpfungseinrichtung wenigstens teilweise ebenfalls mit einem Freiheitsgrad der Bewegung beweglich gelagert sind und sich bei Einwirkung von Beschleunigungskräften im wesentlichen in entgegengesetzter Richtung wie die mit der Gravimetermasse fest verbundenen Teile der Dämpfungseinrichtung bewegen. The object of the invention was to remedy the disadvantages mentioned to eliminate. According to the invention, a gravimeter is used for this purpose proposed in more detail, which is characterized in that the in the parts of the damping device mounted on the foundation at least partially also mounted movably with one degree of freedom of movement are and are essentially in opposite directions under the action of acceleration forces Direction like the parts of the damping device that are firmly connected to the gravimeter mass move.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. In the drawings is an embodiment of the inventive concept shown.

Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung eines Gravimetersystems mit bewegtem Dämpfungsmagneten; in Fig. 2 und 3 ist eine bekannte Anordnung mit einer erfindungsgemäßen an Hand von grafische Darstellungen verglichen, und in Fig. 4 und 5 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel für eine Anordnung nach der Erfindung in schematischer Form dargestellt. Fig. 1 shows the basic arrangement of a gravimeter system with moving damping magnet; in Figs. 2 and 3 is a known arrangement with a compared according to the invention on the basis of graphic representations, and in FIG. 4 and Fig. 5 is a practical embodiment of an arrangement according to the invention shown in schematic form.

In Fig. 1 ist mit 1 ein um die Drehachse 2 drehbarer Hebel bezeichnet, an dem der eine Teil der Dämpfungseinrichtung, die Dämpfungsscheibe 3, befestigt ist. Der Hebel 1 und die Scheibe 3 bilden die Gravimetermasse. Der andere Teil der Dämpfungseinrichtung besteht aus dem Magneten 4, der an einem ebenfalls um eine Drehachse 5 drehbaren und mittels nicht dargestellter Federn an eine Ruhelage gebundenen Hebel 6 befestigt ist. Die Bewegungen des Hebels 6 sind zusätzlich durch die aus der Dämpfungsscheibe7 und dem gehäusefesten Dämpfungsmagneten 8 bestehende Dämpfungseinrichtung gedämpft. Mit 9 und 10 sind die Schwerpunkte der Gravimetermasse 1 bzw. des Teiles 4, 6, 7 bezeichnet. In Fig. 1, 1 denotes a lever rotatable about the axis of rotation 2, to which one part of the damping device, the damping disk 3, is attached is. The lever 1 and the disk 3 form the gravimeter mass. The other part of the Damping device consists of the magnet 4, which is also attached to a Axis of rotation 5 rotatable and by means of springs, not shown, to a rest position bound Lever 6 is attached. The movements of the lever 6 are also made by the the damping disk 7 and the damping magnet 8 fixed to the housing muffled. 9 and 10 are the focal points of the gravimeter mass 1 or the part 4, 6, 7.

Die durch die Fundamentbewegungen hervorgerufenen Vertikalb eschleunigungen und Schwereänderungen verursachen eine Auslenkung Sol des Hebels 1 und eine Auslenkung 2 des Hebels 6 derart, daß die beiden Teile der Dämpfungseinrichtung in entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Die durch die Vertikalbeschleunigungen verursachten Kräfte sind in der Figur durch die KraftvektorenB,, 2 angedeutet.The vertical accelerations caused by the movement of the foundation and changes in gravity cause a deflection Sol of the lever 1 and a deflection 2 of the lever 6 such that the two parts of the damping device in opposite directions Direction to be moved. The forces caused by the vertical accelerations are indicated in the figure by the force vectors B ,, 2.

Die durch Dämpfung hervorgerufenen Kräfte sind mit R 2 3 bezeichnet.The forces caused by damping are denoted by R 2 3.

Der Ausschlag der Gravimetermasse läßt sich als = = A sin wt + B cos (, wt darstellen, wenn die Vertikalbeschleunigung U = sincot beträgt; hierin sind A, B Konstanten, wobei unter Berücksichtigung der Periode der Vertikalbeschleunigung und der Eigenperiode der Gravimetermasse sowie der starken Dämpfung B erheblich größer als A ist. The deflection of the gravimeter mass can be expressed as = = A sin wt + B cos (, wt represent if the vertical acceleration is U = sincot; here are A, B constants, taking into account the period of vertical acceleration and the natural period of the gravimeter mass and the strong damping B are considerable is greater than A.

