Способ преобразования сейсмических сигналов и устройство для его реализации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ДЯ

ОП ИСАНИЕ (11) 6231 68

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявленоp2 р6 76 (21)2367896/18-25 с присоединением заявки № 2367897/18-25 (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.09 78,Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания м,оз.тв

2 (51) М. Кл

С, 01V 1/1Е

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 550.834 (088.8) (72) Автор изобретения

Е, С. Шаньгин

Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ С1!ГНАЛОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ EГО PEАJII!ЗА11И1!

Изобретение относится к способам и технике регистрации сейсмических колебаний и может найти применение в сейсмологии и разведочной геофизике.

Известны способы преобразования сейсмических сигналов и устройство для его реализации, содержащее инерционный элемент и и ьезоэлектрический сверхнизкочастотный преобразователь (1). Способ заключается в том, что амплитуда резонансных колебаний пьезоэлемента, возбуждаемых генератором опорной частоты, модулируется низкочастотными колебаниями инерционного элемента, которым нагружен пьезоэлемент.

Известным способом трудно преобразовывать сейсмическйе сигналы при знакопере15 менных процессах. Кроме того, для реализации способа необходим акселерометр.

Известен также способ преобразования сейсмических сигналов (2), заключающийся в том, что модулируют опорную частоту с помощью внешнего генератора в первичной о катушке дифференциального трансформатора, сигналы в двух вторичных катушках которого взаимно сбалансированы с помощью мостовой схемы. Модуляция опорной частоты осуществляется при перемещении вторичных катушек относительно первичной под воздействием сейсмического сигнала.

В устройстве, реализуюгцем способ, в качестве преобразователя сейсмических колеба ний в электрические применен дифференциальный трансформатор. состоящий из двух за кренленных в корпусе сейсмоприемника катушек, внутри которых в качестве инертной массы помещена третья катушка. Последняя запитывается переменным током, и в ее обмотке генерируется опорная частота. Прн симметричном положении подвижной катушки в двух других катушках наводятся .1ДС одинаковой величины, так как катушки вклю чены в мостовую схему, сигнал на выходе которой равен нулю. При отклонении подвижной катушки от среднего положения происходит разбаланс моста и на вход фазочувствительного детектора подается модулированный высокочастотный сигнал, пропорциональный принимаемому сейсмическому сигналу, Недостатками это о способа н устройства, реализующего его, являются ограничение нижнего предела частотного диапазона принимаемых сигналов частотой собственных колебаний механической части сейсмпприемников, а также искажение формы рс623168

3 гистрируемых сигналов за счет использования демпферных устройств.

Цель изобретения — расширение частотцого диапазона регистрируемых сигналов. 5

Указанная цель достигается тем, что опор ную частоту генерируют путем возбуждения гармонических незатухающих колебаний инертной массы сейсмоприемника, причем, устройство для реализации способа снабжено катушкой, закрепленной на корпусе, обмотка которой соединена с генератором опорной частоты, а инертная масса, выполненная в виде постоянного магнита, помещена в поле упомянутой катушки.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Генератор 1 опорной частоты соединен с обмоткой катушки 2.

Инертная масса 3, подвешенная к корпусу 4 на упругих элементах 5, помещена внутрь катушки преобразователя 6, соединенного с демодулятором 7.

Устройство работает следующим образом.

При включении генератора 1 опорной частоты переменное напряжение подается в 25 обмотку катушки 2. При этом инертная масса 3, представляющая собай постоянный магнит, подвешенный к корпусу 4 на упругих элементах 5, начинает совершать гармонические незатухающие колебания. Преобразователь 6 воспринимает колебания инертной массы и колебания корпуса сейсмоприемника и преобразует механические колебания в электрические. На выходе преобразователя получают опорные колебания, соответствующие колебаниям инертной массы. модулированные по амплитуде колебаниями корпуса сейсмоприемника. Модулированные колебания подаются в демодулятор 7, где исключаются опорные колебания и восстанавливается форма колебаний корпуса с«йсмоприемника.

Предложенное устройство можно реализовать в виде вертикального «йсмоприемника, содержа щего маятник. и редста вл я ющий собой постоянный магнит, подвешенный с помощью магнитных сил и совершающий 45 вертикальные колебания под действием переменного магнитного поля охватывающей его катушки, расположенной у < Iliolo из полюсов магнита. Катушка получает питание от внешнего генератора. Колебания снимаются с помощью электромагнитного 5О преобразователя, выполненного в виде катушки, охватывающего магнит у противоположного полюса. Частота колебаний магнита вьюирается выше частоты верхнего Ilpeдела диапазона принимаемых частот ко4 лебаний. Для большей помехоустойчивости частота колебаний инертной массы выбирается в У 2 раза меньше частоты собственных колебаний.

Изобретение позволяет расширить l Ieтотный диапазон принимаемых сейсмических сигналов в низкочастотной его части, так как способ преобразования сейсм ических сигналов, основанный на модуляции опорной частоты регистрируемыми низкочастотными сейсмическими сигналами, ограничивает частотный диапазон только в высокочастотной его части частотой колебаний инертного тела. Динамический диапазон также расширяется, TdK как колеблющееся е постоянными параметрами магнитное инертное тело позволяет получить на выходе преооразователя (катушки) сигнал постоянной величины, не зависящий от скорости и амплитуды сейсмического сигнала. Динамический диапазон ограничивается только возможностями демодулятора. Кроме того, исключается необходимость в демпфирующем устройстве, что упрощает конструкцию сейсмоприемника. Уменьшается вес сейсмоприемника, так как инертная масса, используемая при преобразовании сейсмических сигналов предлагаемым способом, намного меньше используемой в традиционных схемах. с

Формула изобретения

l. Способ преобразования сейсмических сигналов, основанный на модуляции опорной частоты принимаемыми сигнала vill, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона регистрируемых сигналов, опорную частоту генерируют путем возбуждения гармонических незатухающи х колебаний инертной массы сейсмоприемника.

2. Устройство для реализации спосооа, по п. I, содержащее инертную массу, пружины, корпус, источник опорного сигнала и преобразователь сейсмических колебаний в электрические, отличающееся тем, что о»о снабжено катушкой, закрепленной на корпусе, обмотка которой соединена с генератором опорной частоты, а инертная масса, выполненная в виде постоянного магнита, помещена в поле упомянутой катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сейсмические приборы, вып. 7, М., «1-1аука», 1976, с. 42 — 48.

2. Авторское свидетельство СССР

ЛЪ 257776, кл. G 01 V !/16, 1968.

623168

Составитель В. Зверев

Редактор Т. Орловская Техред О. Луговая Корректор 3,. Мельниченко

3 а к аз 4901/44 Тираж 702 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета Совгя а Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4