Сейсмический вибратор

 

Сейсмический вибратор, включающий гидравлический возбудитель вибраций, вход которого соединен с выходом канала управления, а выходы - с первым и вторым входами канала управления, третий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, входы которого через цифровой функциональный преобразователь и рабочий счетчик импульсов поразрядно соединены с выходами запоминающего блока, а также переключатель, цифровой регулятор фазы, элемент задержки, канал дистанционного запуска, канал обратной связи по фазе и генератор, содержащий опорный счетчик импульсов, источник высокостабильных импульсов, блок синхронизации, блок ввода параметров вибросигнала, соединенные с преобразователем код - частота, причем первый выход преобразователя код - частота и выход опорного счетчика импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами цифрового регулятора фазы, выход которого подключен к первому сигнальному входу переключателя, второй сигнальный вход которого соединен с входом опорного счетчика импульсов и вторым выходом преобразователя код - частота, управляющий вход - с выходом элемента задержки, а выход - со счетным входом рабочего счетчика импульсов, выход канала обратной связи по фазе подключен к входу элемента задержки и третьему сигнальному входу цифрового регулятора фазы, а выход канала дистанционного запуска подключен к соответствующему входу преобразователя код - частота, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности вибратора за счет уменьшения ошибки установки начальной фазы вибросигнала, в него дополнительно введен фиксатор фронта опорного сигнала, первый вход которого соединен с выходом опорного счетчика импульсов, второй и третий входы - с соответствующими выходами блока синхронизации, а выход подключен к управляющему входу запоминающего блока, входы которого поразрядно соединены с выходами рабочего счетчика импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„14

114 С 01 Ч 1/04

2 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

@КОЕЙ."д Я

AATEHTH9 1ЦН ! БИБЛИО f=, А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ СССР (21) 3704860/24-25 (22) 27.02.84 (46) 23,07 ° 89. Бюл. М 27 (71) Специальное конструкторское бюро испытательных машин Производственного объединения Точмашприборп и Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72);В.М,Шевкунов,. И.С.Лев и В.А.Гродзенский (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 66!460, кл. G 01 Ч 1/04, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1082152, кл. С 01 Ч I/04, 26.04,84. (54)(57) СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР,включающий гидравлический возбудитель вибраций, вход которого соединен с выходом канала управления, а выходы — с первым и вторым входами канала управления, третий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, входы которого через цифровой функциональный преобразователь и рабочий счетчик импульсов поразрядно соединены с выходами запоминающего блока, а также переключатель, цифровой регулятор фазы, элемент задержки, канал дистанционного запуска, канал обратной связи по фазе и генератор, содержащий опорный счетчик импульсов, источник высокостабильных импульсов, блок синхронизации, блок ввода параметров вибросигнала соединенные с преобразователем код — частота, причем первый выход преобразователя код — частота и выход опорного счетчика им.пульсов соединены соответственно с первым и вторым входами цифрового регулятора фазы, выход которого подключен к первому сигнальному входу .переключателя, второй сигнальный вход которого соединен с входом опорного счетчика импульсов и вторым выходом преобразователя код — частота, управляющий вход — с выходом элемента задержки, а выход — со счетным входом рабочего счетчика импульсов, выход канала обратной связи по фазе подключен к входу элемента задержки и третьему сигнальному входу цифрово.го регулятора фазы, а выход канала дистанционного запуска подключен к соответствующему входу преобразователя код — частота, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше" ния сейсмической эффективности вибратора за счет уменьшения ошибки установки начальной фазы вибросигнала, в него дополнительно введен фиксатор фронта опорного сигнала, первый вход которого соединен с выходом опорного счетчика импульсов, второй и третий входы — с соответствующими выходами блока синхронизации, а выход подключен к управляющему входу запоминающего блока, входы которого поразрядно соединены с выходами рабочего счетчика импульсов.

3 149573

Изобретение относится к технике сейсмической разведки и может быть использовано в качестве источника сейсмических сигналов преимущественно электрогидравлического типа.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности за счет уменьшения ошибки установки начальной фазы вибросигнала. !О

На фиг..1 приведена схема вибратора, на фиг.2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Вибратор содержит последовательно соединенные канал 1 дистанционно- 15 го запуска, генератор 2, включающий опорный счетчик 3 импульсов, источник 4 высокостабильных импульсов, блок 5 синхронизации и блок б ввода параметров вибросигнала, соединенные с преобразователем 7 код " частота.

Первый выход преобразователя 7 кодчастота подключен к первому входу . цифрового регулятора 8 фазы, второй и третий входы которого подсоединены

25 соответственно к выходам опорного счетчика 3 импульсов и каналу 9 обратной связи по фазе. Канал 9 обратной связи по фазе включает в себя по-. следовательно соединенные датчик 1О колебаний опорной плиты 11, блок 12 обработки сигнала и усилитель-ограничитель 13. Выход цифрового регулятора 8 фазы соединен с первым сигнальным входом переключателя 14, второй 35 сигнальный вход которого подключен к второму выходу преобразователя 7 код — частота.

Управляющий вход переключателя 14 соединен с выходом элемента 15 задержки, входом подключенного к выходу канала 9 обратной связи по фазе, а выход переключателя 14 соединен со счетным входом рабочего счетчика 16 .импульсов. Входы начальной установки 45 рабочего счетчика 16 импульсов поэарядно подключены к выходам запоминающего блока 17, входы которого поразрядно соединены с выходами рабочего счетчика 16 импульсов. Управляющий вход 5О запоминающего блока 17 подключен к выходу фиксатора 18 фронта опорного сигнала, первый вход которого соединен с выходом опорного счетчика 3 импульсов, а второй и третий входы под- 55 ключены к соответствующим выходам блока 5 синхронизации генератора 2.

