Сейсмический вибратор Советский патент 1983 года по МПК G01V1/09 

1 Изобретение относится к устройствам цля Еозбужцения вибрационных сейсмических сигналов на поверхности земли. Известны сейсмические вибраторы, содержащие возбудитель вибраций, укрепленньй на транспортном срецстве так, что при возбужцении сигнала, воз- буцитель вибраций прижат и грунту, а транспортное средство приподнято над ним. Устройство позволяет производить возбуждение сигнала в стационарной, точке Г1 J .- . Однако вибраторы юблаца рт минимйл ными техническими возможностями в смысле суперпозиции возбуждаемых с налов, не отличающимися от возможност импульсных иcтc никoв с минимальнойпроизводительностью, так как процесс возбуждения сигналов и перемещения ви раторов не совмещены во времени. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является сейсмический вибратор, включающий транспортное средство с установленными на нем силовым приводом с органом управления генератором сигнала развертки и возбуаи1елем вибраций. В процессе возбуждения сигналов вся установка может перемещаться по профилю. Такое устройство обладает- более щирокими техническими возможностями пространственной суперпозиции возбуж- даемых сигналов,, так как каждый цуг возбуждаемых колебаний может быть распределен в пространстве. А за счет совмещения возбуждения с перемещение повышается производительность работ {. Однако технические возможности известного вибратора недостаточно широки так как устройство позволяет производи перемещение источника лищь по заранее рассчитанным жестким законам, и при изменении какого-либо их параметров (например, скорости изменения частоты систему необходимо останавливать и перестраивать, что в конечном счете снижает производительность. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение производительности работ путем автоматического регулирования перемещения вибратора по профилю в зависимости ot частоты возбуждаемого сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в сейсмический вибратор, включающ транспортное средство с установленным на нем силовым приводом с органом 03 управления, 1 нератором сигнала развертки и возбудителем вибраций, введены блок определения периода колебанийсигнала развертки, блок умножения, блок установки множителей, компаратор, cneiw ное устройство, блок суммирования, блок установки слагаемых, ава ключа и две схемы И, а .также датчик пути, установленный на транспортном средстве и соединенный выходом с блоком суммирования, соединенным через первый ключ с блоком установки слагаемых, выход генератора сигнала развертки соединён с входами обоих схем И, счетного устройства и устройства определения периода колебаний сигнала развертки, выход которого соединен с входом блока умножения, соединенного через второй ключ с блоком установки множителей, выходы блоков суммирования и умножения через первую и вторую схемы И соединены с входами компаратора, выход которого соединен с органом управления силового привода, а выход счетного устройства соединен с первым и вторым ключами. сейсмический На чертеже изображен вибратор. На транспортном средстве 1, имеющем силовой привод 2 и движитель 3, установлен возбудитель 4 вибраций, с KOTopbHvi соединен выход генератора 5 сигнала развертки, параллельно соединенный с входом автоматического устройства 6 управления, к которому подключен датчик 7 пути. В автоматическом устройстве б управления выход генератора 5 сигнала развертки соединен с входом блока 8 (определяется период колебаний сипнала развертки), выход которого соединен с входом блока 9 умножения. Выход блока 9 умножения через схему И 10 соединен с входом компаратора 11. К другому входу компаратора 11 через схему И 12 присоединен выход блока 13 суммирования, вход которого соединен с датчиком 7 пути. Блок 9 умножения через ключ 14 соединен с блоком 15 установки мно жи1«лей, а блок 13 суммирования через ключ 16 соединен с блоком 17 установки слагаемых. Ключи 14 и 16 соединены с выходом счетного устройства 18, вход которого соединен с выходом генератора 5 сигнала развертки. Выход компаратора 11 соединён с органом управления силового привода 2. Вибратор работает слеауюшим образом. На генераторе сигнала развертки устанавливают закон развертки частот (начальную частоту, конечную частоту, алительность сигнала развертки), в блоке 15 установки множителей устанавливают значения величин, пропорциональных кажущимся скоростям волн-помехТ в блоке 17 установки слагаемых устанавливают значения величин, численно равные произвецениям начального периода вибрации на значения величин, установленных в блоке 15, на счетном устройстве 18 устанавливают количество различных законов цвижения, ар запуска сигнала развертки схемы И Ю и 12 нахоаятся в состоянии, запрещаюшем прохождение сигналов на входы компаратора 11; счет ное устройство 18 на.ходится в исходном нулевом состоянии, вследствие чего ключ 14 и 16 закрыты, на датчике пути 7 ус тановлен нуль. В момент запуска генератора 5 сигнала развертки с его выхода управляющий сигнал с начальной заданной частото поступает на возбудитель 4 вибрации и приводит его в действие, одновременно управляющий сигнал поступает на блок 8 определения периода колебаний, нача л ом генерирования сигнала счетное устройство 18 переходит в первое состояние воздействующее на ключ 14, в соответ:ствйи с которым из блока 15 в блок 9 умножения поступает аналог первого из установленных множителей. В блоке 8 умножения происходит умножение этого аналога на величину начального периода колебаний сигнала развертки. Одновремен но устройство 18 воздействует на ключ 16, вследствие чего из блока 17 в блок 13 суммирования поступает аналог перво го слагаемого, ртвный величине произведения, получаемой с блока 9 умножения под действием сигнала развертки схемы И 10 и 12 открываются, и сигналы с блоков 9 и 13 поступают на входы компаратора. Вследствие .