Вибрационный источник сейсмических сигналов Советский патент 1990 года по МПК G01V1/37 

ного сигнала Uorr, выход рабочего сигнала иг„ и управлякщий вход фазового регулирования дцрабочего сигнала Up , блок 18 следящей системы, содержащий усилитель 19 мощности, усилитель-сум- 5 матор 20, усилители 21 и 22 соответственно датчиков золотника и массы, выходы которых подключены к первому и второму входам усилителя-сумматора 20, третий вход которого подключен к выходу рабочего сигнала Up блока 17, вход усилителя 21 соединен с вызаэ- дом датчика 7 золотника, вход усилителя 22 - с выходом датчика 15 массы, выход усилителя 19 мощности подключен к входу электрогидравлического преобразователя 3. Интегратор 23 и компаратор 24 включены последовательно, при этом вход интегратора 23 совыполненный в виде резистивного делителя на резисторах 36 и 37 и тран зисторе 38. Во включенном состоянии транзистор 38 открыт и выходной сиг нал dll усилителя-сумматора 20 посту пает на выход ослабленным в К раз: .at K3fe+R37

К

лик

31

10

где К - величина резистора 36;

15

зь k31 - величина резистора 37.

При закрытом состоянии транзисто ра 3В сигнал 4U проходит без ослабления .

Усилитель-сумматор 20 (фиг. 2) в полнен на операционном усилителе 39 с резистором 40 в цепи отрицательно обратной связи и с весовыми резисто ми 41 - 44, через которые на вход

единен с выходом усилителя 22, выход 0 усилителя-сумматора поступают сигвыполненный в виде резистивного делителя на резисторах 36 и 37 и транзисторе 38. Во включенном состоянии транзистор 38 открыт и выходной сигнал dll усилителя-сумматора 20 поступает на выход ослабленным в К раз: .at K3fe+R37

К

лик

31

где К - величина резистора 36;

зь k31 - величина резистора 37.

При закрытом состоянии транзистора 3В сигнал 4U проходит без ослабления .

Усилитель-сумматор 20 (фиг. 2) выполнен на операционном усилителе 39 с резистором 40 в цепи отрицательной обратной связи и с весовыми резисторами 41 - 44, через которые на вход

усилителя-сумматора поступают сиг

Изобретение относится к геофизической технике. Цель - улучшение эксплуатационных характеристик источника, работающего в группе, за счет контроля качества его излучения. Введением интегратора осуществляется компенсация дестабилизирующих факторов, если они невелики. Введением компаратора и регулятора уровня обеспечивается блокировка работы системы управления и перевод ее в дежурный режим. 2 ил.

интегратора 23 - с входом усилителя- сумматора 20, а выход компаратора 24 - с управляющим входом регулятора 2Ь уровня, включенного между выходом усиналы Up,U3; UM и U0(W соответственн Вибрационный источник работает

следующим образом.

Источник подъезжает к заданной

jrpwo4i/i, ni jinj4cnnwiu i ic/ryj1 y DDLrn j/.t/i4 у v- riги 1ичппл inj ос дула с i i oa,i cirinwn

лителя-сумматора 20 и входом усилите- рабочей точке на профиле, опускает

ля 19 мощности. Вибрационный источник содержит также систему 26 фазовой синхронизации, входы которой подключены к выходу опорного сигнала Uftn блока 17 генератора сигнала и выходу датчика 14 ускорения, а выход - к управляющему входу фазового регулирования Д(рабочего сигнала Up блока 17.

Интегратор 23 неинвертнрующего типа выполнен (фиг. 2) на операционном 35 лируется датчиком 15 массы. При слуусилителе 27 с конденсатором 28. Напряжение К,, подается на прямой вход операционного усилителя 27 через резистор 29. Здесь же предусмотрена возможность коррекции положения реактивной массы 9 путем подачи на инвертирующий вход операционного усилителя 27 напряжения баланса U g через резистивный делитель 30-31.

Выходное напряжение интегратора

U

ом

поступает через резистор 32 на

вход компаратора 24, выполненного на операционном усилителе 33. Порог срабатывания компаратора задается стабилитронами 34 и 35. В том случае, если 50 нительную одностороннюю нагрузку на

напряжение UOM превысит по модулю напряжение стабилизации стабилитронов ЗА и 35, на выходе компаратора 24 появится положительное напряжение. В остальных случаях выходное напряжение компаратора будет находиться вблизи нуля.

