Устройство для приема сейсмических сигналов
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний с подвижной инертной .массой, неподвижным первым диамагнитным стаканом, выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторамг , генератор опорной частоты , усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора, соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выходом усилителя и с первыми выходами генератора опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен блок фильтрации, состоящий из последовательно включенных фильтров, полоса пропускания которых последовательно уменьшается, а в дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний введены второй неподвижный диамагнитный статор и индуктивно связанные с катушками дифференциального праобраэозателя сейсмических колебаний две последовательно включенные катушки связи,несоединенные выводы которых подключе:;Ь| к второму выходугенератора опорной частоты, Ct 5В причем в диф1-1еренциаль юм преобразователе сейсмических колебаний кату ;;ки зашунтированы инертной массой и вторьгм неподвижным диамагнитным JgBSBS 1адзагп5 стаканом, соединопные вместе выводы катушек дифференциального преобразователя сейсмических колебаний подключены к первому входному выводу xat. блока фильтрации, второн входном вывод которого соединен через соответствующие резисторы с несоединеняыми между собой выводамн катутпек,. а выход блока фильтрации подключен О1 к входу усилитепя.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ1УБЛИН зыо C Gl V 1/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3551308/18-25 (22) 14.02.83 (46) 07.10.84. Вюл. Р 37 (72) Д.С. Рябоконь (53) 550.834(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 257776, кл. G 01 V 1/16, 1968.
2. Аксенов А.Г. и др. Индуктивное регистрирующее устройство для деформографа. Сейсмические приборы.
Вып. 9. М, "Наука", 1976, с., -.1, рис. 2 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НРИВ 1А СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний с подвижной инертной .массой, неподвижным первым диамагнитным стаканом, выполненный по мостовой хеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторами, генератор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключеи к выходу демодулятора, соединенного своими первым и вторым входами "o ответственно с выходом усилителя и с первыми выходами генератора спорной частоты, о т л и ч а ю„SU„„1117550 А щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен блок фильтрации, состоящий из последовательно включенных фильтров, полоса пропускания которых последовательно уменьшается, а в дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний введены второй неподвижный диамагнитный статор и индуктивно связанные с катушками дифференциального преобраза:зателя сейсмических колебаний две последовательно включенные катушки связи,несоединенные выводы которых подключецы к второму выходу генератора опорной частоты, причем в дифференциальном преобразователе сейсмических колебаний кату::ки зашунтированы инертной массой и вторым неподвижным диамагнитным стаканом, соедине. ные вместе выводы катушек дифференциального преобразователя сейсмических колебаний подключены к первому входному выводу блока фильтрации, второй входной вы-вод которого соединен через соответствующие резисторы с несоединенными между собой выводами катушек,, а выход блока фильтрации подключен к входу усилителя, 10
30
11
Изобретение относится к сейгмо-, логии и разведочной геофизике и может быть использовано в устройствах дл«1 приема и регистрации сейсми ческих сигналов.
Известно устройство для приема сейсмических сигналов, содержащее генератор опорного сигнала„ преобразователь сейсмических сигналов, выполненный в виде дифференциального трансформатора с переменной индуктивной связЬю, усилитель, демодулятор и регистрирующий блок .(1), Недостатками этого устройства являются невысокая чувствительность и ограничение нижнего предела частотного диапазона принимаемых сигналов частотой собственных колебаний механической части преобразователя сейсмических сигналов.
Наиболее близким к изобретению является устройство для приема сейсмических сигналов, содержащее диффе ренциальнь«й преобразователь сейсмических колебаний. с подвижной инертной массой, первым неподвижным стаканом. выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторами, генератор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора, соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выхо,Ом усилителя и с первым выходом генератора опорной частоты (2).
Недостатком известного устройства является невысокая чувствительность.
