Сейсмический вибратор

 

СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР, содержащий последовательно соединенные приемопередатчик, генератор и электр гидравлическую следящую систему, выход сигнала перемещения массы которой сое-динен с первым входом усилителя, двойной интегратор и схему выделения и коррекции фазовой ошибки, первый вход которой соединен с выходом опорного сигнала генератора, второй вход - с вторым выходом генератора, а выход - с вторым входом генератора, отличающ.ий - с я тем, что, с цепью повышения точности управления и повышения надежности устройства управления, в него введей адаптивный компенсатор уровня сигнала, вход которого соединен с выходом сигнала ускорения электрогидравлической еле- . дяшей системы, управляющий вход - с выходом кода текущей частоты генератора , а выход - с вторым входом усилителя , третий вход которого соединен через i двойной интеграто р с выходом сигнала ускорения электрогидравлической следящей системы, выход усилителя соединен с третьим входом схемы выделения и коррекции фазовой ошибки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

3 ИР 1

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

ИЯ). 601 У 1/37

OnVOASVE mSOSVEXEHW

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3294070/18-25 (22) 15. 05.81 (46) 07.04.83. Бюл. ¹ 13 (72) А. С. Шагинян, А. Г. Асан-Джалалов, В. А. Пантелеев, Е. А. Храбров и А. Г. Слободов (71) Специальное конструкторское бюро сейсмической техники (53) 550.834(088.8) (56) 1. Патент США ¹ 3854118, кл. Q01 V 1/16, опублик. 1974.

2. Патент CI1IA ¹ 3881167, кл. 501 V 1/00, опублик. 1975 (прототип). (54) (57) СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР, содержаший последовательно соединенные приемопередатчик, генератор и электрогидравлическую следяшую систему, выход сигнала перемешения массы которой сое; динен с первым входом усилителя, двой1 ной интегратор и схему выделения и кор.рекции фаэовой ошибки, первый вход которой соединен с выходом опорного сигнала генератора, второй вход - с вторым выходом генератора, а выход - с вто)нам входом генератора, о т л и ч а ю ш.и йс я тем, что, с целью повышения точности управления и повышения надежности устройства управления, в него введей адаптивный компенсатор уровня сигнала, вход которого соединен с выходом сигнала ускорения электрогидравлической следяшей системы, управляюший вход - с выходом кода текушей частоты генератора, а выход - с вторым входом усилителя, третий вход которого соединен череэ двойной интегратор с выходом сигнала ускорения электрогидравлической следяшей системы, выход усилителя соединен с третьим входом схемы выделения и коррекции фаэовой ошибки.

4010582

1

Изобретение относится к сейсморазведочной технике, а именно к вибрацион,ной сейсморазведке, и может быть использовапо в источниках сейсмических сигналов вибрационного, преимущественно электрогидравлического, действия при сейсмических исследованиях.

Известен сейсмический вибратор, со.. держащий формирователь опорного свипсигнала, вибратор с гидравлической инерционной массой, электрогидравлические сервозолотники управления гидравлическим возбуждением вибратора, датчики положения распределительного золотника и инерционной массы, цепи обратных связей по положениям распределительного золотника и инерционной массы, цепь фа-, зового управления, включающую в себя средства для выработки сигнала ошибки по фазе между управляющим сигналом обратной связи и опорным свин-сигналом.

Управляющий сигнал обратной связи фазового управления, представляющий собой сумму сигналов акселерометра и датчика. . положения инерционной массы, подается на один из входов перемножителя, на второй вход которого подается опорный сигнал.

Сигнал с выхода перемножителя управляет работой фазовращателя. Фазоврашатель осуществляет сдвиг по фазе опорного сиг- 3О нала, формируя на выходе рабочий сигнал, который используется для управления вибратором $1(.

Недостатком системы является низкая надежность при работе на верхних часто- 35 тах развертки, что обьясняется малой амплитудой сигналов акселерометра и датчика положения массы.

Наиболее близким к предлагаемому является сейсмический вибратор, содер- 40 жащий последовательно соединенные приемопередатчик, генератор и электрогидравлическую следящую систему, выход сигнала перемещения массы которой соединен с первым входом усилителя, двой-,45 ной интегратор и схему выделения и коррекции фазовой ошибки, первый вход которой соединен с выходом опорного сигнала генератора, второй вход — с вторым выходом генератора, а выход — с вторым вхо- 5О дом генерагора123.