Положительным напряжением компаратора включается регулятор 25 уровня,

налы Up,U3; UM и U0(W соответственно, Вибрационный источник работает

следующим образом.

Источник подъезжает к заданной

ги 1ичппл inj ос дула с i i oa,i cirinwn

излучающую плиту на грунт и прижимает ее своим весом, прикладываемым через виброиэолирующие элементы (не показаны) .

После включения системы 1 гидропитания и системы управления блок 18 устанавливает реактивную массу 9 возбудителя 2« вибрации в рабочее (центральное) положение, которое контрочайном отклонении реактивной массы 9 от рабочего положения выходной сигнал датчика 15 изменяется. В ответ на это на выходе блока 18 следящей системы

появляется ток I, заставляющий сработать электрогидравлический преобразователь 3 для того, чтобы вернуть реактивную массу 9 в прежнее положение. Гидроцилиндр 13, полость которого подключена непосредственно к системе 1 гидропитания, создает постоянное усилие, компенсируя силу веса реактивной массы 9, облегчая тем самым работу следящей системы и исключая дополсиловой гидроцилиндр 8.

Запуск источника осуществляется по радиоканалу путем передачи синхро- кода запуска. Прием синхрокода запус- ка производит блок 16, имеющий в своем составе радиостанцию и дешифратор синхрокода (не показаны). Выходным импульсом дешифратора запускается блок 17, которые начинает вырабатывать изменяющийся по заданному закону переменный управляющий электрический сигнал Ur (свипсигнал), поступающий в блок 18 на один из входов уси- ителя-сумматора 20. Переменный ток I, возникающий на выходе блока 18, приводит в действие электрогидравлический преобразователь 3, в выходных каналах распределительного каскада 6 которого появляется переменный ток рабочей жидкости, поступающий под давлением от системы 1 гидропитания в полости гидроцилиндра 8 и создающий в них переменный перепад давления, в результате которого гидроцилиндр 8 создает переменное усилие, соответствующее по частоте управляющему рабочему сигналу Up. Переменное усилие прикладывается с одной стороны к реактив ной массе У, вызывая ее колебательное движение около центрального положения, а с другой стороны через шток 10 и излучающую плиту 11 - к поверхности геологической среды 12, возбуждая в ней сейсмическую волну.

Обеспечение фазового соответствия возбуждаемой сейсмической волны заданному сигналу управления осуществляется системой 26 фазовой синхронизации, которая сопоставляет фазы сигнала датчика 14 ускорения U.v и опорет j

ного сигнала Uon, вырабатываемого блоком 17, ив случае их рассогласования вырабатывает сигнал фазовой ошибки uif, который поступает на управляющий вход фазового регулирования рабочего сигнала Up и изменяет его фазу так, чтобы обеспечить равенство фаз сигналов Q датчика ускорения ид и опорного сигнала иоп.

Сигнал положения реактивной массы UM проходит через интегратор 23 и поступает на вход усилителя-сумматора 20 45 c входом компаратора 24 позволяет и вход компаратора 24. Постоянная вре- блокировать работу источника в том

Возвращение реактивной массы 9 в центральное положение позволяет исключить отрицательное влияние де стабилизирующих факторов на стабильность характеристик возбудител вибрации. Этим достигается частичн улучшение стабильности характерист излучения виброисточником в целом.

Соединение выхода интегратора 2

мени интегрирования интегратора 23 устанавливается такой величины, чтобы интегратор 23 ослаблял переменную составляющую сигнала Uw настолько, что- бы она практически не влияла на работу вибрационного источника во всем рабочем диапазоне частот.

Компаратор 24 также не реагирует на переменную составляющую, поэтому на его выходе отсутствует сигнал, управляющий регулятором 25 уровня, и последний пропускает через себя выходной сигнал flU усилителя-суммато

10

15

ра 20 на вход усилителя 19 мощности без изменения.