Выходы рабочего счетчика 16 импуль2 4 сов поразрядно соединены с входами цифрового функционального преоápaзователя 19, в свою очередь поразрядно подключенного к входам цифроаналогового преобразователя 20, выход которого служит одним из входов канала 21 управления. Каналы 22 и

23 обратных связей соответственно по положению гидроцилиндра и золотника электрогидравлическîro преобразователя 24 также соединены с входами канала 21 управления . Электрогидравлический преобразователь 24 механически и гидравлически соединен с гидроцилиндром 25, шток 26 которого жестко соединен с опорной плитой 11.

Как правило, в сейсморазведке в качестве выходноro сигнала вибратора используют сигнал линейно изменяющейся частоты, описываемый выражением

U(t)=A(t) sin 2 и (F — — t ) у », hF иач

P где А() — огибающая сигнала, в общем случае функция времени.

Параметры сигнала. начальная частота F „с,„,,приращение частоты Q F co знаком длительность сигнала Т, устанавливаются в блоке 6 ввода параметров вибросигнала. Перед началом работы с выбранными параметрами сигнала производят установочный запуск вибратора на неизменной частоте, равной значению начальной частоты. При этом источник 4 высокостабильных импульсов начинает вырабатывать так" товые импульсы, которые преобразователем 7 код — частота, управляемым блоком 5 синхронизации преобразуются в две импульсные последовательности, первая из которых поступает на вход цифрового регулятора 8 фазы, а вторая — на вход опорного счетчика 3 импульсов. Переключатель 14 в начальный момент соединяет вход рабочего счетчика 16 импульсов с выходом преобразователя 7 код — частота, блокируя работу цифрового регулятора 8 фазы на время переходных процессов в вибраторе.

Импульсы, заполняющие рабочий счетчик 16 импульсов, линейно дискретно увеличивают его содержимое, а затем после достижения максимального значения уменьшают его до нуля, соответственно на входе цифрового функ5732

5 149 ционального преобразователя 19 формируются цифровые отсчеты синусоидаль- ной.функции, которые преобразуются в аналоговый сигнал синусоидальной формы при помощи цифроаналогового преобразователя 20.

Выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 20 в качестве задающего сигнала поступает на один из входов канала 21 управления. Сигналы обратных связей с выходов каналов 22 и 23 обратных связей поступают на остальные входы канала 21 управления.

Электрогидравлический преобразователь

24 преобразует выходной сигнал канала 21 управления в переменный поток рабочей жидкости высокого давления, поступление которой в полости гидроцилиндра 25 вызывает его перемещения с установленной частотой. Реактивная сила через поршень со штоком и опорной плитой 11 воздействует на грунт, вызывая колебания, соответствующие сигналу цифроаналогового преобразователя 20.

Датчик 10, установленный на опорной- плите 11 вибратора, вырабатывает электрический сигнал, который после фильтрации и усиления в блоке 12 обработки сигнала преобразуется в прямоугольные импульсы той же частоты, причем фронты этих импульсов соответствуют переходу через нуль первой гармоники сигнала виброскорости опорной плиты 11.

По истечении времени задержки, установленного элементом 15 задержки, . переключатель 14 соединяет выход цифрового регулятора 8 фазы с входом рабочего счетчика 16 импульсов, т.е. контур фазовой синхронизации замыкается ..

Фиксатор 18 фронта опорного сигнала под воздействием потенциальных сигналов с выходов блока 5 синхронизации и импульсов с выхода опорного счетчика 3 импульсов изменяет состояние выхода и число, содержащееся

5 на выходах счетчика 16 импульсов рабочего канала, запоминается в запоминающем устройстве 17 в виде параллельного потенциального кода. На этом работа вибратора при установочном запуске заканчивается.

Перед началом следующего цикла (на этот раз рабочего) число, зафиксированное в запоминающем блоке 17, автоматически заносится в рабочий счетчик 16 импульсов, что обеспечивает требуемые фазовые соотношения между выходным сигналом вибратора и опорным электрическим сигналом с выхода опорного счетчика 3 импульсов и

20 без схемы фазовой синхронизации,которая в свою очередь отключается в начальный момент для исключения переходных процессов.

На фиг.2 приведены осциллограммы

25 выходных сигналов элементов вибратора при установочном запуске вибратора.

Выходной сигнал U канала I ди1 станционного запуска имеет вид корот30 кого импульса, передний фронт которого инициирует появление прямоугольного напряжения V на выходе счетчика 3 импульсов опорного канала.

Скважность этих импульсов равна двум.

Таким образом, в устройстве автоматически устанавливается начальная фаза управляющего сигнала, при которой достигается нулевой сдвиг фаз между излучаемым вибратором сигналом

40 и его опорным сигналом. При этом исключается трудоемкая операция определения задержки вибратора. Точность установки начальной фазы управляющего сигнала также повышается за счет исключения ошибок при определении средней величины задержки вибратора.

1495732

V)

vs.g (Is

Составитель Г.Бокарев

Редактор С.Пекарь Техред д,олийнык . Корректор Л.Патай

Заказ 426!/43 Тираж 484 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