Система управления вибрационным источникомсейсмических сигналов

 

Сеез Севетскии

Сециалистическмк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ВТИЗЬСТВУ ц802883 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22).Заявлено 120778 (21) 2644443/18-25 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 07,02.81, Вюллетемь И9 5

Дата опубликования еаисаиия 070281 (5 ) м (, 3

G 01 V 1/04

Гаеуларствеяяый квинтет

СССР

IIo Ac363I N3oOpNRIINO в вткрытк1 (53) УДК 550.834 (088.8) с .1

A. С. Шагинян, A. Г. Асан-Джалалов, В. 3g.Пантелеев и Е. A. Храбров .Г;".;,; °

БЩя! .*", Специальное конструкторское бюро сейсмн ники

P2) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) СИС 1 ЕИА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОНННИ

ИС 1ОЧНИКОИ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к сейсморазведочной технике, а именно к устройствам для управления источником сейсмических сигналов вибрационного действия.

Известна система управления вкбрационными источниками сейсмических. сигналов, содержащая задающий генератор., блок управления и блок фаэовой коррекции, обеспечиващщие соответствие фаз выходного сигнала вибратор а и контрольного сигнала (1) ..

Сигнал обратной связи в системе берется с сейсмоприемннка, установленного около опорной плиты вибратора.

Недостатком данной системя являфгся то, что при разных грунтах наблюдается несоответствие по фазе между сигналом сейсмоприемника и движением опорной плиты вибратора.

Кроме того, сейсмоприемник на частоте,близкой к собственной, вносиу большие фазовые искажения.

Известна система управления, в которой сигнал обратной связи по перемещению опорной плиты, подаваемой на блок фаэовой коррекции, снимается с датчика ускорения, например, пьезоэлектрического типа, установлен. ного на опорной плите вибратора (2), В диапазоне средних и высоких частот более 15- 20 Гц величина и форма сигнала, снимаемого с датчика ускорения, обеспечивает нормальную работу блока фазовой коррекции. При частотах ниже 15 Гц величина выходного сигнала основной гармоники датчика ускорения становится меньше уровня высокочастотных составляющих, на фоне которых основной сигнал практически неразличим, причем его невозможно вщделить без фазовых искажений. Поэтому блок фазовой коррекции, испольузющийся в качестве обратной

15 .связи по фазе сигнала датчика ускорения, работает неудовлетворительно s области низких частот менее 15 Гц.

Наиболее близкой по техническим свойствам к предлагаемому нзобрете20 нию является система управления вибрационным источником сейсмических сигналов, содержащая задающий генератор, блок управления, блок фаэовой коррекции, установленные на массе

25 статической подгруэки,н датчик ускорения, смонтированный на опорной плите, выход которого связан с входом блока фазовой коррекции (31.

Недостатком известной системы яв30 ляется то, что ка низких частотах об802883 ратная связь осуществляется по сигналу перемещения реактивной массы относительно опорной плиты, который не совпадает с перемещением опорной плиты. Причем эта разность фаз зависит от свойств грунта и на частотах

10-15 Гц на мягких грунтах может составить 60-70е .

Таким образом, данная система на низких частотах не обеспечивает точного состояния фазы движения опорной плиты вибратора фазе контрольного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения контрольного сигнала вибратора в области низких частот.

Поставленная цель достигается тем, что между массой статической подгруэки и опорной плитой установлен датчик перемещения, выход которого соединен с выходом датчика ускорения.

Иа чертеже изображена функциональная схема предлагаемой системы.

d0

Задающий генератор 1 соединен с щ блоком управления 2. Выход блока 2 управления связан с гидроусилителем

3, который закреплен на реактивной массе 4 возбудителя вибрации и связан с цилиндром 5, выполненньм в реактивной массе 4. В цилиндре 5 расположен плунжер 6, жестко связанный с опорной плитой 7, на которой установлена масса 8 статической подгрузки посредством упругих связей 9 (например, пневмоопора}.На опорной плите 7 смонтирован датчик ускорения 10,соединенный с входом блока 11 фазовой коррек- ции.Между массой 8 статической подгруэки и опорной плитой 7 установлен датчик 12 перемещения силы скорости, 4О выход которого соединен с выходом датчика ускорения.

