Устройство для обеспечения заданного коэффициента преобразования электродинамического сейсмоприемника

 

Изобретение относится к области геофизического приборостроения и предназначено для использования в процессе производства электродинамических сейсмоприемников. Цель изобретения - повышение точности обеспечения заданного коэффициента преобразования и измерения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, а также упрощение процесса намагничивания. За счет введения в устройство узла возбуждения автоколебаний, выполнения анализатора сигнала сейсмоприемника в виде аналого-цифрового интегратора и узла выделения экстремума результата интегрирования, связанных через блок вычислений с информационным входом блока управления, обеспечивается автоматизация процесса намагничивания с одновременным контролем степени затухания и частоты собственных колебаний сейсмоприемников. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

CCN03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 01 V 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 } 4171938/24-25 (22) 04.01.87 (46) 07.03.90. Бюл. М 9 (7!) Азербайджанское научно-производственное обьединение "Нефтегаэавтомат" (72) Г.P.Êðóëü и Г.С.Гойхман (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1405000, кл. С 01 V ";/16, 13/00, ",988.

Авторское свидетельство СССР

М 1413570, кл. G 01 V 13/00, 1988.

Патент США 3930216, кл. С 01 V 1/00 опублик. 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОГО КОЭффИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО СЕЙСМОПРИЕИНИКА (57) Изобретение относится к области геофизического приборостроения и

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназна" чено для использования в процессе производства электродинамчческих сейсмоприемников.

Цель изобретения - повышение точностей обеспечения заданного коэффициента преобразования и измерения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, а также упрощение процесса намагничивания.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема узла возбуждения автоколебаний; на фиг.3 блоки намагничивания; на фиг.4 - временная диаграмма.

2 предназначено для испо .:зования в процессе производства электродинамических сейсмоприемников. нзль изобретения — flosblUåíèå то :-ости обеспечения заданного коэффициента преобразования и измерения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, а также упрощение процесса намагничивания.

За счет введения в устройство узла возбуждения автоколебаний, выполнения анализатора сигнала сейсмоприемника в виде аналого-цифрового интегратора и узла выделения экстремума результата интегрирования, связанных через блок вычислений с информационным входом блока управления, обеспечивается автоматизация процесса намагничивания с одновременным контролем степени затухания и частоты собственных колебаний сейсмоприемников. 2 э.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство (фиг.1) включает блок формирования импульсов намагничивающего и размаrничивающего токов, блок

2 намагничивания, блок 3 управления, коммутаторы 4 и 5, генератор 6 тока, узел 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника, анализатор 8 сигнала сейсмоприемника на базе аналого-цифрового интегратора. 9 и узла 10 выделения экстремума результата интегрирования и блок Ei вычислений.

При этом выход блока 1 формирования импульсов намагничивающего и раз" магничивающего токов соединен с входом блока 2, намагничивания, в котором размещается преобразователь 12 сейс1548766 моприемника, выходы которого соединяются с входами 13 контроля устройства, с которыми соединены первые входы коммутаторов 4 и 5 и вход ана5 лого-цифрового интегратора 9. Вторые входы коммутатора 4 соединены с генератором 6 тока, а вторые входы коммутатора 5 соединены с входами 14 и

14 узла 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника. Один из выходов интегратора 9 соединен с входом узла 10 выделения экстремума, а ее выход как и выходы узла 7 и интегратора 9 соединены с входами блока 11 вычислений, 15 выход которого соединен с выходом блока 3 управпения, вь<ходы которого соединены с выходами „i pee eH 6noка 1, коммутаторов 4 и 5 и интегратора 9.

У э ел 7 возбуждения а вто кол еба ни и сейсмоприемника (фиг.2) содержит индуктивность 15, последовательно с ко- орой соединен резистор 16, первый и второй инвертирующие усилители 17 и 18, усиливающие напряжение соответственно на индуктивности 15 и резисторе 16, суммирующие резисторы 19

21., третий усилитель 22 возбуждения, преобразоватепь 23 напряжение - ток, регулятор 24 усиления усилителя 18 и Формироватепь 25.

При этом один из выводов индуктива ности соединен с входом 14 узла 7 измерения частоты, другой вход 14 которого соединен с выходом преобразователя 23 и резистором 19, другой вывод которого соецинен с входом третьего усилителя 22„ соединенным также через резисторы 20 и 21 с выходами соответственно усилителей 1 7 и 18. Выход третьего усилителя 22 соединен с входами преобразователя

23,, регулятора 24 усиления и формирователя 25. Выход регулятора 24 соединен с входом управления второго усилителя 18.

