Способ определения степени затухания сейсмометра

 

Изобретение относится к сейсмометрии и геофизическому приборостроению и может быть использовано для определения параметров сейсмометров, в частности степени затухания Цель изобретения - поооая 19, И ии оати овышение точности и помехоустойчивости определения степени затухания сейсмометров Способ заключается в возбуждении преобразователя электрическим импульсом и последующем анализе переходного затухающего процесса Импульс тока подается в цепь, образованную катушкой преобразователя и элементом отрицательного импеданса, по окончании импульса производится измерение напряжения на выводах цепи через равные промежутки времени до момента достаточного затухания свободных колебаний подвихной части преобразователя затем вычисляются две суммы результат я измерений соответственно до момента i jpeoro перехода напряжения через нуль и до окончания измерений и на основании отношения этих сумм производится вычисление степени затухания преобразователя 1 ил сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 601 1V 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4437423/25 (22) 06.06.88 (46) 15.02,91. Бюл. М 6 (75) А,Л. Белоусов (53) 550.83 (088,8) (56) Слуцковский А,И. Сейсморазведочная аппаратура, М,: Недра, 1970, с. 51-55, Володин А,А. и др. Калибровка сейсмометрических каналов с помощью микроЭВМ. В кн.; Сейсмические приборы, вып. 19, М,: Наука, 1987, с, 75-81. (54) СПОСОБ ОПPЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ЗАТУХАНИЯ СЕЙСМОМЕТРА (57) Изобретение относится к сейсмометрии и геофизическому приборостроению и может быть использовано для определения параметров сейсмометров, в частности степени затухания. Цель изобретения — поИзобретение относится к сейсмометрии и геофизическому приборостроению и может быть использовано для определения параметров сейсмометров, в частности степени затухания.

Цель изобретения — повышение точности и помехоустойчивости определения степени затухания.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

На чертеже обозначены; 1 — исследуемый электромеханический преобразователь сейсмометра; 2 — элемент отрицательного импеданса, выполненный на операционном усилителе 3, резисторах 4, 5 и 6 и конденса. торе 7: 8 — устройство формирования возбуждающих электрических сигналов и

„„5U „„1628029 А1 вышение точности и помехоустойчивости определения степени затухания сейсмометров. Способ заключается в возбуждении преобразователя электрическим импульсом и последующем анализе переходного затухающего процесса. Импульс тока подается в цепь, образованную катушкой преобразователя и элементом отрицательного импеданса, по окончании импульса производится измерение напряжения на выводах цепи через равные промежутки времени до момента достаточного затухания свободных колебгний подвижной части преобразователя затем вычисляются две суммы результат л измерений соответ тзенно до мом;нта i. pporo перехода напряжения через нуль и до окончания измерений и на основании отношения этих сумм производится вычисление степени затухания преобразователя. 1 ил. измерения и обработки параметров ".ереходного процесса.

Устройство 8 может быть реализовано на базе стандартной микро- или миниЭВМ с блоками аналогового ввода-вывода (аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи). Вместо ЦАП может быть использован простой управляемый источник стабильности тока, Сущность способа заключается в том, что для компенсации влияния импеданса катушки электромеханического преобразователя на параметры затухающего переходного процесса используют элемент отрицательного импеданса, соединенный с катушкой преобразователя в электрическую цепь, пропускают через указанную цепь электрический импульс длительностью, не1628029

40

55 р 1(2 ) -О.5 .

I $*, S! I5

8Р 2 2 (S — S!) обходимой для достаточного затухания переходного процесса в цепи и успокоения ()одвижной части преобразователя, по окончании электрического импульса производят измерение напря>кения U (t) на зажимах це- 5 пи через равные промежутки времени Л t до момента времени tk, соответствующего достаточному затуханию переходного процесса (свободн ых колебаний подвижной части), вычисляют сумму S1 первых N значений на- 10 пряжения U (t() до момента !л(первого перехода напряжения U (t) через нуль, вычисляют сумму Sz всех измеренных значений напряжения О(!1)домомента времени

t1 и определяют степень затухания преобра- 15 зователя /3 по формуле

P=(I+; (и (ф — z))

Ь1атем>) ((1 (еcko(. обоснование способа ел(ду(о(((е», Бь(ходное напряжение электромехани(еско(о пр:"обр: зо()нет(я сейсмомеrpa в ре;киме слобо (lll,lx затухающих колебаний ог(((сь(т)ае го<, выражением .I(() =-,, sin(«<1-/ о>t)..

