JP4839312B2 - 対流加速度計 - Google Patents
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Description
1.直径9mm
2.チャネルサイズ2×2mm
3.eの値ゼロ
1Hzにおいて通過帯域1Hzでは、−5×10−5rad/sec2であった。
1Hzにおいて通過帯域1Hzでは、雑音に対して138dBであった。
周波数範囲:1〜1000Hz
ダイナミックレンジ:126dB
雑音レベル:回転チャネルに対しては、5×10−5rad/sec2/√Hz
直線チャネルに対しては、10−6m/sec2/√Hz
消費電力:12ボルトから5mA
温度範囲:−40℃〜+55℃(任意選択として、+100℃まで)
組み合わされたセンサシステムの総合的な寸法:
直径:30mm
長さ:170mm
センサの感度が高く、サイズが小さいことにより、本質的に測定を簡略化し、測定にかかる費用を低減させることができる。というのも、せん孔の直径を低減させ、せん孔間の距離を増大させ、信号源のパワーを低減させることによって、それが可能になるからである。それにより、得ることのできる情報量が大幅に増大し、3次元地震測定の分解能が大幅に改善される。
Claims (36)
- シールドハウジングと、
電解液を含み、前記シールドハウジング内に含まれる液剤と、
前記シールドハウジング内に固着されるインストレーションモジュールと、
前記インストレーションモジュールに固定され、前記液剤中に浸される、前記電解液中のイオンの対流を検出する検知素子と、
前記検知素子に接続され、前記検知素子によって生成される出力信号を増幅し処理する電気回路とを備える対流加速度計であって、
前記検知素子が、複数の金属板及び複数の誘電体スペーサを含み、各金属板及び各誘電体スペーサが所定のパターンの穴を有し、
前記誘電体スペーサの穴が、1〜300ミクロンの直径を有し、
前記金属板及び前記誘電体スペーサが、(i)隣接する金属板がその間にギャップなしに誘電体スペーサによって分離され、(ii)前記誘電体スペーサの穴と前記金属板の穴とが一致し、前記誘電体スペーサの穴が前記金属板の穴に1対1で対応し、かつ(iii)対流加速度計に加えられる加速度に起因する強制対流の条件下で前記液剤が前記誘電性の穴と前記金属板の穴を介して流れる、ように配置される、対流加速度計。 - 金属板が、誘電体スペーサに対して実質的に平行である、請求項1に記載の対流加速度計。
- スペーサの厚さが、0.5から150ミクロンの範囲内である、請求項1に記載の対流加速度計。
- スペーサの少なくとも1つの穴が円形又は星形である、請求項1に記載の対流加速度計。
- スペーサの少なくとも1つの穴の直径が、1から300ミクロンの範囲内である、請求項4に記載の対流加速度計。
- スペーサが、周期表のグループIVの元素の酸化物又はフッ化物を含む、請求項1に記載の対流加速度計。
- 少なくとも2つのガード電極をさらに備え、検知素子が前記ガード電極間に配置される、請求項1に記載の対流加速度計。
- 検知素子とガード電極の最外部の金属板間の距離が、5から120ミクロンである、請求項7に記載の対流加速度計。
- 少なくとも1つのガード電極がメッシュを備える、請求項7に記載の対流加速度計。
- 少なくとも1つのガード電極が、平坦ならせんに巻かれた金属ワイヤを備える、請求項7に記載の対流加速度計。
- 少なくとも1つのガード電極が、円錐形のらせんに巻かれた金属ワイヤを備える、請求項7に記載の対流加速度計。
- 2つのガード電極が、導電性素子によって相互接続される、請求項7に記載の対流加速度計。
- 電気回路が、
正極及び負極を備え、正極が、演算増幅器を介して直接又は間接的に第1の金属板に接続され、負極が、演算増幅器を介して直接又は間接的に第2の金属板に接続されるように、前記金属板に接続される電源と、
2つの入力及び1つの出力を備え、1つの入力が、前記第1又は第2いずれかの金属板に接続され、他方の入力が、前記金属板から集められる電流を電圧に変換するために、前記正極又は負極に接続され、演算増幅器の出力が、前記電気回路全体の出力である演算増幅器とを備える、請求項1に記載の対流加速度計。 - 液剤が、塩とルイス酸及びルイス塩基の両方の役割を果たすことができる溶質を含む電解液とを含む、請求項1のいずれかに記載の対流加速度計。
- 塩が、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩である、請求項14に記載の対流加速度計。
- 溶質が、溶解した金属ヨウ素を含む、請求項15に記載の対流加速度計。
- 電解液が、溶媒としての蒸溜水を含む、請求項14〜16のいずれかに記載の対流加速度計。
- 電解液が、溶媒としての有機液体を含む、請求項14〜16のいずれかに記載の対流加速度計。
- 金属塩の濃度が、0.5から4モル/リットルの範囲にある、請求項15に記載の対流加速度計。
- 金属ヨウ素の濃度が、0.0002から0.4モル/リットルの範囲にある、請求項16に記載の対流加速度計。
- 検知素子が、実質上平行に配置され、2枚の外部金属板及び2枚の内部金属板になるように誘電体スペーサによって分離される4枚の金属板を備える対流加速度計であって、電気回路が、
直接に又は演算増幅器を介して間接的に、電源の正極が、前記外部金属板に接続され、電源の負極が前記内部金属板に接続されるように前記金属板に接続される電源と、
各増幅器の第1の入力が異なる内部金属板に接続され、各増幅器の第2の入力が接地される、少なくとも2つの演算増幅器と、
2つの入力及び1つの出力を有する加算器であって、前記加算器の出力から集められた電圧が加えられた加速度の値に正比例するように前記加算器の前記入力が互いに異なる演算増幅器の出力に接続される加算器とを備える、請求項1に記載の対流加速度計。 - 電気回路が、温度補正を実行するように適合され加算器の入力に接続される第1の電子素子を備える、請求項21に記載の対流加速度計。
