173035. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alacsonyfrekvenciás mechanikai rezgések sebességének mérésére
5 173035 6 nyos jel hatására a IV áramgenerátor az elmozdulással arányos áramot hajt át az N2 visszacsatolótekercsen, de az áramirányok megfelelő megválasztása folytán a sebességarányos árammal ellentétes irányban. Az ennek megfelelő Fvr erő tehát az xk elmozdulás irányában hat. Az Fcs csillapító erő fékezi az m lengő tömeg mozgását. Mivel az Fcs csillapító erő a vk sebességgel arányos, minél nagyobb ez a sebesség, annál nagyobb a csillapítás, következésképpen a kimenőfeszültségben a mechanikai sajátfrekvencia környezetében jelentkező kiugrás csökken és megfelelő beállítással lineárissá tehető a jelleggörbe. A kitéréssel arányos és azzal egyirányú Fvr erő viszont az Fr rugóerő ellen hat, tehát csökkenti a visszatérítő erőt (a rugóállandót), azaz a sajátfrekvenciát és közvetve fokozza a csillapítást is. A találmány szerinti megoldás alkalmazása esetén kis teljesítményű vezérelhető áramgenerátorral minden további nélkül elérhető 2,5 Hz sajátfrekvencia. Ugyanakkor a geofon jelleggörbéje a kívánt mértékben lineárissá tehető. Ismert precíziós geofonokkal végzett összehasonlító vizsgálataink során az alacsonyfrekvenciás tartományban sem tapasztaltunk fáziskülönbséget vagy eltérést a kimenőjel alakulásában. A találmány szerinti visszacsatolás eredményeként módosult csillapítatlan sajátfrekvencia és a csillapítás a következő összefüggésekből határozható meg: Egy a fentiek szerint már megvalósított geofon térfogata az elektronikával együtt mintegy 1/10 részét teszi ki egy hasonló sajátfrekvenciájú hagyományos precíziós geofon térfogatának, de fennáll a további 5 méretcsökkentés lehetősége is. Egy ilyen geofon minden további nélkül beépíthető egy kombinált műszerbe. Előállítás költségei ugyancsak körülbelül 1/10 részét teszik ki egy egyenértékű hagyományos precíziós geofon előállítási költségeinek. 10 Szabadalmi igénypontok 1. Berendezés alacsonyfrekvenciás mechanikai rez-15 gések sebességének mérésére, amelynek rugóihoz kapcsolt lengő tömege és legalább két, a lengő tömeggel mechanikai kényszerkapcsolatban lévő tekercse, a tekercseknek pedig állandó mágneses anyagból lévő, a tekercsektől mechanikailag független magja van, azzal 20 jellemezve, hogy mérőtekercse (Nj) és visszacsatolótekercse (N2) van, a mérőtekercs (N, ) vezérelhető áramgenerátor (IV) vezérlő bemenetére van csatlakoztatva, amelynek kimenete negatív visszacsatolást megvalósító polaritással össze van kötve a visszacsatoló-25 tekerccsel (N2). 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mérőtekercs (N)) és a vezérelhető áramgenerátor (IV) vezérlő bemenete kö-30 zé integrátor (II) van beiktatva. Í = _L . k + <*SA-Ej 2 m(Cr—Cv) ahol f0 — a csillapítatlan sajátfrekvencia % — a csillapítás Cr — a rugóállandó k - a csillapítási tényező m — a lengő tömeg K — a sajátfrekvencia csökkenésére jellemző tényező Cv — a pozitív visszacsatolásra jellemző konstans E0 - a geofon alapérzékenysége a — a negatív visszacsatolás átviteli tényezője SA - az áramgenerátor átviteli meredeksége 3. A 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az integrátor (II) és a vezérelhető áramgenerátor (IV) közé összegező egység 35 (III) van beiktatva, amelynek egyik bemenete az integrátor kimenetével, másik'bemenete pedig közvetlenül a mérőtekerccsel (Nj) van összekötve. 4. A 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alak- 40 ja, azzal jellemezve, hogy a vezérelhető áramgenerátor i (IV) és az összegező egység (III) egy egységbe van összevonva, mikoris a vezérelhető áramgenerátor (IV) műveleti erősítőt (IC3) tartalmaz, amelynek bemenetével a mérőtekercs (N] ) és az integrátor (II) kimene- 45 te egy-egy ellenálláson (R4, Rj 2) át van összekötve. 3 rajz, 4 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 79.7918.66-42 Alföldi Nyomdá, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató 3