В случае появления в следящей системе дестабилизирующих факторов, например, в виде разбаланса постоянного (например, из-за смещения якоря электромеханического преобразователя 4, датчика 7 золотника или из-за электрического разбаланса усилителей следящей системы) или временного (из-за возникновения односторонних ограничений в элементах следящей системы) характеристики следящей системы изменятся. В частности, в сигналах увеличится содержание гармоник. Кроме того, реактивная масса 9 отреагирует на дестабилизирующие факторы смещением от центрального положения, что может привести к нарушению работы и изменению амплитудно-частотной и фазовой характеристики возбудителя 2 вибрации. Отклонение реактивной массы приведет к появлению

25 постоянной составляющей сигнала UM на входе интегратора 23. Наличие постоянной составляющей на входе интегратора 23 приведет к появлению на его выходе возрастающего со временем

Зо напряжения UOUJ (.напряжения ошибки), которое поступает на вход усилителя- сумматора 20 и заставляет следящую систему возвратить реактивную массу в центральное положение.

20

c входом компаратора 24 позволяет блокировать работу источника в том

Возвращение реактивной массы 9 в центральное положение позволяет исключить отрицательное влияние дестабилизирующих факторов на стабильность характеристик возбудителя вибрации. Этим достигается частичное улучшение стабильности характеристик излучения виброисточником в целом.

Соединение выхода интегратора 23

случае, если величина дестабилизирующих факторов и нескомпенсированных искажений характеристик излучения достигнет недопустимых пределов и дальнейшая работа источника будет связана с риском ухудшения сейсмического материала. Величина допустимых пределов UQUI, т.е. порог срабатыва- ния компаратора 24, устанавливается для каждого типа источников индивидуально в зависимости от требований к точности и стабильности характеристик излучения.

Блокировка работы источника путем учопьпгмшя впходного тока I регулятором 25 уровня не нарушает работу ис юччн -а, а переводит его в дежур- ный рел им работы, не позволяющий раз- г 1 цг ственную мощность излуче- чия, ;и в 1о ье время предоставляющий возможность проведения регулировки или рамлчта. Величина ослабления мощности излучения в дежурном режиме подбирается регулятором 25 уровня.

Формула изобретения

Вибрационный источник сейсмических сиг но нов, включающий электрогид- рагмпчес кип возбудитель вибрации, со- дС.-,.,м,, , ,,к грогидравлический преоб- рачо ,i i ль с датчиком золотника, реак -П ппую vqccy, излучающую плиту и сило вон гидроцилиндр, корпус которого соединен с реактивной массой, а шток - г тп Уччкмгй тнтой, датчик ускоре- чпя, установленный на излучающей плите, датчик реактивной массы, установ- ленный между реактивной массой и из- лучаюшей плитой, а также систему управления, содержащую последовательно соединенные блок дистанционного запуска, бток генератора сигнала, имею- щчй выходи опорного и рабочего сигна- поп и управляющий вход фазового регулирования тбочего сигнала, блок с te- дящей системы, содержащий усилитель мощности, усилитель-сумматор, а тякже СИЛНГРПИ датчиков золотника и реак

5

о 5 0

5

тивной массы, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам усилителя-сумматора, третий вход которого подключен к выходу рабочего сигнала блока генератора сигнала, вход усипителя датчика золотника соединен с выходом датчика золотника, вход усилителя датчика реактивной массы - с выходом датчика реактивной массы, выход усилителя мощности подключен к входу электрогидравлического преобразователя, систему фазовой синхронизации, первый вход которой подключен к выходу датчика ускорения, второй вход - вгкоду опорного сигнала Пчокл генератора сигла- ла, а выход - к управляющему входу фазового регулирования рабочег сигнала блока генератора сигнала, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик источника при его работе в группе за сч т контроля качества его из пучения, в него введены интегратор и компаратор, соединенные последовательно, а также упряп емый регулятор уровня, вход которого под- кчючен к в /чмду усилитепя-сумматора, выход - к iv силителя мощности, а управляющий РХОД - к пыходу компаратора, при этом вход интегратора соединен г ыходом усилителя датчика реак-ивной массы, а выход - С че 1 Bi pVl 1M г цом уСиПИТР-tiqсумматора.

4LJ

32 3H #$

t2b

39

6

6U1

itO

37

S

i

i

J

фие.2