Трехкомпонентный сейсмометр

 

Изобретение относится к технике многокомпонентной регистрации сейсмоколебаний и может быть использовано в сейсмологии и сейсморазведке. Целью изобретения является повышение идентичности измерения трех компонент сейсмического сигнала при одновременном увеличении надежности и уменьшении размеров сейсмометра. Цель достигается применением крестообразного в сечении магнитоупругого преобразователя 2, соединенного с инертной массой 4 продольным намагниченным постоянным магнитом 3. Это обеспечивает идентичность сигналов при взаимно перпендикулярных деформациях полок крестообразной балки преобразователя 2 и отсутствие необходимости в подмнгничивающих обмотках, что снижает габариты сейсмометра. 3 ил. с (Л z 4 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (g1) 4 G 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 404581 1 /31-25 (22) 03.03.86 (46) 23.10.87. Бюл. № 39 (7-1) Институт физики Земли им О.Ю.Шмидта (72) И.П.Башилов, Т.Д.Белякова, А.С.Беляков, В.В.Кузнецов и В.В.Ратушный (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 397868, кл. G 01 V 1/16, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1302230, кл. G 01 V 1/16, 1985. (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ СЕЙСМОМЕТР (57) Изобретение относится к технике многокомпонентной регистрации сейсмоколебаний и может быть использовано в сейсмологии и сейсморазведке. Целью изобретения является повышение идентичности измерения трех компонент сейсмического сигнала при одновременном увеличении надежности и уменьшении размеров сейсмометра. Цель достигается применением крестообразного в сечении магнитоупругого преобразователя 2, соединенного с инертной массой 4 продольным намагниченным постоянным магнитом 3. Это обеспечивает идентичность сигналов при взаимно перпендикулярных деформациях полок крестообразной балки преобразователя 2 и отсутствие необходимости в подмнгничивающих обмотках, что снижает габариты сейсмометра. 3 ил.

1 1347057 2

Изобретение относится к технике регистрации колебаний при сейсмологических и сейсморазведочных исследованиях, в частности к многокомпонентным

5 измерениям величины смещения частиц среды, и может быть использовано при сейсморазведочных работах и B сейсмологической практике.

Цель изобретения — повышение иден- 10 тичности измерения трех компонент сейсмического сигнала при одновременном увеличении надежности и уменьшении размеров сейсмометра.

На фиг. 1 изображен трехкомпонент. — 15 ный сейсмометр, проекция; на фиг.2— преобразователь, поперечное сечение; на фиг. 3 — схема электрических соединений обмоток с усилителями.

Сейсмометр состоит из корпуса 1, 20 в котором жестко закреплен преобразователь 2, имеющий в поперечном сечении форму прямоугольного креста (фиг.2). К нижнему свободному концу преобразователя ? жестко прикреплен 25 постоянный магнит 3, к концу которого, также жестко, прикреплена инертная масса 4. В полках 5-8 креста выполнены отверстия и в них уложены измерительные обмотки 9-12, соединен- 30 ные по схеме пкрестан .(фиг.3) и через усилители 13-16 попарно (9,10 и !1, 12 ) с дифференциальными входами усилителей 17 и 18, а все четыре обмотки 9-12 через дополнительные усили35 тели 19 — с суммирующими входами усилителя 20.

Сейсмометр работает следующим образом.

При произвольном смещении корпу- д0 са 1 инерционная сила, стремящаяся удержать инертную массу 4 в состоянии покоя, может быть разложена по трем взаимно перпендикулярным направлениям, совпадающим с продольной 45 осью преобразователя (вертикальная компонента Z), с пересечением горизонтальной плоскости и плоскости симметрии креста в направлении полок 8-5 (горизонтальная компонента Х) и с пересечением горизонтальной плоскости и плоскости симметрии креста в направлении полок 7-6 (горизонтальная компонента Y). Компонента Z вызывает одновременные и однонаправленные механи- 55 ческие напряжения во всех полках крестообразного преобразователя 2, компонента Х " одновременные и разнонаправленные механические напряжения в полках 8-5 крестообразного преобразователя 2, компонента У вЂ” одновременные и разнонаправленные механические напряжения в полках 7-6 крестообразного преобразователя 2. В связи с полной симметрией преобразователя 2 относительно направления распространения механических напряжений все три измерения происходят одновременно, чем и достигается идентичность преобразования трех компонент.

Изменения механических напряжений в полках креста преобразователя вызывают соответствующие им изменения магнитных потоков, созданных постоянным магнитом, которые наводят в обмотках 9-12 ЭДС. ЭДС обмоток 9-12 усиливается усилителями 13-16. Разность напряжений от обмоток 9 и 11, усиленных усилителями 13 и 15, измеряется усилителем 17, выходное напряжение ксropoго U пропорционально Х (U = К X).

Разность напряжений от обмоток 10 и 12, усиленных усилителями 14 и 16, измеряется усилителем 18, выходное напряжение которого U пропорционально

Ill

Y (U = К„ Y). Выходное напряжение усилйтелей 13-16 через усилители 19 поступает на суммирующие входы усилителя 20 выходное напряжение которого U пропорционально 7. (U = К "Z).

Коэффициенты усиления усилителей 19 подобраны так, что коэффициенты преобразования I(К и Кz по всем компонентам равны между собой.

Идентичность измерения достигается тем, что преобразователь имеет полкостью симметричную форму относительно направления распространения измеряемого механического напряжения, возникшего в результате смещения корпуса сейсмометра. Надежность сейсмометра повышается в связи с тем, что преобразователь имеет равную прочность во всех взаимно перпендикулярных направлениях действия инерционной силы, а также применением для намагничивания постоянного магнита, что исключает необходимость намагничивания постоянным током. Уменьшение размеров обусловлено совмещением в пространстве преобразователей компонент Х и Y что при той же чувствительности позволяет уменьшить размер преобразователя в два раза. Уменьшение энергопотребления преобразователем достигается применением для намагничивания постоянного магнита.

1 347057 формулаизобретения!

Фиг.2

a>(z) Составитель М.Спасский

Техред А.Кравчук

Редактор И.Горная

Корректор Г. Решетник

Заказ 5118/45 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитет а СССР по делам изобретений и открытий!.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Трехкомпонентный сейсмометр, содержащий корпус, инертную массу и

5 магнитоупругий преобразователь, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения идентичности измерения трех компонент сейсмического сигнала при одновременном увеличении надежности и уменьшении размеров сейсмометра, магнитоупругий преобразователь выполнен в виде балки из ферромагнитного материала с поперечным сечением в виде симметричного прямоугольного креста, а между инертной массой и магнитоупругим преобразователем жестко закреплен своими полюсами постоянньп» магнит °