Устройство для приема сейсмических сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01V1/16 

f 1

Изобретение относится к сейсмо-. логин и разведочной геофизике и мо;жет быть использовано в устройствах (дли приема и регистрации сейсмических сигналов.

Известно устройство для приема сейсмических сигналов, содержащее генератор опорного сигнала, преобразователь сейсмических сигналов, выполненный в виде дифференциального трансформатора с переменной индуктивной связью, усилитель, демодулятор и регистрирующий блок

Недостатками этого устройства являются невысокая чувствительность и ограничение Н11жнего предела частотного диапазона принимаемых сигналов частотой собственных колебаний механической части преобразователя сейсмических сигналов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для приема сейсмических сигналов, содержащее дифференциапьный преобразователь сейсмических колебаний, с подвижной инертной массой, первым неподв№кным стаканом, выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными кат пцками и двумя резисторами, генератор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выходом усилителк и с первым выходом генератора опорной-частоты 2j .

Недостатком известного устройства является невысокая чувствительность.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства для приема сейсмических сигналов.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее диф|||еренциальный преобразователь сейо гических колебаний с подвижной инертной массой, первым неподвижным стаканом, выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторами, генератор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выходом усилителя и первым выходом генератора опорной частоты, введен блок

75502

фильтрации, состойщий из последовательно включенных фильтров, полоса пропускания которых последовательно уменьшается, а в дифференциальный . преобразователь сейсмических колебаний введены второй неподвижный диамагнитный стакан и индуктивно связанные с катушками дифференциального преобразователя сейсмических ко. НИИ две последовательно вклоченные катушки связи, несоединеннье выводы которых подключены к второму выходу генератора опорной частоты, причем п дифференциальном преобразователе

J сейсмических колебаний катушки зашунтированы инертной-массой и вторым неподвижным днамагнитньп- стаканом, сое диненные вместе выводы катушек дифференциального преобразователя сейQ смических колебаний подключены к первому входному выводу блока фильтрации, второй входной вывод которого соединен через соответствующие резисторы с несоединеннымк мещ;у

5 собой выводами катушек, а выход блока фильтрации подключен к входу усршктеля.

фиг. 1 приведена структурная схема устройства для приема сейсмиескчх CHniajJOB: на фкг-.2 - конструкция дифференциального) преобразователя сейсмических сигналов.

Устройство для приема сейсмических сигналов (фиг. 1) содержит дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигна,юв J генератор 2 опорной частоты, блок фильтрации, состолщий из последовательно соединеннь Х фильтров 3 - 5, усилитель б, демодулятор 7 и регистрирующий блок 8, Дифференциальньш преобразователь 1 сейсмических сигналов (фиг. 1) выполнен по мостовой схеме, в два плата которой включены резонансные контуры соответственно из катушки 9, 10 и кон денсаторов 11 - 1, вьполняющие функции сейсмоппиемников, а в два других плеча - резнетепы 15 и 16, Сигнал от Генерагора 2 опорной частоты подается на дифференциальный преобразовател) 1 сейсмических сигналов через кату-чки 17 и 18 ,.

Дифференциальный преобрамокатель сейсмических сигналов (фиг. 2; выполFiaH в виде дифференциально ьклшченньгх резонансных коьгурон., СБЯзанис Х с помощьк катушек 17 и 18 связи (,. 1) с. выходом ганератором 2 опорной частоты Днфф 5енциальчый

31

преобразователь 1 сейсмических сигналов содержит цилиндрический корпус 19, состоящий из двух одинаковых частей, соединенных при помощи винтов. Б корпус ввернуты пластмассовые основания 20 и 21. На основании 21 закреплены цилиндрические диэлектрические каркаса 22 и 23 с катушками 9 и 17. На внутренней стороне диэлектрического каркаса 22 закреплен диамагнитный цилиндр 24. Концы обмоток 9 и 17 соединяются с внешними цепями через выводы 25 28. Диамагнитный цилиндр 24 соединен через вывод 29. Па основании 20 закреплены цилиндрические диэлектрические каркасы 30 и 31 с катушками 10 и 18. На внутренней стороне диэлектрического каркаса 30 закреплен диамагнитный цилиндр 32. Концы катушек 17 и 18 связи соединяются с внешними цепями через выводы 33 36. Диамагнитный цилиндр 32 соединяется через выводы 37. Внутри каркасо на основаниях 20 и 21 установлены кольцевые ферритовые сердечники 38 и 39. Инертная масса выполнена в виде двух диамагнитных стакат-юв 40 и 41, соединенных чгрез диэлектрическую BTyjiKy 42 шпилькой 43. Инертная масса при помощи двух спирально-лучевых 44 и 45 закреплена з металлической обойме 46. Внешние кол ца этих пружин закреплены упругими кольцами 47 и 48. Металлическая обойма 46 установлена между частями цилиндрического корпуса 19. Кехэду половинами цилиндрического корпуса 19 установлена, гфокладка 49. Обе части цилиндрического корпуса 19 соединены при помощи винтов 50. Основания 20 и 2 имеют центральное резьбовое отверстие, которое закрывается пробками 51- Для регистрации линейных перемещений одна из iipo6oK может рьггь вывернута и на шпильку 43.инертной массыможет быть наверну а трубка 52 которая соединяется с объектом перемещения.

Настройка дифференциального пре: бразова7еля 1 сейсмических сигналов П))оиэводи1ся путем геремещения вдоль корпуса оснований 20 и 21 .

ycTpr.-tiCTHo для призма сейсмических сигналов работает следуюЕЦ.- образом.