Блок 2 намагничивания (фиг.3) представляет собой ка-..ушку 26, высота которой равна двум-трем высотам преобразователя 12 сейсмоприемника. Катушка 26 охвачена четырьмя П"образными магнитопроводами 27, смещенными относительно друг друга на 90 и связанными по магнитному потоку двумя

55 подвижными вкладышами 28, формирующими в катушке 26 зазор в магнитной системе для установки намагничиваемого преобразователя 12,, равный 1,2-1,3 высоты последнего. При этом вкладыши

28 состоят из четырех секторов 29, образованных из пакетов пластин магнитомягкого железа, ориентация которых совпадает с направлением пластин в пакете примыкающего П-образного магнитопровода.

На Фиг.4 представлены временные диаграммы сигналов 30 отклика сейсмоприемника после его возбуждения и 31 интеграла, иллюстрирующие работу анализатора 8 сигналов при определении коэффициента преобразования и степени затухания сейсмоприемника.

Величины (U„) и (U„)< - соответственно первое пиковое значение интеграла отклика и интеграл отклика после его полного затухания„

Работа устройства бсуществляется в соответствии с алгоритмом, заложенным в блоке 3 управления.

После установки преобразователя

12 в катушку 26 блока 2 намагничива- " ния и замыкания магнитопроводов 27 вкладышами 28 блок 3 управления разрешает блоку 1 формирование импульса намагничивающего тока, максимального по амплитуде и подаваемого в катушку

26 блока 2 намагничивания. Затем выводы преобразователя 12 по сигналу блока 3 управления подключаются к входу 14 узла 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника. При этом Формируется схема автогенератора, где частотоэадающим контуром является электромеханическая часть сейсмоприемника, а возбуждающим усилителем является усилитель 22. Схема 24 регулировки усиления в зависимости от амп" литуды сигнала на выходе усилителя 22 формирует сигнал на изменение коэффициента усиления усилителя 18, выходной сигнал которого вычитается на входе усилителя 22 возбуждения из сигнала на выходе сейсмоприемника.

Таким образом формируется цепь автоматического поддержания режима и амп" литуды автоколебаний. Напряжение на индуктивности 15, усиливаемое усилителем 17, также вычитается из напряжения на сейсмоприемнике, что обеспе" чивает осуществление коррекции погрешности определения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, обусловленной влиянием индуктивности катушки сейсмоприемника. Формирователь 25 обеспечивает Формирование прямоугольных импульссв иэ гармони1548766

l5

55 ческого сигнала на выходе усилителя

22. зДля измерения коэффициента преобра зова ния осущест вля ется возбуждение катушки преобразователя 12 сейсмоприемника нормированным постоянным током, формируемым генератором 6 тока.

После окончания переходного процесса в механической части преобразователя

12 осуществляется (по команде от блока 3 управления) одновременное выключение коммутатора 4 и обнуление интегратора 9. Аналого-цифровой интегратор 9 осуществляет интегрирование напряжения HB выходе катушки преобразователя 12 с одновременным преобразованием результата интегрирования в цифровой код. По сигналу узла 10 выделяется экстремум результата интег рирования, соотвегствующий первому переходу через нуль сигнала на выходе преобразователя 12 (Фиг.4). Результаты интегрирования, соответствующие максимальному и установившемуся значениям, фиксируются в блоке 11 вычислений для последующего вычисления значения коэффициента К преобразования -. ейсмоприемника по формуле

К = 2Зй - U (t)dt о Z g и

5 о где Я, — частота сооственных колебаний сейсмоприемника;

I - значение тока возбуждения;

m - масса катушки сейсмоприемника (по паспортным данным); время интегрирования до полного затухания переходных процессов в механической части сейсмоприемника; и вычисления значения степени затухания по Формуле

По результатам вычисления значений коэффициента преобразованйя и степени затухания в блоке 11 анализируется соответствие полученных и заданных значений, а в случае превышения полученного значения над заданным Формируется признак необходимости размагничивания преобразователя 12. При этом блок 1 обеспечивает формирование ра зма г ничи ва ющего импул ьса тока, полярность которого противоположна намагничивающему импульсу тока. Затем вновь осуществляется контроль коэффициента преобразования и степени зату" хания и при необходимости осуществляется увеличение амплитуды размагничивающего импульса тока. Проце;.с повторяется до получения заданно;-о коэффициента преобразования или степени затухания. Шаг увеличения размагничивающего тока определяется необходимой точностью получения заданного коэффициента преобразования и не превышает

5-10 -. -ного значения амплитуды намагничивающего импульса тока, ьлок 1 может быть выполнен на базе управляемых источников напряжения, а для Формирования разнопогярных импульсов тока в катушке 26 блока 2 магничивания осуществпяется автома; ическое переключение присоединительных концов катушки 26.

