3 Устройство и порядок работы с гравиметром гак-пт

Кварцевый астазированный бестермостатный гравиметр повышенной точности ГАК-ПТ предназначен для относительных измерений ускорения силы тяжести ∆g при гравиметровой съемке.

Технические характеристики прибора.

1. Пределы измерений:

А. Без перестройки диапазона 80-100 мгл.

Б. С перестройкой диапазона до 3000 мгл.

2. Точность измерений ±0,15 мгл.

3. Изменение 0-пункта 2 мгл/6 ч.

4. Время наблюдения 3-5 мин.

5. t – коэффициент 1 мгл/град.

6. Вес – 7,5 кг.

Принцип действия

Чувствительным элементом гравиметра (рис. 3.1) является астезированная система. Упругим элементом является кварцевая витая пружина 6 отрицательной начальной длины, несущая на себе маятник 3, укрепленный на нити 2. Главная пружина соединяется с маятником рычагом 4 так, что при увеличении g плечо упругой силы уменьшается, поэтому малым изменениям g соответствуют большие повороты маятника.

Маятник приводится в исходное положение при помощи микрометрического винта, связанного со счетчиком оборотов. При вращении винта меняется натягивание пружины 12, связанной с маятником посредством рычага 10, рамки 9 и нити 8, укрепленных на главной рамке 1. Для увеличения диапазона измерений может служить пружина 13, обладающая в 50-80 раз большей жесткостью, чем измерительная пружина.

Температурная компенсация: при повышении t жесткость главной пружины увеличивается, маятник отклоняется вверх. Но медная нить 17 удлиняется и вызывает поворот рычага 16. Движение рычага передается на рамку 15, которая несколько опускается, вызывая поворот рычага 16 и раскручивание нити 14.

Рисунок 3.1 К принципу действия гравиметра

Основные узлы гравиметра.

Основными узлами гравиметра являются: кварцевая и оптическая система, измерительный и диапазонный винты, отсчетное устройство, основание средней части, теплозащитный слой и верхняя панель. Все эти узлы образуют среднюю часть прибора, которая помещается в сосуд Дьюара, а затем в наружный теплозащитный корпус с верхней крышкой и защитным колпаком. На верхней части теплозащитного цилиндра укреплена панель, на которой смонтированы уровни, осветитель, отсчетное устройство, термометр, клеммы для подключения осветительной батарейки, выводы измерительного и диапазонного винтов, окуляр.

Наружный корпус изготовлен из полированной нержавеющей стали, основание – из алюминиевого литья и содержит 3 регулировочных винта для установки прибора по уровням и определения цены деления.

В корпус вставляется сосуд Дьюара.

Счетчик оборотов измерительного винта содержит 3 шкалы (рис. 3.2. I, II, III). Шкала I оцифрована слева четными, справа нечетными цифрами. Для взятии отсчета необходимо отсчитать по шкале I число, расположенное ниже риски «а», и записать в целые, затем по шкале II цифра, расположенная левее штриха 0, шкалы III определит десятые; количество делений шкалы II, расположенных левее 0 шкалы III, определит сотые и, наконец, номер риски шкалы III, совпадающей с риской шкалы II, определит тысячные. По шкалам рис. 1.2 отсчет будет: 10,355.

Рисунок 3.2 Отсчетное устройство

Оптическая система гравиметра содержит осветитель и микроскоп и служит для визуального наблюдения за приведением маятника в исходное положение (рис. 3.3). Микроскоп состоит из объектива 5, призмы 4, шкалы 8, окуляра 7. Осветитель состоит из лампочки 1, конденсатора 2 и зеркала 3, установленного под углом 45º. Луч, проходя по направлению, указанному на рис. 1.3, встречает индекс 6 маятника и проецирует его на шкалу 8. Тень маятника имеет вид широкой темной полосы со светлой (интерференционной) полосой в центре.

Рисунок 3.2 Оптическая система гравиметра

Порядок наблюдений с гравиметром.

Гравиметр в точке наблюдения устанавливают на прочном основании, включают свет, производят нивелировку прибора с помощью подъемных винтов, измеряют t прибора. Наблюдая за положением изображения индекса маятника (светлой полосы), плавно и тихо вращают микрометренный винт до совмещения светлой полосы со средним (нулевым) делением шкалы. Последний оборот винта производится только по часовой стрелке. Отсчеты берут 3-5 раз и записывают в журнал.

