Сейсмометр

 

Изобретение относится к сейсмологии и сейсморазведке и может быть использовано для измерения, в частности трехкомпонентного,величин смещений среды. Целью изобретения является повьшение чувствительности при одновременном расширении частотного диапазона. Цель достигается применением в качестве преобразователя пластины из ферромагнитного материала, прошитой намагничивающими и измерительными обмотками. Пластина консольно закреплена в корпусе сейсмометра и снабжена на свободном конце жестко скрепленной с ней инерционной массой. Намагничивающие обмотки соединены с источником постоянного тока , а измерительные - с усилителями и регистраторами. При колебаниях инерционной массы вследствие изгиба пластины изменяется магнитная связь между обмотками, что приводит к появлению сигнала, пропорционального третьей производной от смещения. В трехкомпонентном варианте пластина вьшолнена состоящей из двух перпендикулярных идентичных пластин с обмотками , скрепленных торцами друг с другом, что обеспечивает при соответствующем вычитании и суммировании сигналов измерение трех компонент колебаний. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. с (Л со R ND to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 V 1/16

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3925341/31-25, 3925340/31-25 (22) 08. 07. 85 (46) 07. 04. 87. Бюл. И- 13 (71) Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта (72) А.Г.Асан-Джалалов, А.С.Беляков, В.В.Кузнецов и В.В.Ратушный (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !!у 257776, кл. G 01 V i/16, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Р 338868, кл. G ОI V !/16, 1970. (54) СЕЙСМОМЕТР (57) Изобретение относится к сейсмологии и сейсморазведке и может быть использовано для измерения, в частности трехкомпонентного,величин смещений среды. Целью изобретения является повьппение чувствительности при одновременном расширении частотного диапазона. Цель достигается применением в качестве преобразователя пласЛ0, 1302230 А1 тины из ферромагнитного материала, прошитой намагничивающими и измерительными обмотками. Пластина консольно закреплена в корпусе сейсмометра и снабжена на свободном конце жестко скрепленной с ней инерционной массой. Намагничивающие обмотки соединены с источником постоянного тока, а измерительные — с усилителями и регистраторами. При колебаниях инерционной массы вследствие изгиба пластины изменяется магнитная связь между обмотками, что приводит к появлению сигнала, пропорционального третьей производной от смещения. В трехкомпонентном варианте пластина выполнена состоящей из двух перпендикулярных идентичных пластин с обмотками, скрепленных торцами. друг с другом, что обеспечивает при соответствующем вычитании и суммировании сигналов измерение трех компонент колебаний. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1302230

Изобретение относится к технике регистрации колебаний при сейсмологических и сейсморазведочных исследованиях, в частности к многокомпонентным измерениям величины смещения час- 5 тиц среды, и мсжет быть использовано при сейсморазведочных работах и в сейсмологической практике.

Цель изобретения — повышение чувствительности при одновременном расширении частотного диапазона.

На фиг. 1 и 2 изображен сейсмометр, однокомпонентный вариант; на фиг. 3 и 4 — то же, трехкомпонентный вариант; на фиг. 5 — схема электри15 ческих соединений обмоток трехкомпонентного сейсмометра.

Сейсмометр (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором жестко закреплен преобразователь 2, к свободному концу которого жестко прикреплена инерционная масса 3. В пластине преобразователя 2 выполнены отверстия, в которые уложены намагничивающая обмотка 4 и измерительные обмотки

5 и 6, симметричные относительно продольной оси преобразователя. Намагничивающая обмотка 4 соединена с источником постоянного тока. Измерительные обмотки 5 и 6 соединены последовательно.

Трехкомпонентный вариант сейсмометра состоит из корпуса 1, в котором жестко закреплена первая пластина 7 преобразователя. К свободному 35 концу этой пластины жестко прикреплена вторая пластина 8, снабженная на свободном конце инерционной массой 3, также жестко прикрепленной к этой пластине. В пластинах 7 и 8 вы-. полнены отверстия, в которые уложены намагничивающие обмотки 9 и 10, измерительные обмотки 11-14. Намагничивающие обмотки 9 и 10 соединены последовательно с источником 15 постоянного тока.

Измерительные обмотки 11-14 соединены с усилителями 16-19 соответственно. Выходы усилителей 16 и 17 соединены с входами усилителя 20, 50 осуществляющего операцию вычитания.

Выходы усилителей 18 и 19 соединены с входами усилителя 21, также осуществляющего операцию вычитания.Выходы всех усилителей также соединены с входами усилителя 22, осуществляющего операцию сложения.

Сейсмометр работает следующим образом.

При смещении корпуса 1 на инертную массу 3 действует инерционная сила, пропорциональная произведению массы на ускорение корпуса. Эта сила вызывает в пластинах 7 и 8 механические напряжения, пропорциональные ускорению корпуса 1. Изменение механических напряжений вызывает пропорциональное им изменение электрофизических свойств материала пластин.Это вызывает изменение связи между намагничивающими обмотками 9 и 10,соединенными с источником 15 постоянного тока, и измерительными обмотками

11-14 преобразователей. Амплитуда

ЭДС, возникающей в измерительных обмбтках, пропорциональна скорости из. менения соответствующего вектора инерционной силы и усиливается уси- лителями 16-19. Разность напряжений на выходах усилителей 16 и 17 пропорциональна третьей производной от смещения по оси Х (U„ = K „ X ). Разность напряжений на выходах усилителей 18 и 19 пропорциональна третьей производной от смещения по оси Y(U =

= К„Y)., Сумма напряжений на выходах усилителей 16-19 пропорциональна третьей производной от смещения по

ocH z (Ui K ZZ)

Использование изобретения позволяет повысить чувствительность и точность измерения сейсмических колебаний одновременно в трех направлениях, особенно при измерениях в скважинах на большой глубине — не менее, чем в 10 раз, и расширить частотный диапазон, Повышается также надежность измерения в связи с тем, что преобразователь не имеет подвижных частей, выполнен из прочной электротехнической стали достаточно большого сечения, что допускает значительные перегрузки без нарушения работоспособности, не нуждается в демпфировании, арретировании и установке по уровню.

Точность измерения повышается также в связи с тем, что чувствительность преобразователей практически не зависит от температуры в диапазоне от

-20 до + 120 С, а использование для намагничивания постоянного тока не вносит дополнительных погрешностей от его нестабильности.

Использование постоянного тока намагничивания позволяет поднять разрешающую способность преобразователя в связи с отсутствием шумов от эффекта Баркгаузена и магнито3 13 стрикции. Увеличению чувствительности также способствует жесткость конструкции преобразователя, позволяющая применять инерционную массу большой величины.

Формула изобретения

1. Сейсмометр, содержащий корпус, инерционную массу, упруго подвешенную в корпусе, и преобразователь, отличающийся тем, что, с целью .повышения чувствительности при одновременном расширении частотного диапазона, преобразователь выполнен в виде пластины из ферромагнитного материала, один конец кото02230 4 рой жестко закреплен в корпусе,другой конец жестко скреплен с инерционной массой, причем в пластине симметрично относительно продольной оси выполнены отверстия, в которых размещены намагничивающие и измерительные обмотки.

2. Сейсмометр по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью !

О обеспечения возможности измерения трех компонент сейсмоколебаний,пластина выполнена в виде двух идентичных пластин, снабженных измерительными и намагничивающими обмотками

15 и соединенных торцами с поворотом своих плоскостей друг относительно друга на 90

1302230

Корректор С. Шекмар

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

1Р

7.Составитель M.Ñïàññêèé

Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова

Заказ 1215/46 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ь

1Ф