Аналого-цифровой интегратор 9 может быть выполнен на базе интегратора и следящего аналого-циФрового преобразователя или на базе преобразователя напряжение — частота и счетчика.

Время интегрирования, как и время возбуждения сейсмоприемника, не превышает 1,5-2 с.

В зависимости от выбора схемы интегратора 9 узел 10 выделения экстремума результата интегрирования може быть компаратором, регистрирующим либо прохождение первой полуволны сигнала сейсмоприемника через нуль, либо изменение направления счета в счетчике интегратора 9.

Регулятор 24 усиления может быть выполнен на базе выпрямителей и Фильт" ров постоянной составляющей, а регулировка усиления усилителя 18 может быть осуществлена с помощью полевых транзисторов или опторезистивных пар, включаемых в цепь обратной связи усилителя 18, При этом коэффициент усиления усилителя 17 равен 1+L „/L, где L индуктивность катушки преобразователя 12 сейсмоприемника;

L < - добавочная индуктивность )5.

Предлагаемое устройство позволяет а втоматизироват ь процесс обеспечения зада нного коэффи циента преобра зова ния сейсмоприемника с одновременным конт" ролем значения степени затухания и частоты собственных колебаний и может быть использовано как на предприятиях по производству электродинамических сейсмоприемников, так и в геофизичес1548766 ких экспедициях при ремонте сейсмоприемников.

Формула изобретения

1. Устройство для обеспечения заданного коэффициента преобразования электродинамического сейсмоприемника, содержащее блок формирования импульсов намагничивающего и размагничиваю4 его токов, блок намагничивания, блок управления, генератор тока, коммутатор и анализатор сигнала сейсмоприемника, причем выход бло" ка формирования импульсов намагниI чивающего и размагничивающего токов соединен с входом блока намагничивания, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока формирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов и коммутатора, входы которого соединены с генератором тока и входами контроля устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства за счет контроля параметров преобразователя в процессе намагничивания, в него введены второй коммутатор, узел возбуждения автоколебаний сейсмоприемника и блок вычислений, а анализатор сигнала сейсмоприемника выполнен в виде аналого-цифрового интегратора и узла выделения экстремума результата интегрирования, при этом вход узла возбуждения автоколебаний через второй коммутатор соединен с входами интегратора и входом контроля устройства, а один из выходов интегратора соеди" нен с узлом выделения экстремума результата интегрирования, выход которого, а также выход узла возбуждения автоколебаний и второй выход интегратора соединены с входами блока вычислений, выход которого соединен с информационным входом блока управления, с выходами которого соединены вход управления второго коммутатора и вход обнуления интегратора.

2. Устройство по и. l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью контроля частоты собственных колебаний, узел возбуждения аатоколебаний содержит индуктивность и добавочный резистор, два инвертирующих усилителя, усилитель возбуждения, преобразователь напряжение - ток, регулятор усиления и формирователь, при этом один из выходов узла возбуждения соединен с индуктивностью, последовательно с которой соединен добавочный резистор, выводы индуктивности соединены с входами первого усилителя, выводы добавочного резистора соединены с входом второго усилителя, а выходы .первого и второго усилителей, а также второй вход узла возбуждения и соединенный с ним выход преобразователя напряжение - ток через соответствующие суммирующие резисторы соеди25 нены с входом возбуждающего усилителя, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение - ток, входом регулятора усиления и входом

1 1 формирователя„ выход которого соеди" щ нен с выходом узла возб "ждения автоколебаний, а выход регулятора усиления соединен с входом регулировки усиления второго инвертирующего усилителя.

3. Устройство по п.1,, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения процесса намагничивания преобразователя, в блоке намагничи40 вания соленоидная катушка намагничивания имеет высоту равную двум - трем высотам преобразователя сейсмоприемника и охвачена четырьмя П-образными магнитопроводами, смещенными относи45 тельно друг друга на 90", между торцами которых установлены два вкладыша с возможностью их перемещения по оси катушки.

1548766

wy УЯ дюжий

1548766

Ц» (ЦО)и

Составитель Д.Заргарян

Редактор А.Мотыль Техред Л.олийнык Корректор Т.Малец

Заказ 141 Тираж 404

Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

l.13035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101