Способ определения собственной частоты и затухания электродинамических сейсмоприемников

 

Изобрегение относится к сейсмометрни, а именно к контролю параметров сейсмоприемников как при их производстве , так и в эксплуатации. Цель изобретения - повьшение точности определения собственной частоты и затухания . Возбуждение сейсмоприемника осуществляют частотно-модулированным сигналом с центральной частотой, равной номинальной собственной частоте сейсмоприемника, после чего выходной сигнал сейсмоприемника подвергают фазовому детектированию, и по величине постоянной составляющей выходного сигнала фазового детектора судят об отклонении собственной частоты от номинальной, а по величине переменной составляющей выходного сигнала фазового детектора судят о величине затухания. Использование способа позволяет повысить точность определения параметров, обеспечить условие для автоматизации процесса измерения, проводить калибровку сигналами, близкими по уровню к регистрируеьпл-. 2 ил.

СООЗ С08ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288764/24-25 (22) 22.07.87 (46) 30 ° 03.89. Бюл. ¹ 12 (72) П.И.Колчин и Г.А.Игнатьев (53) 550.83(088,8) (56) Слуцковский А.И. Сейсморазведочная аппаратура. М.: Недра, 1970, с. 50-52.

Авторское свидетельство СССР

¹ 603931, кл. С 01 V 1/16, 1976. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ

ЧАСТОТЫ И ЗАТУХАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СЕЙСИОПРИЕМНИКОВ (57) Изобретение относится к сейсмометрии, а именно к контролю параметров сейсмоприемников как при их производстве, так и в эксплуатации. Цель изобретения — повышение точности определения собственной частоты и за1

Изобретение .относится к сейсмометрии, а именно к контролю параметров сейсмоприемников как при их производстве, так и в эксплуатации.

Цель изобретения — повышение точности определения собственной частоты и затухания за счет использования фазовых характеристик °

На фиг.1 показана структурная схема устройства, реализующего способ, на фиг.2 — графики, поясняющие способ.

Устройство содержит первый и второй генераторы . 1 и 2 возбуждающего сигнала, резистор 3, сейсмоприемник

4, резисторы 5-8, операционный усилитель 9, фазовый детектор 10, фазовращатель 11, .компаратор 12, фильтр

„„SU„, 1469481 А1 тухания. Возбуждение сейсмоприемника осуществляют частотно-модулированным сигналом с центральной частотой, равной номинальной собственной частоте сейсмоприемника, после чего выходной сигнал сейсмоприемника подвергают фаэовому детектированию, и по величине постоянной составляющей выходного сигнала фазового детектора судят об отклонении собственной частоты от номинальной, а по величине переменной составляющей выходного сигнала фазового детектора судят о величине затухания, Использование способа позволяет повысить точность определения параметров, обеспечить условие для автоматизации процесса измерения, проводить калибровку сигналами, близкими по уровню к регистрируемым. 2 ил.

2 низких частот 13, фильтр !4 настроенный на частоту модуляции.

Позицией 15 показано изменение частоты возбуждающего сигнала от времени, 16 -18 — фаэовые частотные характеристики сейсмоприемников с различными собственными частотами и затуханиями, 19-21 — сигналы на выходе фазового детектора.

Способ осуществляют следующим образом.

Генераторы 1 и 2 формируют частотно-модулированный сигнал, который через резистор 3 подается на обмотку электродинамического сейсмоприемника 4. Выходной сигнал с обмотки сей-" смоприемника 4 через устройство компенсации омической составляющей вы1469481 ходного сопротивления сейсмоприемника на резисторах 5-8 и операционном усилителе 9 подается на фазовый детектор 10 опорное напряжение кото9

5 рого формируется из выходного напряжения генератора 2 с помощью фазовращателя 11 и компаратора 12. С выхода фазового детектора 1д выходное напряжение подается на вход фильтра низких частот 13 и вход фильтра промежуточной частоты 1.4, настроенного на частоту модуляции.

При подаче возбуждающего напряжения 15 на сейсмоприемник происходит модуляция фазы выходного сигнала согласно графиков 1б-18. График 17 отражает фазовую характеристику сейсмоприемника с собственной частотой, равной номинальной. При этом после 20 фазового детектирования форма выходного напряжения будет в виде графика 19, т.е. определенной амплитуды и без постоянной составляющей. Графики 20 и 21 показывают результат 25 детектирования сигналов с сейсмоприемников, имеющих отклонения от номинальных параметров. При этом видно, что увеличение затухания уменьшает амплитуду переменной составляющей (график 21), а увеличение собственной частоты приводит к положительному смещению в выходном сигнале (график 20). Данный способ измерения собственных частот и затухания не имеет систематической погрешности.

Для колебательных звеньев второго порядка зависимость фазы в функции частота описывается выражением

q(f) = ц + arctg — — — (1)

2Р п 40 о. п где Ц, — угол, кратный 90 ;

lJJ — затухание;

n = f/foÔ

f — частота, 45

f — собственная частота звена.

Из выражения (1) следует, что фаза равна нулю или 90 только для частоты, равной собственной частоте звена, а наклон или чувствительность 0 звена (как модулятора фазы) определяется только затуханием (pi) и определяется вблизи точки (n « 1) выражением йФ 1

dn 2P (n 1) (2)

Помехи, наводимые сейсмическим шумом на выходе сейсмоприемника, подавляются в фильтрах 13 и 14, а полезная составляющая выделяется на их выводах. Глубина модуляции возбуждающего сигнала выбирается с учетом линейности .фазовой частотной характеристики вблизи .от собственной частоты сейсмоприемника.

Использование способа контроля параметров сейсмоприемников по сравнению с существующими обеспечивает повышение точности определения параметров сейсмоприемника, обеспечивает условия для автоматизации процесса измерения, а также проверку параметров при возмущениях амплитуды сигналов возбуждения, близких к рабочим, без существенной потери в точности.

Формула изобретения

Способ определения собственной частоты и затухания электродинамических сейсмоприемников, заключающийся в возбуждении сейсмоприемника электрическим сигналом и в последующем анализе выходного сигнала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения собственной частоты и затухания, сейсмоприемник возбуждают частотно-модулированным сигналом с центральной частотой, равной минимальной собственной частоте сейсмоприемника, затем его выходной сигнал подвергают фазовому детектированию, используя в качестве опорного напряжение, сдвинутое по фазе на 90 относительно сигнала возбуждения, после чего иэ детектированного сигнала выделяют постоянную составляющую и. составляющую с частотой модуляции сигнала возбуждения, и по величине постоянной составляющей судят об отклонении собственной частоты от номинальной, а по амплитуде составляющей с частотой модуляции судят о величине затухания, 1469481 (ераР) Составитель А.Володин

Техред М.Дидык Корректор Л.Ни.и пенно

Редактор Н.Горват

Заказ 1358/53 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101