Цель изобретения — повышение чувствительности устройства для приема сейсмических сигналов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний с подвижной инертной массой, первым неподвижным стаканом, выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторами, геператор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора., соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выходом усилителя и первым Bt..;хоцом геператора опорной частоты, введен блок фильтрации, состоящий из последовательно включенных фильтров„ полоса пропускания которых последовательно уменьшается, а в дифференциальный преобразователь сейсмичеcêèõ колебаний введены второй неподвижный диамагнитный стакан и нндуктивно связанные с катушками дифференциальногс преобразователя сейсмических кол«;баний две последователь:- .о вкл оченнь«е катушки связи, несоединеннь.е вь.воды которых подключены к второму выходу генератора опорной частоты., причем л дифференциальном преобразователе сейсмических колебаний катушки зашун-. ! тированы инертной массой и Bòîрым не.подвижным диамагнитным стаканом, со диненные вместе выводы катуше.. дифференциально« о преобр; зователя сейсмических колебаний погключень. к первому входному выводу блока фильтрации, второй входной вывод которого соединен через соответствующие резисторы с несоединенными между собой выводами катушек, а вь«ход блока фильтрации подключен K BxoIJ! усилителя.
Га фиг. 1 приведена структур»«ая схема устройства для приема c= »«c»tè еск-«х ситiiBJ«oa, на фнг. 2 — конструкция дифференциального преобразоьателя сейсмических сигналов.
Устройство для приема сейсмических сигналов (фиг. 1) содержит дифференциальный преобразоa=-,ель 1 сейсмических сигна«ов опор) ной частоты, блок фильтрации, сос толший из последовательно соединенных фильтров 3 — 5, усилитель „ демодулятор 7 и рег tc TpHpVlo«Lèé блок В.
Дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов (фиг. 1) выполнен по мостовой схеме, в два †;леча ко""орой -..клк»иены резонансные контуры соответс-,венно из катушки 9„ 10 и конденсаторов 11 — 14, вь.полняющие функции сейсмопгиемников, а в два других плеча — реat«cт.:";.ы 15 и 16.
С «гнал от ген р- тора 2 о-..орной -:.астоты подается Ha, «ффе)»енциальн «Й пре образователь 1 сейсмиче-к;«х сигналов через кат ll<и 1! и 18 с вяз;::.
Д««фференць«а;«:-.ный преобрг.«о - ат .ль ейсми «еских сигналов (фиг. - ; выло tнен в виде диффер нциально Включенных pl»зонанс««ых l
3 11 преобразователь 1 сейсмических сигналов содержит цилиндрический корпус !
9, состоящий из двух одинаковых частей, соединенных при помощи винтов, В корпус ввернуты пластмассовые основания 20 и 21. На основании 21 закреплены цилиндрические диэлектрические каркаса 22 и 23 с катушками 9 и 17. На внутренней стороне диэлектрического каркаса 22 закреплен диамагнитный цилиндр 24. Концы обмоток 9 и 17 соединяются с внешними цепями через выводы 25
28. Диамагнитный цилиндр 24 соединен через вывод 29. На основании 20 закреплены цилиндрические диэлектрические каркасы 30 и 31 с катушками
10 и 188. На внутренней стороне диэлектрического каркаса 30 закреплен диамагнитньй цилиндр 32. Концы катушек 17 и 18 связи соединяются с внешними цепями через выводы 33
36. !!иамагнитный цилиндр 32 соединяется через выводы 37. Внутри каркасов на основаниях 20 и 21 установлены кольцевые ферритовые сердечники 38 и 39. Инертная масса выполнена в виде двух диамагнитных стаканов 40 и 41, соединенных через диэлектричес. кую втулку 42 шпилькой 43. Инертная масса гри помощи двух спирально-лучевых пружин 44 и 45 закреплена в металли1еской обойме 46. Внешние коль
17550 4
30 пает на катушки Ч и 1О дифференциалыного преобразователя сейсмических сигналов, два плеча котор,го образованы резонансными контурами соответственно из катушки 9 и конденсаторов 11 и 13 и из катушки 10 и конденсаторов 12 и 14, а два других плеча — резисторами 15 и 16.
Непосредственно дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов содержит катушки 9, 10, 17 и 18 и конденсаторы 11 и 12, образованные элементами 24 — 40 и 32 — 41, элементы 40 и 41 через пружины 44 и 45 и обойму 46 соединены с корпусом и являются низкопотенциальными. Конденсаторы 13 и 14 являются дополнительными и служат для точной настройки резонансной частоты дифференциального преобразователя сейсмических сигналов. В рабочем состоянии дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов ч станавливается на объект (почву).
