Сейсмоприемник
Изобретение относится к геофизике и сейсмологии и может быть использовано при регистрации упругих колебаний. Цель изобретения - расширение частотного диапазона регистрации сейсмических колебаний и собственной частоты сейсмоприемника в сторону инфра низких частот. В электродинамический сейсмоприемник, регистрирующий скорость перемещения, введен индуктивный измеритель перемещений, регистрирующий амплитуду перемещения корпуса сейсмоприемника относительно инертной массы. Параметры инертной массы (собственная частота и затухание) управляются дистанционно путем введения в управляющие катушки электродинамического сейсмоприемника сигнала обратной связи с выхода измерителя перемещений. При этом входом измерителя перемещений служит пластина-модулятор, первый конец которой жестко соединен с инертной массой, а второй конец введен в воздушный зазор сердечника индуктивного датчика измерителя перемещений. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ GOBETCHNX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (5l}5 6 О! Ч -I/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТ81:ННЫЙ НОМИТЕТ
ДО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЙМ
11РИ 1 КНТ СССР
И АВТОРСКОМУ С9ИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4439642/24-25 (22) 07;05,88 (46) .23,09.90, Бюл, 11 35. (7l) Специальная региональная геофиj çè÷eñêàÿ экспедиция (72) Н.Я.Гончарук, Е,А.Попов и Л,Н,Солодилов, (53) 550.834 (088. 8); (56} Сейсморазведкаi ..Справочник гео4и- . знка. -И.: Недра, 1981, с. 151.
Авторское свидетельство СССР
Ф 855580, кл. G О1 Ч l/16, .1979. (54) СЕЙСМОПРИЕМНИК (57) Изобретение относится к геофизике и сейсмощогии. и может быть Hcilaas." зовано при регистрации упругих коле
: баний Цель изобретения - расширение частотного диапазона регистрации сейсмических колебаний и собственной час
Изобретение относится. к геофазйке н сейсмологии и может быть испольэо-saso при регистрации упругих колебаний
Це1гью изобретения является расширение частотного диапазона регистраций сейсмических колебаний и собственной частоты сейсмоприемника в сторону инфранизких частот.
На фиг. 1 показана блок-схема пред" лагаемого сейсмоприемника; на r. 2, индуктивный датчик с обмотками; на
° фиг, 3 " принципиальная схема измери-, теля перемещений; на фиг. 4 - делитель выходного напряжения.
ÄÄSUÄÄ 1594472 А 1
2 тоты сейсмопрнемника в сторону инфранизких частот. В электродннампческий сейсмоприемник, регистрирующий ско-, рость перемещения, введен индуктивный измеритель перемещений, регистрирующий амплитуду перемещения корпуса сейсмоприемника относительно инертной массы. Параметры инертной массыс (соб.ственная частота и затухание) управ-. ляются дистанционно путем введения в управляющие катушки электродннамического сейсмопрнемника сигнала обратной связи с выхода измерителя перемещений. При этом входом измерителя церемещений служит пластина-модулятор, первый конец которой жестко соединен а с инертной массой; а второй конец вве-:
° ден в воздушный зазор сердечника индуктивного датчика измерителя перемещений, 1 э;п.ф-лы, 4 ил.
