Сейсмоприемник

 

646286

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К летОРСКОМХ СВИДатИЛЬСтВЮ (6!) Дополйительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2422836/18-25 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано05.02,79.Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 08.02.79 (51) М. Кл.

G 01 W 1/16

Гкударственньй немитет

СССР ае делам иэобретений н открытий (53) УДК 550.83 (088.8) В. А. Тарасевич, А, А. Терпиляк и Б. И. Чудновский (72) Авторы изобретения

Украинский научно-исследовательский геологоразведочный институт (71) Заявитель (54) СЕЙСМОПРИЕМНИК

Изобретение относится к области передачи телемеханической информации и может быть использовано в геофизической аппаратуре, в оптических устройствах связи и т.п.

Известно устройство для преобразования перемещений, содержащее источник света, конденсор, заслонку, маску, дифференционный фотоприемник, гальванометр $1$

В зависимости от величины перемещения заслонки, интенсивность светового потока, проходящего через окна маски, изменяется, вызывая тем самым изменение сопротивления дифференциального фотоприемника, которое затем регистрируется гальванометром в качестве полезного сигнала. При этом требуется располагать дифференциальный фотоприемник в непосредственной близости от маски, к тому же он должен обладать равномерной чувствительностью по плошади в широком динамическом диапазоне перемещений заслонки, что влечет за собой

2 использование гальванометра с широкими пределами измерений. Передача же информации иа значительные расстояния затрудняется применением дон олнитель ных средств связи.

Недостаток этого устройства - недос таточные чувствительность и точность передачи информации на значительные расстояния.

Наиболее близким по технической суш»

10 ности является устройство для передачи геофизической информации, содержащее электродинамический ееОсмоприемник, уголковый отражатель, магнитооптический модулятор, приемник энергии, оптоэлектронный преобразователь f2)

Это устройство преобразует электрические сигналы сейсмоприемника в оптические путем модуляции прозрачности магнитооптического модулятора и может быть использовано для передачи информации в оптическом диапазоне.

Такое устройство дает возможность передавать информацию на значительное

64 )266

3 расстояние без дополнительных средств связи. Однако, для передачи сигналов, изменяющихся в широком диапазоне, требуется применоцие модуляторов с широким диапазоном изменения прозрачности

Р что в значительной мере усложняет схе му управления модулятором и требует значительной энергии, которую не всегда можно получить от энерго падающего света. 1О

Таким образом, известное устройство довольно сложно в технической реализации при ограниченном динамическом диапазоне.

В практике сейсморазведки часто

15 требуются простые, выс ок оч увствительные у надежные приборы.

Нель предлагаемого изобретения— расширение динамического диапазона и упрощение схемы сейсмоприемцика.

Она достигается тем, что в устройство дополнительно введены рычажная

Ф система, пружинная подвеска; статическая и подвижная маски, причем, подвижная маска соедицена.с узлом крепления к исследуемому объекту при помощи рычажной системы, опора которой жестко связана с. инертной массой, представляющей собой трехгранный уголковый отражатель с неподви>кными гранями, на которые нанесена статическая маска а

1 сам уголковый отражатель соединен с узлом крепления к исследуемому объек.ту при помощи пружинной подвески.

На фиг. 1 пбказан сейсмоприемник; на фиг. 2 приведены статическая и подвижная маски, а на фиг. 3 дана диаграмма, поясняющая работу предлагаемого сейсмоприемн.

П р едлагае мый сейс моприе мник содержит узел 1 крепления к объекту исследования, уголковый отражатель 2, статическую маску 3, подвижную маску 4, рычажную систему 5, пружинную подвеску

° 6, опору 7.

Сейсмоприемпик нри помощи узла 1 крепления к/епится к исследуемому объекту, к этому же узлу подсоединяется рычажная система 5, соединенная в свою очередь с подвижной маской 4, а опора

7 рычах<ной системы жестко связана с уголковым отражателем 2, который, кроме все1o, выполняет функции инертной массы, на грани уголкового отражателя

2 нанесена статическая маска 3, а с узлом 1 крепления уголковый отражатель соединен пружинной подвеской 6.

Предлагаемый сойсмоприомник работает следующим образом.

В статическом режиме рычажная система уравновешивается в таком положении, при котором пружины находятся на линейных участках своих характеристик.

Статическая и подвижная маски в этот момент pacroII ara)oтся относительнодруг друга в заранее заданном положении, определяемом характеристиками регистрирующих приемников.

