Способ определения собственной частоты и затухания электродинамических сейсмоприемников Советский патент 1989 года по МПК G01V1/16 

1

Изобретение .относится к сейсмометрии, а именно к контролю параметров сейсмоприемников как при их производстве, так и в эксплуатации.

Цель изобретения - повьшение точности определения собственной частоты и затухания за счет использования фазовых характеристик.

На фиг.1 показана структурная схема устройства, реализующего способj на фиг.2 - графики, поясняющие способ.

Устройство содержит первый и второй генераторы 1 и 2 возбуждающего сигнала, резистор 3, сейсмоприемник 4, резисторы 5-8, операционный усилитель 9, фазовый детектор 10, фазовращатель 11, .компаратор 12, фильтр

низких частот 13, фильтр 14, настроенный на частоту модуляции.

Позицией 15 показано изменение частоты возбуждающего сигнала от времени, 16-18 - фазовые частотные характеристики сейсмоприемников с раз- личньп и собственными частотами и затуханиями, 19-21 - сигналы на выходе фазового детектора.

Способ осуществляют следующим образом.

Генераторы 1 и 2 формируют частотно-модулированный сигнал, который через резистор 3 подается на обмотку электродинамического сейсмоприемника 4. Выходной сигнал с обмотки сейсмоприемника 4 через устройство компенсации омической составляющей вы4 О) СО . 00

ходного сопротивления сейсмоприемни- ка на резисторах 5-8 и операционном усилителе 9 подается на фазовый детектор 10, опорное напряжение кото- рого формируется из выходного напряжения генератора 2 с помощью фазовращателя 11 и компаратора 12. С выхода фазового детектора 10 выходное напряжение подается на вход фильтра низких частот 13 и вход фильтра промежуточной частоты 14, настроенного на частоту модуляции.

При подаче возбуждающего напряжения 15 на сейсмоприемник происходит модуляция фазы выходного сигнала согласно графиков 16-18. График 17 отражает фазовую характеристику сей- смоприемника с собственной частотой, равной номинальной. При этом после Фазового детектирования форма выходного напряжения будет в виде графи- . ка 19, т.е. определенной амплитуды и без постоянной составляющей. Графики 20 и 21 показывают результат детектирования сигналов с сейсмопри- емников, имеющих отклонения от номинальных параметров. При этом видно, что увеличение затухания уменьшает амплитуду переменной составляющей (график 21), а увеличение собственной частоты приводит к положительному смещению в выходном, сигнале (график 20). Данньй способ измерения соственных частот и затухания не имее систематической погрещности.

Для колебательных звеньев второг порядка зависимость фазы в функции частота описывается выражением

, 2Р-П

lf(f) arctg

где М - угол, Кратный 90°;

(1)

р - затухание-,

п f/fo, f - частота,

f 5 - собственная частота звена. Из выражения (1) следует, что фаза равна нулю или 90 только для частоты, равной собственной частоте звена, а наклон или чувствительност звена (как модулятора фазьО определяется только затуханием (fl) и опре

вблизи точки (п s; 1)

1) Л (2)

do , dn (

1

W

о

5

50

Помехи, наводимые сейсмическим шумом на выходе сейсмоприемника, подавляются в фильтрах 13 и 14, а полезная составляющая вьщеляется на их выводах. Глубина модуляции возбуждающего сигнала выбирается с учетом линейности Дзазовой частотной характеристики вблизи от собственной частоты сейсмоприемника.

Использование способа контроля параметров сейсмоприемников по сравнению с существующими обеспечивает повышение точности определения параметров сейсмоприемника, обеспечивает условия для автоматизации процесса измерения, а также проверку параметров при возмущениях амплитуды сигналов возбуждения, близких к рабочим, без существенной потери в точности.

Формула изобретения

Способ определения собственной частоты и затухания электродинамических сейсмоприемников, заключающийся в возбуждении сейсмоприемника электрическим сигналом и в последующем анализе выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения собственной частоты и затухания, сейсмоприемник возбуждают частотно-модулированным сигналом с-центральной частотой, равной минимальной собственной частоте сейсмоприемника, затем его выходной сигнал подвергают фазо- 0 вому детектированию, используя в ка- честве опорного напряжение, сдвинутое по фазе на 90° относительно сигнала возбуждения, после чего из детектированного сигнала вьщеляют постоянную составляюшую и составляющую с частотой модуляции сигнала возбуждения, и по величине постоянной составляющей судят об отклонении собственной частоты от номинальной, а по амплитуде составляющей с частотой модуляции судят о величине затухания.

Редактор Н.Горват

21 19 го Фиг.г i(ceK)

Составитель А.Володин

Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Изобрегение относится к сейсмо- метрни, а именно к контролю параметров сейсмоприемников как при их производстве, так и в эксплуатации. Цель изобретения - повьшение точности определения собственной частоты и затухания. Возбуждение сейсмоприемника осуществляют частотно-модулированным сигналом с центральной частотой, равной номинальной собственной частоте сейсмоприемника, после чего выходной сигнал сейсмоприемника подвергают фазовому детектированию, и по величине постоянной составляющей выходного сигнала фазового детектора судят об отклонении собственной частоты от номинальной, а по величине переменной составляющей выходного сигнала фазового детектора судят о величине за- тухания. Использование способа позволяет повысить точность определения параметров, обеспечить условие для автоматизации процесса измерения, проводить калибровку сигналами, близкими по уровню к регистрируеьпл-. 2 ил.