4h
Сейсмоприемник (фиг, ) } содержит ф
5, сердечник 6 с воздушным.зазором 7 н дифференциальными обмотками 8 и 9, . электрическую схему 10 генератора вы- . сокой частоты с выходной цепью !1 и -„фЬ делителем 12 выходного напряжения, внешний блок 13 управления, уиравлМющне катушки 14 и 15, р.".бочую индукционную катушку 16, демпферную индукционную катушку 17, магнитную систему 18, внешний блок 19 регистрации, скорости перемещения, внешний блок 20.;3 1594472 регистрации перемещения и блок 21 пятания. Корпус 1 сейсибприемника жестко соедин н а корпусом 2 измерителя перемещений и с магнитной -систеиой 18, 5 а инертна«1 масса 4 сейсмоприемника жестко соединена с блоком индукцион ных катушек 14-17,. введеннь«х в зазор магнитно«1 систе«ь«, и с пластиной-мо- 111 дуляторои 5, введенной. s воздух«ный ;зазор 7 сердечника 6, на концах кото" ! рого соосно закреплены дифференци,альные обмотки 8 и 9 (r. 2), Пря воздействии упругих колебаний переме" щение магнитной систе«ь« 18 относитель(но катушек 14"1.7 возбуждает в них ЭДС. Катушка 16 подключена на вход блока 19 регистрнции скорости перемещения, а катушка 17 с целью обеспечения не- обходнмого затухания инертной массы 4 шунтируется резистором.нли при не- обходимости может быть подключена. nol следовательно с катушкой 14 или 15 , :для усиления действия обратной связи, 25, при этом регистрируемая амплитуда вы" , ходкого сигнала с катушки .16 про— порциональна скорости и одновременно, амплитуде перемещения корпуса сейсмоприемника. Перемещение воздушного за- go , зора 7,относительно. пластинй-модулято: ра 5 изменяет равнозначную .индуктив" ; ность обмоток 8 я 9, причем увеличе" : ние индуктивности первой обмотки 8 35 путем прибл1«жения.к ней нпастины-иодулято1«а 5 на такую же величину умень, шает индуктивность второй обмотки 9 путем удаления .от нее пластины-моду, лятора. Концы обмоток 8 и 9 подключены в электрическую схему 10 (фиг. 3), ко- ., торая,выполнена в виде измеритепя перемещений и представляет собой гене-. ратор высокой частоты, во вреиязадающую цепь которого вкпючены реактивные 45 нагрузки-обмотки 8 и 9 и еикости 22 и 23..Положительная обратйая связь, необходимая для генерации, осуществляется. элементами 24 и 25., Емкости . 22 и 23 подсоединены. к коллекторам транзисторов 26 и 27. Выходную день . ° 11 образуют эмиттерные нагрузки 28 и 29, выполненные в виде PC фильтров с блокировочным конденсатором 30. К тьчкам 31 н 32 подключен вход блока 20 . регистрации перемещения корпуса от" иОсительно инертной массы, а к точкам 33 и 34 источник 21 плутания. Электрическая: схема в целом- представляет собой измерительный иост, сяиметряч«а«е плечи которого образуют элементы 8,22-29 и 9,23-28, а: диагонали моста образует питающая цепь - точки 33 и 34 и выходная цепь — точки 31 и 32, Сейсмоприемник работает жедующим образ ои, При введении пластины-модулятора 5 в середину воздушного зазора 1 плечи иоста остаются сбалансированными (разность потенциалов на точках.31 и 32 отсутствует) я такая точка в середине зазора является пространственным нулем, образованным в результате взаимодействия высокочастотных электромагнитных полей обмоток 8 я 9, нап- равленных навстречу друг другу. Перемещение пространственного нуля отна" сительно пластины-модулятора нарушает бапанс плеч иоста и на выходе возни- . кает ток в виде постоянного напряжения, полярность которого изменяется в соответствии с направлением перемещейия пространственного нуля относи» тельно пластины-модулятора 5, при этом амплитуда выходного сигнала из-. иеняется пропорционально амплитуде пе" ремещения корпуса сейсмоприемника относительно инертной массы 4 и не зависит от скорости перемещения. .С целью управления динамическими характеристиками инертной массы 4 в сейсмоприемник введен делитель 12 выходного напряжения (фиг. 4), который выполнен совместно со схеиой измерителя: перемещений илн в предположительном варианте в виде отдельного - вы носного блока, установленного в регистрирующем, устройстве «ля дистанционно" го управления через блок 13 управления. Электрическая схема делителя 12 выполнена в. виде эмиттерного повторителя, вход которого подключен к точкам 31 и 32, а выход с змяттерной наг". рузки 35 через ограничительньЩ резис- тор 36 подключен к потенцнометрам 37 и 38. Подвижные контакты переменных резисторов подсоединены к выводам