В фазовом детекторе выходное напря-. жение усилителя с.АРУ, представляющее сумму сигналов ускорения и перемещения плиты, сравнивается с опорным сигналом

55 по фазе. На выходе фазового детектора вырабатывается сигнал, пропорциональный фазовой ошибке, который используется для управления схемой время-импульсного управления. Схема время-импульсного управления осуществляет сдвиг по фазе сигнала, поступающего на вход электрогидравлической следящей системы, в-сторону уменьшения рассогласования по фазе сигналов, которые подаются на входы зового детектора. При этом сигнал с датчика перемещения массы дважды ин- тегрируется, т.е. фактически на низких частотах выходным сигналом вибратора является дважды интегрированный сигнал с датчика перемещения массы. Двойное интегрирование сигнала, как и любое неидеальное частотно-зависимое аналоговое . преобразование, .не может не вносить фазовых искажений.

Поэтому при работе па низких частотах развертки дважды интегрированный сигнал перемещения массы не совпадает по фазе с сигналом акселерометра, что неизбежно приводит к снижению точности системы регулирования фазы.

Другим недостатком устройства является его низкая надежность.

1Lemь изобретения — повышение точности управления и надежности устройства управления.

Поставленная цель достигается тем, что в сейсмическом вибраторе, содержащем последовательно соединенные приемопередатчик, генератор и электрогидравлическую следящую систему,.выход сигнала перемещения массы которой сое-" динен с первым входом усилителя, двойной интегратор и схему вьщеления и коррекции фазовой ошибки, первый вход которой соединен с выходом опорного сигнала генератора, второй вход — с вторым выходом генератора, а выход — с вторым входом генератора, введен адаптивный компенсатор уровня сигнала, вход которого соединен с выходом сигнала ускорения электрогидравлической следящей системы, управляющий вход - с выходом ко« да текущей частоты генератора, а выход « с вторым входом усилителя, третий вход которого соединен через двойной интегратор с выходом сигнала ускорения электрогидравлической следящей системы, выход усилителя соединен с третьим входом схемы выделения и коррекции фазовой ошибки.

На чертеже приведена функциональная схема сейсмического вибратора.

Устройство содержит приемо-передат чик 1, генератор 2 и электрогидравлическую следящую систему 3, которые соединены последовательно.

3 1010582 4

Электрогидравлическая следящая систе- плиту.7 прикладывается к грунту, воэма 3 содержит последовательно соединен«буждая в нем сейсмическую волну. ные сумматор 4, сервозолотник 5 и инер- Датчики 9:и 10 положения массы и ционную массу 6. Инерционная масса 6 сервозолотника и усилители 11 и 12 ,нагружена на опорную плиту 7 с установ- s предназначены для образования местных ленным на ней акселерометром 8. Инерциои- отрицательных обратных связей, обеспеонная масса- 6 и сервозолотник 5 снабже- чивающих рабочий режим. электрогидравны датчиками S и 10 положения соответ- лической следящей системы. ственно. Выходы датчиков 9 и 10 положе- Акселерометр, расположенный на опор ния через соответствующие усилители 11 1О ной плите 7, предназначен для получения и 12 соединены с вторым и третьим вхо- сигнала ускорения опорной плиты. дами сумматора 4. Усилитель 13 используется, в устройПервый вход усилителя 13 соединен с стве управления для формирования выходвыходом усилителя 11; который формиру- ного сигнала вибратора. ет сигнал перемещения массы 6. 15 Поскольку сигнал ускорения опорной

Второй вход усилителя 13 через двой- плиты 7 имеет высокий уровень нелинейной интегратор 14 соединен с выходом ных искажений, он дважды интегрируется акселерометра 8. Устройство содержит с помощью двойного интегратора 14 и блок 15 адаптивной компенсации уровня - подается на.вход усилителя 13. Сигнал сигнала, вход которого соединен с выхо- 2о с выхода датчика 8 ускорения на низких дом акселерометра 8, управляющий вход - частотах имеет очень малую величину. .с выходом кода текущей частоты генера- Для поддержания постоянной амплитуды тора 2, а выход - с третьим входом уси- сигнала на выходе усилителя 13 на низ-. лителя 13. кой частоте на один из его выходов постуПервый вход схемы 16 выделения и 25 пает сигнал перемещения инерционной маскоррекции фазовой ошибки соединен с вы- сы 6. Этот сигнал, превьциающий íà по ходом опорного сигнала генератора 2, рядок сигнал ускорения на низких частотах, второй вход - с вторым выходом генера- имеющий очень малый коэффициент нели тора 2, а третий вход - с выходом уси-. нейных искажений и уменьшающийся по лителя 13. Выход схемы 16 вьщеления и зй амплитуде с ростом частоты,;вырабатыва коррекции фазовой ошибки соединен с вто.: ется на выходе усилителя 11. рым входом генератора 2. Для поддержания постоянства амплитуСхема 16. выделения .и коррекции фа- ды выходного сигнала усилителя 13 во завой ошибки включает в себя фазовый всем диапазоне частот, особенно Hà выдетектор 17 и время-импульсное устрой- >> соких частотах развертки, предназначен ство 18, которые соедийены последователь-, : блок 15 адаптивной компенсации уровня но, сигнала.