Сигнал с г ь;хода генератора 2 опорной часточы (фиг. 1) через кату:ики Г/ п i8 СЕЯЗИ (фиг. 1) посту7550 . , 4,

пяет на катушки 9 и И) дифференциальт ноЕО преобразователя 1. сейсмических сигналов, два плеча которого образованы резонансными контурами соответственно из катушки 9 и конденсаторов 11 и 13 и из катушки 10 и конденсаторов 12 и 14, а два других плеча - резисторами 15 и 16.

Непосредственно дифференциальный

.- преобразователь 1 сейсмических сигналов содержит катушки 9, 10, 17 и 18 и конденсаторы 11 и 12, образованные элементами 24 - 40 и 32-41, элементы 40 и 41 через пружины 44 и 45 и обойму 46 соединены с корпусом и являются низкопотенциальными. Конденсаторы 13 и 14 являются дополнительными и служат для точной настройки резонансной частоты ди4)ференциального преобразователя сейсмических сигналов. В рабочем состоянии диффе- ренциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов устанавливается на объект (почву).

В спокойном состоянии обьекта от генератора 2 опорной частоты через катушки 17 и 18 связи в катушках 9 и 10 наводится ЭДС (фиг. 1). Величина ЭДС в обеих плечах одинаковая, так как между кату1пками 17, 9 и 18, 10 1-гмеется одинаковая взаимо ;ндукция, а кo шлeкcныe сопротивления плеч равны Чколебательные контура настроены г.а и ту же резонансн то частоту ip -0,9f опорной частоты или

1 1,1f опорной частоты). В два другие плеча мостовой схемы дифференциального пр образователя 1 сейсмических сигналов включены резисторь 15 и 16 с равной величиной со0 противления. Дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов имеет баланс, на выходе его величина ЭДС близка к нулю.

При колебаниях объекта (почвы)

5 происходит отклонение инертно; массы от гк ложения равновесия. В этом случае между катушками 17, 9 и 1Я, 10 уве. кчи}зается взаимоущдукция, увеличивается индуктивность катушки 9,

0 VT f-JbJiaeTCH экраниров1 ;а ферритового сердечника 33, увеличиЕается емкость ко;;де сатора 11, образованного обклад ками 24 и 40, подряжается резонансная частота колебательного контура и«

5 элементов 9-11-13 (при настройке ,,91 опорной частоты), увеличивается комплексное сопротивление плеча, увеличивается выходная ЭДС в s I точке A (фиг. 1). В это время между катушками 9 и 10 уменьшается взаимоиндукция, уменьшается индуктивность катушки 10, увеличивается экранировка ферритового сердечника 39, уменьшается емкость конденсатора 12, обра зованного обкладками 32 - 41, повышается резонансная частота колебательного контура из элементов 10-12-14 уменьшается сопротивление плеча, уменьшается ЭДС в точке Б. На рыходе дифференциального преобразователя 1 сейсмических сигналов появляется сигнал, который поступает на вход фильтра 3 блока фильтрации, с выхода фильтра 5 - на вход усилителя 6 (фиг. 1). Усиленный сигнал подается на демодулятор (фазовый детектор) 7 и затем на регистрирующий блок 8. Пр приеме сейсмических сигналов в основания 20 и 21 дифференциального преобразователя 1 сейсмических сигналов ввернуты пробки 51. Дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов имеет разборную конструкцию, может иметь набор колебательных контуров с разной частотой собственных колебаний и может быть применен для 06 приема горизонтальных и вертикальных колебаний. Для приема вертикальной составляющей применяется дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов, У которого спирально-лучевые пружины -44 и А5 заневолены так, что при установке инерт ной массы в корпус внутреннее кольцо пружины становится в одну плоскость с наружны - кольцом пружины. Предлагаемое устройство может работать в качестве регистрирующего устройства деформографа, В этом случае корпус дифференциального преобразователя 1 сейсмических сигналов устанавливается на неподвижное основание, а колебательная система через дополнительную трубку 52 жестко связывается со штангой деформографа. Использование изобретения позволяет повысить чувствительность устройства примерно в 9 раз за счет того, что используются четыре активных элемента (9 - 12), резонансные свойства сформированных с их помощью колебательных контуров и переменная взаимоиндукция межд.у обмотками.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний с подвижной инертной .массой, неподвижным первым диамагнитным стаканом, выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторамг, генератор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора, соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выходом усилителя и с первыми выходами генератора опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен блок фильтрации, состоящий из последовательно включенных фильтров, полоса пропускания которых последовательно уменьшается, а в дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний введены второй неподвижный диамагнитный статор и индуктивно связанные с катушками дифференциального праобраэозателя сейсмических колебаний две последовательно включенные катушки связи,несоединенные выводы которых подключе:;Ь| к второму выходугенератора опорной частоты, Ct 5В причем в диф1-1еренциаль юм преобразователе сейсмических колебаний кату ;;ки зашунтированы инертной массой и вторьгм неподвижным диамагнитным JgBSBS 1адзагп5 стаканом, соединопные вместе выводы катушек дифференциального преобразователя сейсмических колебаний подключены к первому входному выводу xat. блока фильтрации, второн входном вывод которого соединен через соответствующие резисторы с несоединеняыми между собой выводамн катутпек,. а выход блока фильтрации подключен О1 к входу усилитепя.