В момент прихода импульса упругих колебаний исследуемого объекта узел крепления приходит в движение, согласно закону этих колебаний, а инертная масса (уголковый отражатель) в этот момент остается в состоянии покоя, Благодаря наличию рычажной системы движение узла крепления передается подвижной маске, в результате че-. го последняя перемещается относительно статической маски, меняя таким образом величину площади отражающей поверхности. Рычажная система рассчи тана так, чтобы перемещение масок происхбдило параллельно друг другу. Благодаря наличию разности плеч рычажной системы возможна регулировка усиления перемещений и чувствительности сейсМоприемника.

Подвижная и неподвижная маски представляют собой тонкие чластины из непрозрачного и неотражаюшего материала с системой отверстии.

Принцип работы масок поясняется фиг, 2 и фиг. 3. На фиг. 2 прйведены маски с отверстиями в виде прямоугольников, причем расстояние между прямоугольниками равно ширине прямоугольников.

При совмещении статической и подвижной масок таким образом, чтобы происходило совпадение их прозрачных участков, площадь отражающей поверхности грани будет максимальной. При перемещении подвижной маски будет происхс дить измепение (уменьшение ) площади отражающей пбверхности грани.

На фиг. 3, приведена зависимость изменения плошади S отрах:аюшей поверхности грани от перемещения ЬР подви>кной маски, де максиму;лы располагаются в точках А 3 -" 2 и P/f<, а мини- мумы - в точках — (2 n + 1)4/2 ) где Vi = 0123 (— коэффициент передачи рычажной системы.

646286

При данном выборе формы прозрачных отверстий промежуточные значения между . максимумом и минимумом лежат на прямой, наклон которой определяется размерами (шириной Ь ) отверстий. 5

Меняя форму отверстий и взаимное их расположение, можно получать различные зависимости изменения площади отражаюшей поверхности от перемещений подвижной маски и тем самым компенсировать искажения сигнала, возникающие в системе из за разбросов. параметров ме», ханического привода и нелинейности г приемно-передающей аппаратуры.

При работе с предлагаемым сейсмоприемником его необходимо облучать пучком лучей моно- или полихроматического света. Информация в виде изменения интенсивности отраженного пучка лучей может быть зарегистрирована в направ-.

20 ленин, обратном направлению падения облучения.

Таким образом, колебания исследуемого объекта по отношению к инертной массе влияют через рычажную систему

25 на взаимное расположение масок, в ре« зультате чего полезный сигнал в виде изменения интенсивности отраженного пучка лучей, пропорциональное изменению эффективной площади отражения, пе

30 редается в направлении, противоположном направлению падающего пучка лучей.

При изменении сигнала в. широких пределах, т.е. больших, чем ЬВ = 4 ), эф° /3 фективная плошадь отражения не превышает S что позволяет регистрировать такие сигналы на одном пределе, соответствующем по интенсивности

0... В „„,, а полезный сигнал оп40 ределяется при этом как текущее значение интенсивности отраженного пучка лучей плюс величина интенсивности, равная целому числу превышений над максимальной интенсивностью в каждом интервале изменения сигналов — ".

2и 4 (2и+1) 4 45

К 1с

Б результате этого входной сигнал мо — жет меняться в пределах 0+â

2(N+q) где - количество отверст й1в масках, при котором еше сохраняется знаг чение 5 = S „, и N может достичь больших значений. Чувствительность и цинамический диапазон сейсмоприемник. регулируется изменением соотношения плеч рычажной системы, подбором пружин, количеством, размерами и формой прозрачных отверстий масок, При соответствующем подборе ука-. занных величин возможно достичь достаточно высокой чувствительности и широкого динамического диапазона преобразования механических перемещений в изменении интенсивности светового потока.

Формула изобретения

Сейсмоприемник, содержащий отража.тель с неподвижными отражающими гранями и узел крепления к исследуемому объекту, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и расширения динамического диапазона, он дополнительно содержит рычажную систему, пружинную подвеску, статическую и подвижную маски, причем, подвижная маска соединена с узлом крепления к исследуемому обьекту рычажной системой, опора рычажной системы жестко связана с уголковым отражателем с неподвижными отражающими гранями, на которые нанесена статическая маска, а сам уголковый отражатель соединен с узлом крепления к исследуемому обьекту при помощи пружинной подвески., Источники информации, принятые во внимание нри экспер гизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

¹ 397754» кл. 8 01 -13 5/32е 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 542225, кл. G 08 С 23/00, 1976, 646280

Й/К Ял1,/ (2n+ 1)L/

Фиг. я

ЦНИИПИ Заказ 106/36 Тираж 696 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная,