Устройство преобразования сейсмического сигнала Советский патент 1987 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти применение в сейсмологии и в сейсморазведке, например, в аппаратуре , использующей знаковое кодирование принимаемых сейсмических сигналов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и помехозащищенности передаваемых сигналов.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства преобразования сейсмических сигналов на фиг.2 - магнитное поле между одноименными полюсами при максимальном расстоянии между ними; на фиг, 3 - то же, при минимальном расстоянии между ними; на фиг, 4 - эпюры напряжений на выводах катушек индуктивности и на выходе, устройства.

Устройство содержит магнитопровод ный корпус 1,. скрепленные с ним постоянные магниты 2 и 3 и диамагнитную втулку 4, внутри которой находится во взвешенном состоянии постоянный магнит, расположенный соосно с магнитами 2 и 3 и направленный к ним одноименными полюсами. Катушка 6 индуктивности расположена между одноименными полюсами магнитов 2 и 5 а катушка 7 - между одноименными полюсами магнитов 3 и 5, Катушки 6 и 7 индуктивности присоединены к входам формирователя 8 выходного сейсмического сигнала.

Формирователь 8 выходного сейсмического сигнала содержит операционные усилитеди 9 и 10 и резисторы 11 - 13.

Устройство работает следующим образом.

Приход сейсмической волны вызывает перемещение корпуса 1 (например снизу вверх), При этом в силу инерционности мапшта 5,. имеющего значительную массу, происходит увеличение верхнего зазора между полюсами N магнитов 2 и 5 и уменьшение нижнего зазора между полюсами S магнитов 5 и 3, Как видно из фиг.2 и 3, катушка 7 индуктивности находится под воздействием магнитного потока сильно изменяющегося как за счет увеличения количества пронизывающих катушку магнитных силовых линий, так и за счет их деформации, т.е. сгущения, обусловленного большой неоднородностью поля между одноименными

полюсами. При этом в обмотке катушки 7 наводится ЭДС, именщая значительные амплитуду и крутизну смены знака с + на - (фиг,4, диаграм- ма Eg).

Из-за большой неоднородности магнитного потока, пронизывающего находящуюся между одноименными полюсами катушку, в ней находится ЭДС сугубо несинусоидальной формы. Одновременно в катушке 6, находящейся между расходящимися, полюсами магнитов 2 и 7, наводится ЭДС противоположного знака (фиг,4sдиаграмма Е). Так как процесс является- колебательным, то затем полюса N магнитов 3 и 5 будут сходиться J а полюса S магнитов 2 и 5 - расходиться и т,д. Поскольку катушки 6 и 7 включены встречно-последовательно, то к входу формирователя 8 прикладывается суммарная ЭДС, которая характеризуется большой крутизной как при смене

знака с + на -, так и с - на + (фиг,4,диаграмма,.Е ).

В формирователе 8 вначале усиливается усилителем, построенным на операционном усилителе 9 и резисторах 11 и 12, а затем подается на компаратор, состояшдй из операционного усилителя 10 и резистора 13, В компараторе сравнивается усиленное входное напряжение U j, с нулевым значением: при входном напряжении Uf,0 получаем U ьи + Un«T , при , получаем % УПИТ и при Uj О получаем ,, 0.

Таким образом, на выходе устройства получаем знакозакодированный сейсмический сигнал, который полностью сохраняет все временные и фазовые соотношения принятого сигнала и имеет амплитуду, примерно равную напряжению источника питания.

0

5

Применение устройства в комплексах с невзрывными источниками и аппаратурой со знаковым кодированием сейсмических сигналов позволяет повысить чувствительность и помехоустойчивость аппаратуры, достоверность получаемой информации и за счет этого дает возможность увеличить детальность и глубинность исследований. Кроме того, преимуществом предлагаемого устройства является простота его конструкции, отсутствие пружин и гибких контактов, что значительно

повышает надежность устройства и снижает стоимость его изготовления.

Формула изобретения

1. Устройство преобразования сейсмического сигнала,содержащее магни- топроводный, корпус, инертную массу в виде постоянного магнита, размещенную в диамагнитной втулке и под- вешенную на магнитном подвесе j выполненном в виде верхнего и нижнего аксиально расположенных постоянных магнитов, укрепленных в корпусе, и катушки индуктивности, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости устройства, оно снабжено до- псшнительной катушкой индуктивности и формирователем выходного сигнала, причем верхний аксиально расположенный постоянный магнит ориентирован одноименным полюсом к инертной массе, катушки индуктивности расположены

12886424

между одноимёнными полюсами магнитов и соединены встр чно-последователь- но, а начала обмоток катушек присоединены к входам формирователя выходного сейсмического сигнала.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что формирователь выходного сейсмического сигнала содержит два операционных-усилителя и три резистора, при этом первый вход формирователя связан с первым выходом устройства через последовательную цепь.,., состоящую из первого резистора, первого операционного усилителя, второго резистора и второго операционного усилителя, второй вход формирователя связан общей шиной с вторым выходом устройства и с неинвер- тируюЕЩми входами второго k первого операционных усилителей, при этом выход и инвертирующий вход последнего соединены через третий резистор .

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в сейсмологии и сейсморазведке, особенно в аппаратуре, использующей знаковое кодированне сейсмических сигналов. Цель изобретения - повышение чувствительности и помехозащищенности переда- ваемь х сигналов. Она достигается использованием усиленных и сформированных в формирователе 8 П-образных знакопеременных сигналов, получаемых путем использования сильно нелинейных сигналов, снимаемых с двух включенных встречно катушек 6 и 7 индуктивности. Катушки 6 и 7 расположены в зазорах одноименно ориентированных неподвижных постоянных магнитов 2 и 3 и подвижного магнита 5 - инертной массы. Усиление и повышение точности перехода сигнала через ноль достигается резкой нелинейностью зависимости магнитного потока в зазорах от смещения инертной массы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. S (Л 5N5 00 00 О5 4: tc