того, что в начальный момент времени эти сигналы заданы равными между собой, на выходе компара тора управляющий сигнал отсутствует. В соответствии с установленным законом и менения частоты вибрации, период колебаний меняе.тся, что приводит к изменению произведения на выходе блока 9. Пр этом, в силу того, что в блоке 13 снг нал был неизменным, на выходе компарат ра 11 образуется управляющий сигнал. который взаимодействует на силовой при- вод 2 движителя 3. Движитель отрабатывает движение в соответствии с поступающим сигналом, при этом с дат чика пути в блок 13 поступает аналог проходного пути, который изменяет значение величины в блоке 13 так, что она стремится сравняться с величиной на вы- ходе блока 9. Таким образом, пропорпионально изменению периода колебаний сиг- нала развертки изменяется местоположение вибратора, причем величина его автома-„ тического перемещения пропорциональна изменению длины волны - помехи. В момент прекращения сигнала развертки схемы И 10 и 12 закрываются и движение вибратора прекращается. После нового запуска весь процесс повторяется с той разницей, что счетное устройство 18 переходит во второе состояние, в соответ ствии с которым на блоки 9 и 13 поступают вторые постоянные числа, и т.д. до тех пор, пока счетное устройство 18 не пройдет весь заданный набор. После этого работа устройства повторяется. Рассмотрим работу устройства на примере подавления Ъолны-помехи с одной заданной кажущейся скоростью. ЕСЛИ два одинаковых источника, излучающих монохроматические колебания, расположить на расстоянии, равном половине длины волны, то вдоль соединяющей их прямой (в нащем случае вдоль профиля) амплитуда волны равна нулю. В случае излучения сигнала переменной частоты расстояние между источниками нужно изменить в соответствии с изменением периода колебаний Обозначим через Т и Т начальный и конечный периоды колебаний сигнала развертки, „ и Л - начальную и конечную длины волны-помехи, кажущуюся скорость волны-помехи. Для подавления волны-помехи с кажущейся скоростью V будем возбуждать сигнал . дважды и суммировать. Движение вибратора в каждом случае будет производить пропорционально изменению периода колебаний возбуждаемого сигнала.Тогда перемещение вибра р „ервом возбуждении равно VT-(). где Х- - перемещение б{за1ч ра при первом возбужаенив; V - коэффициент пропорциональности;Tf - начальный гюриод колебаний возбуждаемого сигнала; Т - текущий периоа колебаний возбуждаемого иигнйла. Выберем коэффициент V., так, чтобы расстояние межау начальной и конечной точками возбужаения равно половине цли ны волны-помехи при начальном периоае колебаний возбуждаемого . /V (Тк-Г„), TK-TH Это значит, что-второе возбужсгение вибратор начинает в той точке, гае он остановился после первого возбужцения, т.е. для произвооства B:Tbt)oro возбуж-; пения он уже выставдан в исходную точк Перемещение вибратора при втором возбуждении равно 2((v:T)-(3 Определим кбэффиаиент пропорциональности так, чтобы pacctoRHHe между одинаковыми фазами первого н второго воз%жден1оК всегда было равно половине цливы волны-помехи: ; Д (4) . (S} Поаставив в (5) значения X,, X.V, Д Из (1) - (4), после преобразований получим Вьиитая. левую и правую части выражения (6) из соответствующих частей выражения (2) получим ,#. являются постоянВеличины - и ными множителями, устанавливаемыми в блоке 15, в счетаом устройстве устанавливается число 2, так как для пода ления одной .волны-помехи нужна сумма ; двух возбуждений, дакшш одну точку характеристики направленности с нуле« вымзначением ордшсатьГ. Сейсмический вибратор может быть применен в лю&1х вибросейсмических работах. Он заменяет известные вибраторы, не имеюшие следящей системы привода движителя. Применение предложенного сейсмического вибратора позволит за счет эффективного подавленеЕя низ оскоросткых волн-помех уменьшить вьгаос источника от приемника, что в свою очередь дает возможность повысить производительность работ и увеличить достоверность геопо- гической интерпреташга материала.

СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР,; включающий транспортное срецство с ус тдяовленньши на нем силовым приводом с органом управления, генераторе сигнала развертки и возбуаителем В1(браций, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьяпения произвощь тельностй работ путем автоматического регулирования перемещения вибратора по профилю в зависимости от частоты воз- бужцаемого сигнала, в него введены блок опрецеления периода колебаний сигнала развертки, блок умножения, блок установки множителей, компаратор, счет ное устройство, блок суммирования, блок установки слагаемых, ива ключа и цве схемы И, а также датчик пути, установленный на транспортном средстве и соединенный выходом с блоком суммирова ния, соединенным через первый ключ с блоком установки слагаемых, выход генератора сигнала развертки соединен с . вхоаами обеих схем- И, счетного устройства и устройства определения периода колебаний сигнала развертки, выход кото рого соединен с входом блока уъдноже- ния, соединенного через второй ключ с (Л бпоаам установки множителей, выходы блоков суммирования и умноже1;ия через первую и вторую схемы И соединены с входами компаратора, выход которого соединен с органом управления силового привода, а выход счетного устройства соединен с первым и в.торым-клюfчaми. У1 05