30 гл,;,А(> кс эфф,((1((ен (т(рг(((орциональнос! и;

0), — o збственная частота колебаний ((о, (()ижно((части преобразователя.

Изъест(((..l решения интегралов

1!

I! = J U (t ) tI t = Ао — @ — x о (к

I2 — —.f U(!)а! =А --- — —, Ш, .7г (де t1 — — — — — — — — — лм>мент первого перехода

«Ъ 1 — Р7

Функции U!t) через О.

Предлагаемый способ использует заме- 50 ну отношения интегралев 11 и 12 приближенным отношением конечных сумм S1 и $2

М

S! « II V — /Р— =-- =-1+е

S2 I2

Погрешность приближения может быть уменьшена за счет увеличения числа отсчетов на период колебаний (увеличением частоты fg дискретизации), за счет увеличения времени измерения

t! переходного процесса; эа счет использования болев точных формул численного интегрирования при вычислении сумм S! и Sz; за счет применения адаптивной дискретизации, частота которой велика на начальном участке переходного процесса и уменьшается к его концу (соответственно при суммировании перед каждым выборочным значением напряжения появляется Коэффициент, обратно пропорциональный частоте дискретизации).

Предлагаемый способ может быть также использован для определения собственной частоты в, сейсмометра, его чувствительности К и оценки симметричности движения катушки в сейсмометре. Для этого в электрическую цепь, состоящую из катушки преобразователя сейсмометра и элемента отрицательного импеданса, подают последовательно два импульса возбуждения одинаковой амплитуды, но противоположной полярности и по окончании действия каждого производят измерение текущих значений напряжений U (t) и U (t).

По результатам измерений напряжений определяют две тройки интегральных сумм:

S1, S2, S3 для напряжения 0 (t) — реакция на импульс возбуждения положительной полярности и S!*, S2*, $3 — для напряжения

U* (t) — реакции на импульс отрицательной полярности по формулам:

$! =At, ), Ul(t);

I =!

Sz=hz g (U>(z)) l=!

Sz=(z«z) g (t) й(а), (=! где п — число измерений U (t) через Л t в интервале времени Ыо, Суммы S1, $2, $3* вычисляются по аналогичным формулам.

Параметры сейсмометра ммогут быть определены по формулам:

1628029 ф 0,5 гп1$ 1 — S>1

2!ь и

52 - U (to) + U (4 + Л t ) +

+ U(to+2 ht)+ ... + U(t(,). где т(ч — момент первого перехода напряжения U (t) через нуль. и затем определяют степень затухания сейсмометра Р по формуле

Р=(1+г2(tn(St 1)) ) ™

5г

Составитель А.Володин

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор А,Лежнина

Заказ 340 Тираж 331 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

5 где m — масса подвижной части сейсмометра;

4 — амплитуда возбуждающего импульса.

Формула изобретения

Способ определения степени затухания сейсмометра, заключающийся в возбуждении преобразователя электрическим импульсом с длительностью, большей длительности собственного процесса сейсмометра, измерении текущих значений напряжения U (t) на выходе сейсмометра, начиная с момента to прекращения действия возбуждающего импульса через равные промежутки времени Л t до полного затухания собственного процесса сейсмометра в момент времени tp и расчете значения затухания сейсмометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости определения степени затухания сейсмометра, перед возбуждением последовательно к катушке преобразователя сейсмометра подключают элемент отрицательного импеданса, возбуждающий импульс подают в электрическую цепь, определяют величины

Si- U(to)+ U(to+ Лt)+

+ U(to+2 Ët)+ ... + U(1(ч-Ьt)