ソレノイド磁場を利用した地動検出器の開発

利用螺线管磁场开发地震动探测器

• 批准号: 09874087
• 负责人: 大竹 雄次
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09874087/
• 关键词: 地震計; 磁気吸引力; 電磁石; ソレノイドコイル; 磁気浮上; 広帯域; 高感度

磁気バネはソレノイドコイルと挿入された永久磁石によりなり、両者の吸引力を復元力とする。それを利用した振動検出器の開発は、まず解析的な計算で広帯域・高感度化がどこまで達成可能かを検討した。磁気バネでは、現実的な磁場の強さで固有周期が500秒程度までになることを確認した。これは振り子の重りを浮上させ、それに磁気バネをつけことで可能になる。次に高感度化であるが、目標は数十μgalである。振動検出に対する、磁気バネ用ソレノイドコイルの磁場変化の影響、温度による線膨張の影響、気圧変化の影響、浮上磁石の漏れ磁場の影響等を評価した。その結果、機械の構造を工夫すれば何とが目標が達成できることを確認した。以上の検討を基に、磁気バネ振り子を設計・製作した。振り子は、磁気バネ、静電容量センサを使用した位置検出部、錘の浮上を行う空気・磁気浮上系に分けられる。第一段階として空気で錘を浮上させ、それに磁気バネを接続した。このシステムにより振り子の固有周期を27秒まで確認した。これ以上の値も十分実現できると思われる。次に位置検出器であるが、市販の静電容量センサで数nmの検出感度を有するものがある。空気浮上の振り子で性能を確認したが、要求性能を満足できるものであった。空気浮上は、外力に対する感度がそう高くない振り子の試験用としては十分安定に動作することを確認した。磁気浮上は電磁石と永久磁石によるものを試作検討した。いずれも重い錘の浮上補助にはなるが、位置フィードバックを併用しないと安定浮上できないことがわかった。本研究の成果としては、磁気バネの振り子としての基本的な動作を証明し、位置検出器等の振動検出器としての各構成要素が、高感度・広帯域地震計を実現するための性能を持っていることを確認した。また現状でも、広帯域強震計として使用する可能性は、十分にあると思われる。

The magnetic force of the permanent magnet and the magnetic force of the magnet are restored. This paper discusses the possibility of using vibration detectors to develop and analyze frequency domain and high sensitivity. The natural period of the magnetic field is about 500 seconds. This is the first time that a magnetic field has been generated. The second is high sensitivity, the purpose is tens of μgal. The influence of vibration mode, magnetic field variation of magnetic field, temperature, linear expansion, pressure variation, floating magnet leakage magnetic field, etc. were evaluated. The results, mechanical structure and time to achieve the goal are confirmed. Design and manufacture of the magnetic oscillator based on the above discussion Oscillator, magnetic field, electrostatic capacity, position detection, hammer floating, air, magnetic field floating system The first stage of the game is the first stage of the game. The natural period of the oscillator is 27 seconds. The above values are very close to each other. The second position detector has a capacitance of several nm and a sensitivity of several nm. The performance of the oscillator is confirmed and the required performance is confirmed. The sensitivity of air floating and external force is high, and the vibration is very stable. Magnetic floating on the electromagnet and permanent magnet In the middle of the weight of the hammer floating on the support, the position of the hammer floating on the support, the position of the hammer floating on the support. The results of this study demonstrate the basic behavior of magnetic field generators, position detectors and other vibration detectors, and confirm the performance of high-sensitivity, high-frequency, and high-frequency seismometers. The current situation, regional strong earthquake planning and use of the possibility, very good thinking

项目成果

大竹 雄次: "磁気バネを応用した地震計の開発" 第6回超伝導重力計ワークショップ集録. 6. 50-57 (1997)

Yuji Otake：“使用磁力弹簧的地震仪的开发”第六届超导重力仪研讨会论文集 6. 50-57 (1997)。

大竹雄次: "磁気バネを利用した地震計の開発" 地震学会予稿集,於ける福井. C04 (1998)

Yuji Otake：“使用磁力弹簧的地震仪的开发”地震学会会议记录，福井 C04（1998 年）。