по-, следоватепьно соединенных управляющих катушек 14 и 15 а средний вывод под» соединен с эииттерной нагрузке 39. При работе сейсмоприемника с выхо» да делителей в катушки 14 и 15 посту пает сигнал обратной связи, причем в катушку 14 подают сигнап с полярйостью положительной обратной связи (ПОС), а в катушке 15 подают сигнал с Полярностью отрицательной обратной связи "1. Сейсмопрнемник, содержащий кор" пус с размещенным в нем электродинаьжческим преобразователем с инертной массой в виде катушки, посредством диамагнитного стержня соединенной с измерителем перемещения, электрически связанным с блоком управления и ис" точником питания, о т л и ч в ю щ и йс я тем, что, с целью расширения час- тотного диапазона регистрации сейсмических колебаний и собственной частоты сейсмоприемника в сторону инфранизких частот, катушка электродннвмического преобразователя дополнительно снабжена управляющими обмотками, измеритель перемещений выполнен в ви" де индуктивного преобразователя с воздушным зазором и включает ппвстинумодулятор, закрепленную на указанной диамагнитном стержне и введенную в воздушный зазор, при этом выход преобразователя через электронный блок управления соединен с управляющими обмотками.электродинамического преобразователя. 2; Сейсмоприемник по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что индуктив. ный преобразователь выпаннен в видЕ ферритового кольца с вырезом, на торцах которого соосно установлены последовательно соединенные контурнае обмотки генератора высокой частоты, а выходная цепь индуктивного преобразователя выполнена в виде активных нагрузок. на RC-фильтрах, при этом средние точки соединения укаэаннах нагрузок и контурных обмоток генерато ра высокой частоты соединены с источником питания, 5 . 1594472 (OOC)в при этом ПОС смещает инертную массу с нулевого положения путем вытапкиввния пластины-модулятора S Из точ" ки пространствейного нуля в сторону к обмоткам 8 и 9 и уменьшает жес1 кость подвесных пружин 3 инертной массы 4, что снижает собственную частоту инертной массы 4 и расширяет диапазон регистрации в сторону более низких 1р частот, а ООС, введенная в катушку 15, возвращает пластину-модулятор 5 в точку пространственного нуля; захватывает ее в этой точке и стабилизирует рабочее положение ийертной массы 4. Соотношение величины сигнала ПОС к сигналу ООС определяет параметры инертной массы сейсмоприемника (собственную частоту и затухание), С целью упрощения электрической 20 cxew и ее настройки при максимапьном КПД измерителя перемещений (фиг. 3) его выходная цепь выйопнена . в виде активных нагрузок 28 и 29 на RC-фильтрах, где переменная состав - 25 ляющая несущей частоты генератора фильтруется емкостями, подключенными параллельно резисторам, а постоянная составляющая, выделяемая на нагрузках 28.и 29 в виде постоянного напряжения, 3р поступает на точки 31 и 32. Амплитуда и знак полярности выходного напряжения зависит от амплитуды н направления перемещения корпуса сейсмоприемника относительно инертной массы. С целью исключения взаимных влияний управляющих катушек 14 и 15 на выходной сигнал измерителя перемеще. ний к выходу измерителя (точки 31 и 32) подключен делитель выходного на- 4р пряжения (фиг. 4), выполненный в виде дифференциального эмиттерного повторителя. С целью стабилизации .выходного сигнала измерителя перемещений в за" 4. эор 7 сердечника сведена пластина-модулятор, выполненная из латуни,.которая при оптималЬных размерах воздушного зазора 7, компенсирует неравно-. мерную плотность высокочастотного магнитного поля между торцами сердечника путей уменьшения индуктивности обмотки 8 или 9 — к которой он приближает-. ся. С целью управления амплитудой выходного сигнала измерителя перемеще" =ний беэ применения балластного дели-. теля в зазор сердечника вводят плас" тину-модулятор, выполненную иэ феррита, которая увеличивает индуктивность той обмотки, к которой она прибликае гся, при этом амплитуда выходного сиг" Р нала изменяется пропорционально изме- нению напряжения источника питания,. Формула изобретения 594472 1594472 Составитель- М.Спасский Техред M.Дрык Корректор А. Обручар Редактор И. Бланар :: Заказ 2827 . Тираж 4}7,, Подписное ВЯИИПИ Государственного коьятета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж35,. Раушская наб., д. 4/5 Ю Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
