Устройство для приема сейсмическихи звуковых сигналов

 

О П И С А Н И Е (805221

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соктз Советских

Социалистических

Республик

+ ъ. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.01.75 (21) 2097092/18-25 (5l ) М. Кл з с присоединением заявки №вЂ”

G01 Ч!/16

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6 (53) УДК 550.83 (088,8) еа делам изобретений н открытей

Дата опубликованная описания 25.02.81 (72) Авторы изобретения

P. Ф. Никитченко т,1 тр ..но пхни,,(, 1т

Ордена Трудового Красного Знаме и институт горного дела им. А. А. Ско оЮ тт".РТЕ. ;. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СЕЙСМИЧЕСКИХ

И ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к постановке наблюдений по локации твердых и .жидких сред в сейсмическом и звуковом диапазоне и может быть использовано при локации реальных сред в горной, строительной и металлургической промышленности, а также в раз. ведочной и поисковой геофизике и гидролокации.

Известно устройство приема сейсмических колебаний, представляющее собой интерференционную систему, состоящую из нескольких приемников, расположенных в разных точках. Принимаемые этими приемниками колебания суммируются с фазовыми сдвигами, за счет чего амплитуда резуль-. тирующего колебания изменяется в зависимости от направления прихода регистрируемого колебания jlj.

Недостатком этого устройства является громоздкость, невозможность проведения измерений в одной точке, сравнительно слабая направленность.

Известно также устройство приема сейсмических колебаний, состоящее из трехкомпонентной установки приемников, усилителей и смесителя.

В этом устройстве принятые сигналы по компонентам приема смешивают между со. бой с учетом заранее расчитываемых и устанавливаемых по ступеням угловых фазовых поворотов относительно общей точки приема. При этом получают диаграмму направленности группы сейсмоприемников, по форме эквивалентную диаграмме направленнос- ти одного сейсмоприемника {восьмерка с кру говым-раскрытием своих лепестков), но направленную на предполагаемый источник изт0 лучения. Во всех случаях используют многоканальную систему регистрации, при которой по полученным суммолентам рассчитывают и определяют основной вектор приходящего сигнала (21.

Недостатками известного устройства являются довольно слабая направленность системы наблюдения, сложность аппаратурного тракта, многоканальность приема и громоздкость сложных расчетов с привлечением электронно-вычислительных машин.

Цель изобретения — осуществление одноканального остронаправленного приема основной составляющей полезного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, состоящее из трех жесткосвя805221

"занных между собой и ортогональнор".сположенных сейсмо- или звукопрнемников, усилителей и смесителя, введены детекторы, установленные между усилителями по каждой компоненте приема и смесителем, а также после. смесителя на общем выходе. При этом детектор основной (радиальной) компоненты приема собран по однополупериодной схеме выпрямления, детекторы каждой из двух боковых (тангенциальных) компонент приема собраны по двухполупериодной схеме выпрямления, а детектор на общем выходе 1о собран по схеме простого электронного ключа. Смеситель выполнен по схеме синфазнопротивофазного суммирования, для чего после детекторов выводы от боковых компонент электрически соединены между собой син{5 фаэно и к ним в противофазе подсоединен вывод от основной компоненты. Кроме того, усилители сигналов боковых (тангенциальных) компонент выполнены с коэффициентов усиления в 5 — 20 pas большим, чем усилитель сигналов основной (радиальной) р{) компоненты приема.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из приемников 1, 2 н 3, соединенных через усилители 4, 5 н 6 с детекторами 7, 8, 9 н 11. Все детекторы 25 связаны со смесителями 10.

Устройство работает следующим образом.

Полезный сигнал в точке приема систе- . мой из трех жестко связанных между собой и ортогонально расположенных по основзо ным осям своих чувствительностей сейсмоили звукоприемникоц 1, 2 и 3 раскладывается на основную (радиальную) и две боковых (тангенциальных) компоненты. Сигналы этих компонент усиливаются своими усилителями 4, 5 и 6 так, что сигналы тангенциальных компонент имеют усиление в 5 — 20 раз больше, чем сигнал радиальной компоненты. Усиленные сигналы компонент приема направляются в свои детекторы так, что сигнал радиальной компоненты выпрямляет- 4о ся детектором 7 с однополупериодной схемой выпрямлении, а сигналы тангенциальных компонент выпрямляются детекторами 8 и 9 с двухполупериодной схемой выпрямления.