Durch eine geeignete Wahl der Dämpfung der Dämpfungsvorrichtungen und der Abmessungen der Gravimetermasse 1 und des Lagerteils 6 läßt sich erreichen, daß für eine bestimmte Periode der angreifenden Kräfte der Ausschlag (Pi = A sin wt wird, d. h. 971 wird vernachlässigbar klein. Wenn nun diese ausgezeichnete Periode mit der Periode der durch die Fundamentbewegung hervorgerufenen Kräfte übereinstimmt, so fällt der durch den c-c-effect verursachte Fehler praktisch weg. By a suitable choice of the damping of the damping devices and the dimensions of the gravimeter mass 1 and the bearing part 6 can be achieved that for a certain period of the acting forces the deflection (Pi = A sin wt becomes, d. H. 971 becomes negligibly small. If now this excellent period coincides with the period of the forces caused by the movement of the foundation, this practically eliminates the error caused by the c-c effect.

Es sei bemerkt, daß an den Hebel 6 keine so hohen Anforderungen gestellt zu werden brauchen wie an den die Gravimetermasse bildenden Hebel. It should be noted that the requirements placed on the lever 6 are not so high need to be like on the lever that forms the gravimeter mass.

Die durch die beschriebene Anordnung außer der Verringerung des durch den c-c-effect hervorgerufenen Fehlers erreichten Vorteile sind an Hand der Fig. 2 und 3 erkennbar. In Fig. 2 ist die Anzeigeverzögerung dt- das ist der zeitliche Abstand eines Maximums einer als sinusförmig angenommene Schwereänderung von einem Maximum der aufgezeichneten Kurve oder mit anderen Worten die Phasenverschiebung der aufgezeichneten Kurve gegenüber dem tatsächlichen Schwereverlauf - als Funktion der Periode T der Schwereänderung dargestellt. Dieser zeitliche Schwereverlauf entspricht natürlich unter Berücksichtigung der Schiffsgeschwindigkeit einem örtlichen Schwereverlauf. Die Anzeigeverzögerung soll nun möglichst klein und bis in das Gebiet möglichst kurzer Perioden der Schwereänderungen konstant sein. Wie aus der Zeichnung entnehmbar, erfüllt die Kurve 11, die für eine erfindungsgemäße Anordnung berechnet wurde, diese Forderung weit besser als die für eine bekannte Anordnung mit feststehendem Dämpfungsmagneten berechnete Kurve 12. The arrangement described by the addition of reducing the through The advantages achieved by the error caused by the c-c-effect are shown in Fig. 2 and 3 can be seen. In Fig. 2 the display delay is dt - that is the time Distance of a maximum of a change in gravity assumed to be sinusoidal from one Maximum of the recorded curve, or in other words the phase shift of the recorded curve versus the actual course of gravity - as a function the period T of the change in severity is shown. This temporal course of severity corresponds of course, taking into account the ship's speed and a local gravity curve. The display delay should now be as small as possible and as far as possible into the area short periods of severity changes be constant. As can be seen from the drawing, the curve 11, which was calculated for an arrangement according to the invention, fulfills this Requirement far better than that for a known arrangement with a fixed damping magnet calculated curve 12.

In der Fig. 3 ist die Amplitudenreduktion als Funktion der Periode der sinusförmigen Schwereänderung konstanter Amplitude dargestellt, wobei dieselben Anordnungen wie für Fig. 2 zugrunde gelegt wurden. In FIG. 3, the amplitude reduction is a function of the period of the sinusoidal change in gravity of constant amplitude, the same Arrangements as for Fig. 2 were based.