- 電気回路が、第1の電子素子に直列に接続され、加速度計の伝達関数の周波数依存度を訂正するように適合される第2の電子素子をさらに備える、請求項22に記載の対流加速度計。
- シールドハウジングが、
液剤を含み、内部及び外部に生成する形状によって画定される形状を有する環状チャネルと、
前記環状チャネルに液体を用いて接続され、温度変化に伴う前記環状チャネル内の前記液剤の膨張を補うように適合される拡張容積と、
前記拡張容積と液体で連通し、前記液剤を前記環状チャネルに入れるように適合されるダクトとを備える、請求項1に記載の対流加速度計。 - 外部及び内部に生成する形状が、各中心が0.1から5mm離れている円である、請求項24に記載の対流加速度計。
- 外部及び内部に生成する形状が、互いに異なり、水力学的インピーダンスを制御するように選択される、請求項24に記載の対流加速度計。
- 外部及び内部に生成する形状が、各中心が0.1から5mm離れている、請求項24に記載の対流加速度計。
- 環状チャネルは、前記環状チャネルの壁に取り付けられた少なくとも1つの口金を有し、前記口金は、前記環状チャネルの断面積を局所的に狭くすることにより、液剤の動きに追加の水力学的インピーダンスを生成するように適合される、請求項24又は26に記載の対流加速度計。
- シールドハウジングが、第1のインストレーションモジュールの正反対の位置に配置される追加のインストレーションモジュールを備え、前記追加のインストレーションモジュールは、回路に接続される検知素子を備える、請求項24に記載の対流加速度計。
- シールドハウジングが、複数の対のインストレーションモジュールを備え、
1対のインストレーションモジュールの各部材は、環状チャネル上の対の他方の部材と正反対の位置に配置され、
前記インストレーションモジュールは、均等に相隔てられ、
各インストレーションモジュールは、回路に接続される検知素子を備える、請求項24に記載の対流加速度計。 - 請求項24に記載の加速度計を設けるステップと、
環状チャネルの平面と垂直な前記加速度計の感度の軸線の周りで加速度計を回転させることにより、又は重力の方向に応じた角度に加速度計を傾け液剤の強制対流を起こすことにより、前記加速度計を角加速度にさらすステップと、
検知素子に接続される電気回路を使用して、前記検知素子からの出力電流における変化を測定することにより、ハウジングの角加速度又は傾斜角の値を決定するステップとを含む、角加速度及び/又は傾斜角の測定方法。 - 電気回路が、
各々の演算増幅器は金属板の1つの対に関連し、各々の演算増幅器が2つの入力及び1つの出力を有する、複数の演算増幅器と、
電源の正極と板の各対における第1の板との間の、直接又は間接的電気接続と、
前記電源の負極と板の各対における第2の板との間の、直接又は間接的電気接続とを備え、
前記間接的接続が、演算増幅器と、
演算増幅器の第1の入力と、板の前記対の前記第1又は第2の板のいずれかとの間の直接的電気接続であって、演算増幅器の第2の入力は、同様に前記電源の前記正極又は負極に接続される接続と、
入力及び出力を有する加算器であって、前記加算器の出力から集められた電圧は前記演算増幅器から集められた電圧の1次結合であり、加えられた加速度の値に正比例するように、前記加算器の各入力が各演算増幅器の出力に接続される加算器とを介して行われる、請求項1に記載の対流加速度計。 - チャネルを備えるシールドハウジングと、
電解液を含み、前記チャネルを部分的に満たす液剤と、
前記液剤中に浸されるように前記シールドハウジングに固着されたインストレーションモジュールと、
前記インストレーションモジュールに固定され、前記液剤に浸される、前記電解液中のイオンの対流を検出する検知素子と、
前記検知素子に接続され、前記検知素子によって生成される出力信号を増幅し処理する電気回路とを備える、直線加速度計であって、
前記検知素子が、複数の金属板及び複数の誘電体スペーサを含み、各金属板及び各誘電体スペーサが所定のパターンの穴を有し、
前記誘電体スペーサの穴が、1〜300ミクロンの直径を有し、
前記金属板及び前記誘電体スペーサが、(1)隣接する金属板がその間にギャップなしに誘電体スペーサによって分離され、(2)前記誘電体スペーサ及び前記金属板の規則的に配置された穴の配列が一致し、前記誘電体スペーサの穴が前記金属板の穴に1対1で対応し、かつ(3)直線加速度計に加えられる直線加速度に起因する強制対流の条件下で前記液剤が前記検知素子を介して流れる、ように配置される、直線加速度計。 - チャネルが環状である、請求項33に記載の直線加速度計。
- チャネルが、液剤で半分満たされている、請求項33又は34に記載の直線加速度計。
- その内部にチャネルを画定するシールドハウジングであって、前記チャネルが電解液を含む液剤で少なくとも部分的に満たされたシールドハウジングと、
前記液剤中に浸され、金属板及び誘電体スペーサの層を交互に含む検知素子と、
前記検知素子に接続され、前記検知素子によって生成される出力信号を増幅し処理する電気回路とを備える、加速度計であって、
前記金属板及び前記誘電体スペーサがそれぞれ所定のパターンで配置された複数の穴を有し、
前記誘電体スペーサの穴が、1〜300ミクロンの直径を有し、
前記金属板及び誘電体スペーサが、前記金属板の複数の穴と前記誘電体スペーサの複数の穴とが一致するように配置され、
これにより、外部から加えられる加速に応答して前記液剤の層流を生じさせることが可能な前記検知素子を介した複数の流路を画定する、加速度計。
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