Основной (радиальный) приемник работаеттолько в одну сторону своего колебания (используется один лепесток восьмерки его формы направленности), а два боковых (тангенциальных) приемника пропускают сигналы полного колебания боковых составляющих: в точке приема. Затем, выпрямленные сигна- .5О лы по компонентам приема идут в общий смеситель 10, выполненный таким образом, что из радиальной компоненты постоянно вычитаются синфазно суммированные тангенциальные компоненты. Выпрямленные сиг-. налы двух тангенциальных компонент электрически соединяются между собой со строго однозначной полярностью (сиифаэно), и их суммарный сигнал электрически подсоеди4 ияется к сигналу радиальной компоненты противоположного знака полярности (противофазно) — схема смешанного синфаэно-противофаэного суммирования. На выходе устройства общий суммарный сигнал еще раз детектируется в детекторе 11, приобретает строго однозначную полярность и нанравляется в регистратор. Используется одноканальная система регистрации. Получаемый на выходе общий суммарный электрический сигнал является непосредственной функцией направления на источник излучения.

В случае прихода общего сигнала возмущения под некоторым углом (более 3 — 5 ) к оси основной чувствительности приемного устройства (к оси радиального приемника), появляется значительный суммарный сигнал на тангенциальных приемниках„который смешиваясь в противофазе с основным сигналом радиального приемника, или существенно снижает его (сигнал радиального приемника) по амплитуде, или полностью гасит его и меняет полярный знак при суммировании. В последнем случае этот сигнал противоположного знака полярности задерживается на выходе устройства повторным детектированием. Таким образом, предлагаемым приемным устройством регистрируются сигналы только основной (радиальной) составляющей при условии их амплитудного превосходства над суммарными сигналами боковых (тангенциальных) составляющих искомого приема. Подбирая соответствующим образом величину усиления сигналов боковых составляющих, можно максимально ограничить направленность приема только по основной оси чувствительности радиаль. ного приемника, а, следовательно, и всего приемного устройства. Эту функцию выполняют усилители, подключенные к выходам приемников. При отношении чувствительностей по боковым сигналам к основному в 05 и увеличении коэффициента усиления боковых компонент по отношению к основной в 5 раз, угол раскрытия приема составляет

15, при увеличении коэффициента усиления боковых компонент до 20 раэ, чувствительность устройства практически ограничивается только основной компонентой, В результате на выходе предлагаемого приемного устройства получают результирующий сигнал, интегрированный по основному вектору чувствительности устройства и не требующий специальных расчетов по фазовой корреляции отдельных координатных компонент приема. Диаграмма направленности устройства приобретает форму острого, сильно вытянутого эллипса с углом раскрытия уверенного приема в 3 — 5, Достоинством устройства является одноканальная регистрация с остронаправленным однозначным и прямым (без последующих раснетов) определением основного вектора приходящего сигнала.

80522 Формула изобретения

1. Устройство для приема сейсмических н звуковых сигналов, содержащее трн ортогональных, жесткосвязанных между собой сейсмо- нлн звукопрнемннка, усилители н смеснтель, отличающееся тем, что, с целью осуществления одноканального остронаправленного приема основной составляющей полезного сигнала, в устройство введены детекторы, установленные между усилителями по каждой нз компонент приема н смесите- 1о лем, а также после смесителя на общем выходе.

2. Устройство по и, 1, отличающееся тем, qT0 детектор основной компоненты приема 15 собран по однополупернодной схеме выпрямлення, детекторы каждой нз двух боковых компонент приема собраны по двухполупернодной схеме выпрямлення, а детектор на

6 общем выходе собран по схеме электррнного ключа.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что смеснтель выполнен по схеме смешанного сннфазно-протнвофазного суммнровання, для чего выводы от боковых компонент электрически соедннены между собой сннфазно н к ннм в противофазе подсоедннен вывод от основной компоненты.

4, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что усилители сигналов боковых компонент прнема выполнены с коэффициентом уснлення большим чем усилитель снгналов основной компоненты приема.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертнзе

1. Гурвич И. И. Сейсмическая разведка-, М., «Недра», 1970, с. 92.

2. Гальперин Е. И. Вертикальное сейсмнческое профнлнрование, М., «Недра», 1971, с. 127 (прототнп).

Составитель Э. Волконский

Редактор Л, Повхан Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 0643I68 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб„д. 4(5

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