4 УСТРОЙСТВО И ИЗМЕРЕНИЕ С РАДИОМЕТРОМ СРП-68-01

Сцинтилляционный геологоразведочный прибор СРП-68-01 предназначен для выполнения радиометрических измерений гамма-излучения с целью поиска урановых руд и геокартирования.

Технические данные:

1. Диапазон измерения: 0-3000 мрн/ч

2. Пределы измерения: 0-30 мрн/ч

0-100 мрн/ч

0-300 мрн/ч

0-1000 мрн/ч

0-3000 мрн/ч

3. Погрещность измерения 1%

4. Время установления рабочего режима – 1 мин.

5. Время непрерывной работы – 8 ч

6. Питание 9 элементов 343

7. Шкала линейная

8. Масса 3,6 кг.

Устройство и принцип работы

Прибор состоит из пульта, блока детектирования и соединительного кабеля (рис. 4.1).

Основные узлы аппаратуры:

А) стабилизатор напряжения питания;

Б) высоковольтный преобразователь;

В) ФЭУ;

Г) усилитель;

Д) дискриминатор;

Е) линия;

Ж) согласующий каскад;

З) нормализатор амплитуды;

И) измеритель средней скорости счета;

К) вспомогательное устройство;

Л) блок питания.

В блоке детектирования размещены узлы б, в, г, д; остальные узлы смонтированы в измерительном пульте.

1 – блок детектирования;

NaI(Tl) – кристалл;

ФЭУ – фотоэлектронный умножитель ФЭУ-85;

ЭП – эмитерный повторитель;

У – усилитель;

Д – дискриминатор;

В – выпрямитель;

ПН – преобразователь высокого напряжения;

2 – линия;

3 – измерительный пульт;

СК – согласующий каскад;

НА – нормализатор амплитуды;

ИСС – измеритель скорости счета;

Т – телефон;

ИП – микроамперметр;

Б – батареи;

СН – стабилизатор напряжения;

Рисунок 4.1 Блок-схема радиометра СРП-68-01

Принцип работы прибора основан на преобразовании физической информации – гамма-излучения – в электрические сигналы, которые измеряются. Преобразование выполняет сцинтилляционный детектор, состоящий из кристалла NaI(Tl) и фотоэлектронного умножителя ФЭУ-85 (рис. 4.2).

В кристалле преобразование осуществляется за счет возбуждения атомов и молекул вдоль траектории движения гамма-кванта. Возбужденные атомы переходят в основное состояние, испуская электромагнитную энергию. У кристалла NaI, активированного таллием NaI(Tl), и некоторых других кристаллов часть спектра излучения подается в световой диапазон. Кванты света поступают в фотокатод 7 (рис. 4.2) и выбивают электроны. Пучок электронов проходит поочередно все диноды 8 благодаря возрастающему положительному потенциалу, обусловленному делителем напряжения 10, т. е. на анод попадает геометрически возросшая по траектории 7-8-9 лавина электронов, электрический ток, который через эмиттерный повторитель попадает на усилитель.

I – кристалл; II – ФЭУ-85;

1 – футляр кристалла;

2 – отражающий слой;

3 – оптическая замазка;

4 – кристалл;

5 – фотоны;

6 – умножитель;

7 – фотокатод;

8 – диноды;

9 – анод;

10 – делитель напряжения.

Рисунок 4.2 К преобразованию гамма-излучения в электрический сигнал

Разность потенциалов между анодом и катодом 600-1000В и потенциалы динодов создаются высоковольтным преобразованием (см. рис. 4.1). Нагрузкой ФЭУ является вход эмиттерного повторителя, который предназначен для преобразования генератора тока (ФЭУ) в генератор напряжения. Сигнал с выхода повторителя подается на усилитель, а после усиления – на дискриминатор, который служит для отделения шумов и их подавления. Затем полезный сигнал через трехпроводную линию поступает из блока детектирования на согласующий каскад измерительного пульта, работающего в режиме повторителя. Далее сигнал поступает на нормализатор амплитуды-триггер, где все рабочие импульсы уравниваются по форме и интенсивности. С выхода триггера сигнал поступает на измеритель средней скорости счета, который дозирует сигнал в зависимости от выбранного предела измерения, интегрирует импульсы в постоянный ток и подает на измерительный микроамперметр, который проградуирован в мощности дозы излучения мрн/ч – гаммах. Головной телефон подключен к ИСС и служит для звуковой индикации гамма-излучения.