Устройство работает следукяцим абра- На высоких частотах, вследствие спазом. дающих амплитудно-частотных характерис

ПРиемопеРедатчик 1 осУществлиет ПРн 49 тик вибратора Do ускорению H двойного ем и де содирование сигнала синхрониза- . интегратора по амплитуде выходного сиг ций, передаваемого с регистрирующей стан« . нала, амплитуда этих сигналов на выхМе ции, вфезультате чего на запускающий усилителя 13 резко уменьшается. вход генератора 2 поступает имйульс за- Однако на этих частотах сигнал ускопуска. рения имеет малый коэффициент гармоник, 1еиератор 2 предназначен для форми а имеющиеся гармонические составляю рования импульсной последовательности с щие имеют частоту, лежащую за предела» .законом изменения частоты, опредед юмым ми рабочих частот вибратора. программой работй, в пределах установ- Закон изменения коэффИциента .усилеленного, диапазона. Эта импульсная после >е ния блока такой, что амплитуда сигнала довате ьность используется для выработки на выходе усилителя 13 постоянна и опреуправляющего и опорного сигналов в гене деляется кодом текущей частоты генерарат ре 2 и для работы схемы 16 выдел тора 2. ния и коррекции фазовой ошибки.

Выходной сигнал вибратора, т.е. сигЭтот сигнал с помощью сумматора 4 5 нал с выхода усилителя 13, и опорный и сервозолотника 5 приводит в действие сигнал генератора 2 сравнивается по фаинерционную массу 6. Возникающее при зе в фазовом детекторе 17. Результат этом силовое воздействие через опорную сравнения, например, в виде импульсов, 582 6 ускорения,и сигнала ускорения, амплиту. да которого изменяется в зависимости от текущей частоты развертки с помощью блока адаптивной компенсации уровня сигнала. Введение. в устройство дальне- го блока для поддержании постоянной амплитуды сигнала на выходе усилителя повышает точность управления.

Кроме того, сигнал перемещения массы не подвергается двойному интегрированию, а следовательно, в этот сигнал не вносятся фазовые искажения, что повышает точность управления.

5 1010 длительность которых пропорционалыщ фазовой ошибке, поступает на вход времяимпульсного устройства 18. На другой вход время-импульсного устройства 18 поступает импульсная последовательность S с выхода генератора 2.

Эта импульсная последовательность, пройдя через время-импульсное устройство 18, поступает в генератор 2, где преобразуется в гармонический управляю- 1О щий сигнал электрогидравлической следящей системы 3 Сигнал с выхода фазовоГо детектора 17 в зависимости от величины и знака фазовой ошибки добавляют в импульсную последовательность с выхода генератора 2 или вычитает из нее такое же количество импульсов, тем самым ускоряя или замедляя процесс колебания инерционной массы 6. B результате такого управления происходит сдвиг по фазе уп- 20 равляюшего сигнала таким образом, чтобы скомпенсировать фазовый сдвиг между опорным сигналом и выходным сигналом вибратора.

В предлагаемом устройстве в качест- 25 ве выходного сигнала вибратора используется комбинированный сигнал, представляющий сумму сигналов перемещения массы, дважды интегрированного сигнала

Отсутствие одного замкнутого контура управления по поддержанию постоян« ства, амплитуды на входе фазового детектора повышает надежность устройства.

Предлагаемое устройство имеет высо» кую точность управления и надежность за счет формирования выходного сигнала вибратора, представляющего сумму сигнала перемещения массы, сигнала ускорения, амплитуда которого изменяется в зависимости от кода текущей частоты генератора, и дважды интегрированного сигнала ускорения.

Составитель Т. Райкова

Редактор А. Фролова Техред А. Бабинец Корректор А. Ильин

Заказ 2484/36 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4