Als Amplitudenreduktion ist hierbei das Verhältnis der bei einer bestimmten Periode der Schwereänderungen aufgezeichneten Amplitude A g, zur AmplitudeXg, die bei sehr langen Perioden aufgezeichnet wird, bezeichnet. Kurvel3 gilt für die erfindungsgemäße Kurve 14 für die bekannte Anordnung mit feststehendem Dämpfungsmagneten. Bei der neuen Anordnung erhält man bei einer Periode der Schwereänderungen von 5 Minuten etwa 500/0 des Ausschlages, der bei sehr langen Perioden und gleicher Amplitude der Schwereänderung auftreten würde, während dieser bei der bekannten Anordnung bei etwa l7elo liegt. Für Perioden kleiner als 1 Minute verläuft die Kurve 13 unterhalb der Kurve 14 und ist im Bereich der Perioden der durch die Schiffsbewegungen auftretenden Beschleunigungskräfte (etwa 6 bis 10 Sekunden) nahezu Null (in der Figur nicht dargestellt).The amplitude reduction here is the ratio of a certain Period of the changes in gravity recorded amplitude A g, to the amplitude Xg, the recorded for very long periods. Kurvel3 applies to the invention Curve 14 for the known arrangement with a fixed damping magnet. With the new one Arrangement is obtained with a period of changes in gravity of about 5 minutes 500/0 of the deflection that occurs with very long periods and the same amplitude of the change in gravity would occur, while this is about l7elo in the known arrangement. For periods less than 1 minute, the curve 13 runs below the curve 14 and is in the range of the periods of the acceleration forces occurring due to the ship's movements (about 6 to 10 seconds) almost zero (not shown in the figure).

In den Fig. 4 und 5 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 4 eine Draufsicht und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 4. Es bezeichnet 15 die um die Achse 16 drehbare mit Hilfe von Federn 17, 18 in der Nullage gehaltene und durch Torsionsfäden 19, 20 gefesselte rahmenförmige Gravimetermasse mit dem Dämpfungsblech 21. 23, 24 sind in dem mit 25 angedeuteten Gehäuse fest angeordnete Magneten, wobei jedoch die Spaltbreite zwischen den Polschuhen der Magneten einstellbar ist und auf diese Weise die Dämpfung beeinflußt werden kann. Um eine zur Achse 16 parallele Achse 26 ist ein mit Hilfe von Torsionsfäden 27, 28 gefesseltes und durch die Feder 32 in einer Gleichgewichtslage gehaltenes Lagerteil 29 drehbar, das durch die ebenfalls hinsichtlich ihrer Spaltbreite veränderlichen Magneten 30 gedämpft ist. A practical embodiment is shown schematically in FIGS shown, namely Fig. 4 shows a plan view and Fig. 5 shows a section the line A-B of FIG. 4. It denotes 15 the rotatable about the axis 16 with the aid held in the neutral position by springs 17, 18 and tied up by torsion threads 19, 20 frame-shaped gravimeter mass with the damping plate 21. 23, 24 are in the with 25 indicated housing fixed magnets, but the gap width between the pole pieces of the magnets is adjustable and in this way the damping can be influenced. To an axis 26 parallel to the axis 16 is a with the help tied by torsion threads 27, 28 and by the spring 32 in a position of equilibrium held bearing part 29 rotatable, which by the also in terms of their gap width variable magnet 30 is damped.

Das Lagerteil 29 trägt die Dämpfungsmagneten 39.The bearing part 29 carries the damping magnets 39.

Mit 31 ist eine verstellbare Feder zur Nullpunktverstellung der Gravimetermasse 15 und gleichzeitig zur Temperaturkompensation bezeichnet. 33 bezeichnet ein verstellbares Gewicht zur Einstellung des Schwerpunktes der Gravimetermasse und mit 34 ist der von der Gravimetermasse getragene Spiegel bezeichnet, der mit einem im Gehäuse fest gelagerten Spiegel 35 zusammenwirkt. Mit 36 ist der die Lage der Gravimetermasse anzeigende Lichtzeiger angedeutet.At 31 there is an adjustable spring for adjusting the zero point of the gravimeter mass 15 and at the same time designated for temperature compensation. 33 denotes an adjustable one Weight for setting the center of gravity of the gravimeter mass and with 34 is the Designated by the gravimeter mass carried mirror, the one fixed in the housing mounted mirror 35 cooperates. At 36 it is the position of the gravimeter mass indicating light pointer indicated.