В спокойном состоянии объекта от генератора 2 опорной частоты через катушки 17 и 18 связи в катушках 9 и 10 наводится ЭДС (фиг. 1). Величина ЭДС в обеих плечах одинаковая, так как между катушками 17. 9 и 18, 10 имеется одинаковая взаимоиндукция, а комплексные сопротивления плеч равны (колебате ьные контура настроены ца этих пружин закреплены упругими кольцами 47 и 48. Металлическая обойма 46 установлена между частями цилиндрического корпуса 19. Мe :äó половинами цилиндрического корпуса
19 установлена прокладка 49. Обе части цилиндрического корпуса 19 соединены при помощи винтов 50. Основания 20 и 2! имеют центральное резьбовое отверстие, которое закрывается пробками 51. Для регистрации линей-fbi IIBpeìeùeíèé одна из пробок может бе ть вывернута и нашпильку 43 инертной массы может быть навернута трубка 52,которая соединяется об ектом перемещения.
На-.òpoéêà диффер"-нциального пребразова-.еля 1 сейсмических сигналов производигс. гутем реремещения вдоль корпуса оснований 20 и 21.
Устр я :.òío дг-:я приема сейсмических сигналов габотает следующим образом.
Сигнал " =.шкода генератора 2 onopHot частоты (фи-.. 1) через катушки и ;8 ";:ÿçè (фиг. 1) посту35
55 иа одну и ту же резонансную частоту ., = 0,9 5 опорной частоты или
= 1,1+ опорной частоты). В два другие,"леча мостовсй схемы дифференциал -ного пр..oáðàooâàòåëÿ 1 сейсми .еских сигналов включены резис"":op л 15 и 16 с равной вели-.иной сопротивления. Дифференциальный преоб-. рязoватель 1 "еHсмических сигналов имеет баланс, на выходе его величина ЭДС близка к н:лю.
При колебаниях объекта (почвы) проис."-.одит отклонение инертно,"! массы от и >тожения ра.-.ногесия. В этом случае между катушками 17, 9 и 18, 10 ув личивается взаимспндукцпя, увеличивается индуктивность катушки 9, уменьшается экранировка ферритового сердечника 38, увеличивается емкость конденсатора 11, образованного обклад ками 24 и 40„ понижается резонансная частота колебательного контура иэ элементов 9-11-13 (при настройке
f. "- 0„91 опорной частоты), увеличивается комплексное сопротивление гле::;а, увеличивается выходная ЗДС в
«% 1i точке А (фиг, 1). В это время между катушками 9 и 10 уменьшается взаимоиндукция, уменьшается индуктивность катушки 10, увеличивается экранировка ферритового сердечника 39, умень" шается емкость конденсатора 12, образованного обкладками 32 — 41, повышается резонансная частота колебательного контура иэ элементов 10-12-14, уменьшается сопротивление плеча, уменьшается 3J(C в точке Б. На выходе дифференциального преобразователя сейсмических сигналов появляется сигнал, который поступает на вход фильтра 3 блока фильтрации, с выхода фильтра 5 — на вход усилителя 6 (фиг. 1) ° Усиленный сигнал подается на демодулятор (фазовый детектор) 7 и затем на регистрирующий блок 8. При приеме сейсмических сигналов в осно вания 20 и 21 дифференциального пре образователя 1 сейсмических сигналов ввернуты пробки 51. Дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов имеет разборную конструкцию, может иметь набор колебательных контуров с разной частотой собственных колебаний и может быть применен для приема горизонтальных и вертикаль.ных колебаний. Для приема вертикаль. ной составляющей применяется дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов, у которого спирально-лучевые пружины 44 и 45 заневолены так, что при установке инерт ной массы в корпус внутреннее кольцо пружины становится в одну пл с1Q кость с наружным кольцом пружины.
Предлагаемое устройство может работать в качестве регистрирующего устройства деформографа. В этом слу" чае корпус дифференциального преобра15 зователя 1 сейсмических сигналов устанавливается на неподвижное основание, а колебательная система через дополнительную трубку 52 жестко связывается со штангой деформографа.
Использование изобретения позволяет повысить чувствительность устройства примерно в 9 раз за счет того, что используются четыре актив25 ных элемента (9 — 12), резонансные свойства сформированных с их помощью колебательных контуров и переменная взаимоиндукцил между обмотками, 1 1 1,7550
Составитель В. Кост охин
Редактор Н. Бобкова Техред Т.Фанта Iioppexxop II. Муска
Заказ 7213/29 Тираж 710 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект .аа. 4