Питание прибора осуществляется от 9 элементов 343, включенных последовательно.

Конструкция прибора

Корпус блока детектирования представляет собой цилиндр, внутри которого расположено шасси с элементами схемы. В передней части блока расположены кристалл и ФЭУ, контакт между ними осуществляется кремний-органической смазкой, для предотвращения вытекания которой применена резиновая манжета. ФЭУ и кристалл помещены внутри разборного светозащитного кожуха, одновременно являющегося магнитным экраном, кожух отделен от блока детектирования гофрированным резиновым амортизатором. Рядом с ФЭУ распаян делитель напряжения, а дальше плата с эмиттерным повторителем, усилителем и дискриминатором, блок выпрямителя, микропереключатель для проверки уровня дискриминации трансформатор и плата преобразователя напряжения. В хвостовине блока детектирования размещен ввод кабеля и уплотнители. Для удобства работы блок детектирования снабжен ручкой с удлинителем, позволяющем менять его длину; с торцевой сторон блока имеется окно из тонкого (0,5 мм) алюминия, предохраняемое резиновым колпачком.

Измерительный пульт выполнен в разъемном прямоугольном корпусе из алюминиевого сплава. В нижней части корпуса расположен отсек питания, соединенный двухполюсной вилкой со схемой. В верхней части корпуса на панели закреплены стрелочный прибор, органы управления, неподвижная плата с дозирующими конденсаторами, откидная плата, на которой размещены стабилизатор напряжения, согласующий каскад, НА, ИСС, переменные резисторы подстройки.

Герметизация пульта обеспечивается резиновым уплотнителем, крепление панели к корпусу осуществляется двумя винтами, к петлям которых карабинами крепится ремень для переноски прибора.

На лицевой стороне панели нанесены гравировка режимов работы, пределов измерения, на боковой стенке имеются гнезда для телефона и ввод кабеля, а также держатель для контрольного источника.

Перед измерением необходимо проверить, стоит ли переключатель режима работы в положении «включено» и стрелка прибора на «0», в противном случае необходимо установить стрелку на «0» корректором, предварительно выкрутив заглушку.

Порядок измерений.

Для приведения прибора в рабочее состояние необходимо:

1. Переключатель режима работы установить в положение «Бат», по показанию стрелочного прибора определить напряжение батареи питания, которое должно находиться в пределах 8-15 В; предел измерений 15В.

2. Переключатель режима работы перевести в положение «5В». В этом положении контролируется выходное напряжение стабилизатора, которое должно быть равно 5В, предел измерений 10 В.

3. Переключатель рода работы установить в положение «5». При этом показания прибора соответствуют мощности дозы облучения в месте расположения блока детектирования в зависимости от положения переключателя пределов измерения, который устанавливается на один из пределов «мрн/ч». Измерения можно выполнять через 1 мин. После включения прибора.

4. С помощью держателя источник прикрепляется к блоку детектирования на контрольной метке. Устанавливают необходимый предел измерения и записывают показания.

5. Сняв контрольный источник, измеряют уровень фона. Разность показаний с источником и без него должна соответствовать паспортной величине.

6. Устанавливают вновь контрольный источник на блок детектирования, после успокоения стрелки нажимают кнопку «контр» на пульте прибора. Показания не должны упасть более чем на 10%. Для выполнения измерений необходимо: 1) Поставить переключатель пределов измерений в необходимое положение (обычно 30 мрн/ч, т. е. чтобы показания прибора были не менее 1/3 шкалы; 2) Установить переключатель режима работы на «2,5» или «5» (положение «5» используется при неустойчивом поведении стрелки) и взять среднее из 5-10 отсчетов за 0,5-1 м; 3) отсчет записывается в журнал наблюдений. Объем отчета 2-3 страницы. Содержание отчета: 1) назначение; 2) технические данные; 3) принцип работы прибора; 4) конструкция прибора; 5) подготовка к работе и порядок измерений; 6) результаты измерений.