Das in der Gleichung fl = ot+Bcosc,, t auftretende Cosinusglied kann mit der oben beschriebenen Anordnung zu Null gemacht werden. Im allgemeinen reicht diese Maßnahme aus, um den durch den c-c-effect auftretenden Fehler praktisch zu beseitigen. Es ist jedoch auch möglich, das Sinusglied für bestimmte Perioden ebenfalls zu Null zu machen. The cosine term occurring in the equation fl = ot + Bcosc ,, t can can be made zero with the arrangement described above. Generally enough this measure in order to practically eliminate the errors that occur due to the c-c-effect remove. However, it is also possible to use the sine term for certain periods as well to make zero.

Zu diesem Zweck wird die Drehachse 26 des Lagerteils 29 (vgl. Fig. 4) in vertikaler Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet, was etwa durch entsprechende Ausbildung der Befestigungsstellen37, 38 erreicht werden kann. In diesem Fall kann sich das Lagerteil zusätzlich um geringe Beträge um den Angriffspunkt der durch die Magneten 30 erzeugten Dämpfungskraft drehen, d. h. die Magneten 39 bewegen sich etwas in gleicher Richtung wie die Dämpfungsscheibe 21.For this purpose, the axis of rotation 26 of the bearing part 29 (see. Fig. 4) designed to be elastically resilient in the vertical direction, which is approximately due to corresponding Formation of the fastening points 37, 38 can be achieved. In this case it can the bearing part in addition to small amounts around the point of attack by rotating the damping force generated by the magnets 30, d. H. the magnets 39 move somewhat in the same direction as the damping disk 21.

Theoretisch kann durch geeignete Wahl der Abmessungen des Lagerteils 29, der Gravimetermasse 15. der elastischen Befestigungsstellen 37, 38 sowie der Dämpfung für eine bestimmte Periode çl = 0 erhalten werden, d. h., daß der durch den c-c-effect verursachte Fehler Null ist, sofern die durch den Seegang hervorgerufenen Kräfte diese Periode haben.Theoretically, by suitable choice of the dimensions of the bearing part 29, the gravimeter mass 15. the elastic fastening points 37, 38 and the Damping can be obtained for a certain period çl = 0, i.e. h. that the through the error caused by the c-c-effect is zero, provided that the error caused by the sea Powers have this period.

Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß bei plötzlichen Seegangsänderungen, womit wohl im allgemei- nen nicht gerechnet zu werden braucht, das Lagerteil 29 sich in eine andere Nullage einstellen wird und auf die Gravimetermasse während dieser Einstellung ein Drehmoment ausgeübt würde. Will man auch diesen Nachteil beseitigen, so kann man ähnlich wie bei der in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Anordnung zwei aus je einem Lagerteil für die Dämpfungsmagneten und einer Gravimetermasse be stehende Systeme in symmetrischer Anordnung verwenden. Ein solche Anordnung hat gegenüber der in der Beschreibungseinleitung erwähnten die in Verbindung mit den Fig. 2, 3 beschriebenen Vorteile. It should also be noted that in the event of sudden changes in the sea state, with what in general NEN does not need to be calculated, the bearing part 29 itself to another zero position and on the gravimeter mass during this Setting a torque would be exerted. If one also wants to eliminate this disadvantage, so you can similar to the arrangement described in the introduction to the description two each with a bearing part for the damping magnets and a gravimeter mass Use existing systems in a symmetrical arrangement. Has such an arrangement compared to those mentioned in the introduction to the description in connection with the Fig. 2, 3 described advantages.

Abschließend sei bemerkt, daß der Erfindungsgedanke nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. So z. B. ist er nicht auf die spezielle Ausbildung und Lagerung der Gravimetermasse und des die Dämpfungsmagneten aufnehmenden Lagerteiles gebunden. Auch braucht es sich bei der Dämpfungseinrichtung um keine magnetische Dämpfung zu handeln. In conclusion, it should be noted that the idea of the invention does not apply to the described embodiment is limited. So z. B. He's not on the special Training and storage of the gravimeter mass and the one that receives the damping magnets Bound storage part. There is also no need for the damping device act magnetic damping.