Система управления работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает контрольный и рабочий сигналы. Рабочий сигнал поступает на блок управления 2, который управляет работой гидроусилителя 3 и обеспечивает движение опорной плиты 7 в соответствии с рабочим сигналом. Иэ-за динамических свойств системы вибратор-земцу движение опорной плиты 7 не совпадаетФ по фазе с рабочим сигналом, отставая от него на определенный угол, зависящий от свойств системы управ- 55 ления и грунта. Для приведения в соответствие фазы движения опорной плиты контрольному сигналу блок 11- . фазовой коррекции сравнивает фазу движения опорной плиты 7 с фазой контрольного сигнала и в соответствии с этим изменяет фазу рабочего сигнала так; чтобы движение опоркой плиты полностью соответствовало по фазе контрольному сигналу.

Сигнал обратной связи движения опорной плиты снимается с датчика ускорения.

На низких частотах (4-15 Гц) этот сигнал настолько мал, что невозможно выделить основную гармонику из шумов и высших гармоник. Собственная резонансная частота системы, зависящая от массы 8 статической подгрузки и упругих связей 9, выбирается меньше нижней границы диапазона рабочих частот вибратора, поэтому в рабочем диапазоне частот колебания опорной плиты

7 не передаются на массу 8 и она .практически неподвижна. Благодаря этому датчик 12 перемещения вырабатывает сигнал, пропорциональный перемещению опорной плиты 7. Так как на других частотах перемещение опорной плиты значительное (на частотах

15-20 Гц до 5 мм), то на выходе датчика 12 имеется сигнал, значительно превышающий сигнал с датчика ускорения 10 и достаточный для работы блока 11 фазовой коррекции. Этот сигнал суммируется с сигналом датчика ускорения, и во всем диапазоне частот обеспечивается нормальная работа блока 11 фазовой коррекции. При этом повышается точность воспроизведения по фазе контрольного сигнала, особенно в области низких частот. Если конструкция вибратора при установке источника в рабочее положение приводит к значительному изменению расстояния между массой статической нагрузки и опорной плитой 7 и к статическому смещению датчика 12 относительно среднего .положения, то выход датчика 12 перемещения необходимо соединить с выходом датчика ускорения через блок выделения динамической составляющей (не показан).

Вместо датчика перемещения может быть установлен датчик скорости, вырабатывающий сигнал, пропорциональный скорости движения плиты 7.

Сигнал подается на интегрирующее устройство (не показано) и после него на выход датчика ускорения 10.

Повышение точности воспроизведения контрольного сигнала по фазе на низких частотах дает возможность проводить сейсморазведочные работы в районах с глубоким залеганием определяющих горизонтов и сложными геологическими условиями, т.е. там, где требуется работа в низкочастотном диапазоне.

Формула изобретения

Система управления вибрационным источником сейсмических сигналов, содержащая задающий генератор, блок управления„ блок фазовой коррекции, установленные на массе статической подгрузки, и датчик ускорения, смон802883. Составитель Л. Солодилов

Редактор N. Стрельникова Техред N.Ëåâèöêàê Корректор М. Шароши

Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Заказ 10608/58

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тированный на опорной плите, выход которого связан с входом блока фаэовой коррекции, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения контрольного сигнала в области низких частот, между массой статической подгрузки и опорной плитой установлен датчик перемещения, выход которого соединен с выходом датчика ускорения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Патент США 9 3208545, кл. 181-5, опублик. 1965.

2. Патент США Р 3795286, кл. 181-5, опублик. 1974.

3. Патент США 9 3854118, кл. 340-17, опублик. 1974 (прототип)