Ferner läßt sich der Erfindungsgedanke auch mit Vorteil bei anderen Gravimetersystemen verwenden, beispielsweise bei solchen, die nach Art einer Federwaage ausgebildet sind; denn die in Verbindung mit den Fig. 2, 3 beschriebenen Vorteile sind nicht an Gravimetersysteme mit horizontaler Drehachse gebunden. Furthermore, the idea of the invention can also be used to advantage in others Use gravimeter systems, for example those that are like a spring balance are trained; because the advantages described in connection with FIGS are not tied to gravimeter systems with a horizontal axis of rotation.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gravimeter zur Messung der Erdschwere auf schwankendem Fundament mit einer durch Federkräfte an eine Ruhelage gebundenen, im wesentlichen mit einem Freiheitsgrad der Bewegung beweglichen, in einem auf dem schwankenden Fundament angeordneten Bauteil gelagerten Gravimetermasse und einer Einrichtung zur geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung der Schwingungen der Gravimetermasse, welche aus mit der Gravimetermasse fest verbundenen und aus in dem Bauteil gelagerten Teilen besteht, die miteinander in Wechselwirkung stehen, insbesondere Seegravimeter, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Bauteil gelagerten Teile der Dämpfungseinrichtung wenigstens teilweise ebenfalls mit einem Freiheitsgrad der Bewegung beweglich gelagert sind und sich bei Einwirkung von Beschleunigungskräften im wesentlichen in entgegengesetzter Richtung wie die mit der Gravimetermasse fest verbundenen Teile der Dämpfungseinrichtung bewegen. PATENT CLAIMS: 1. Gravimeter for measuring the gravity of the earth on a fluctuating Foundation with a bound by spring forces to a rest position, essentially movable with one degree of freedom of movement, in one on the swaying Component mounted on the foundation, gravimeter mass and a device for speed-proportional damping of the vibrations of the gravimeter mass, which are firmly connected to the gravimeter mass and stored in the component Consists of parts that interact with each other, in particular sea gravimeters, characterized in that the parts of the damping device mounted in the component at least partially also mounted movably with one degree of freedom of movement are and are essentially in opposite directions under the action of acceleration forces Direction like the parts of the damping device that are firmly connected to the gravimeter mass move. 2. Gravimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung als magnetische Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist und daß Dämpfungsscheiben mit dem Gravimetersystem fest verbunden sind und Dämpfungsmagneten zum Teil fest und zum Teil beweglich in dem Bauteil gelagert sind. 2. Gravimeter according to claim 1, characterized in that the damping device is designed as a magnetic damping device and that damping discs with the gravimeter system are firmly connected and damping magnets are partly fixed and are partially movably mounted in the component. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen der in dem Bauteil beweglich gelagerten, den mit dem Gravimetersystem fest verbundenen Teilen zugeordneten Teile ebenfalls gedämpft sind und diese Dämpfung einstellbar ausgebildet ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the vibrations of those movably mounted in the component, those with the gravimeter system Fixed parts associated with parts are also damped and this damping is designed to be adjustable. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gravimetermasse und das die den mit der Gravimetermasse fest verbundenen Teilen zugeordneten Teile der Dämpfungseinrichtung tragende, in dem Bauteil beweglich angeordnete Lagerteil als um je eine horizontale Achse drehbare Pendel ausgebildet sind. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the gravimeter mass and the one with the gravimeter mass fixed associated parts associated parts of the damping device supporting, in the Component movably arranged bearing part as rotatable around a horizontal axis each Pendulums are formed. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Lagerteiles in vertikaler Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist. 5. Device according to claim 4, characterized in that the axis of the bearing part in is designed to be elastically resilient in the vertical direction. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung zweier aus je einem Lagerteil und einer Gravimetermasse bestehenden Systeme in symmetrischer Anordnung. 6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by the use of two, each consisting of a bearing part and a gravimeter mass Systems in a symmetrical arrangement.
DEC24932A 1961-08-24 1961-08-24 Gravimeter for measuring the gravity of the earth on a fluctuating foundation, especially sea gravimeter Pending DE1148387B (en)

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