Устройство для обеспечения заданного коэффициента преобразования электродинамического сейсмоприемника Советский патент 1990 года по МПК G01V13/00 

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназначено для использования в процессе производства электродинамических сей- смоприемников.

Цель изобретения - повышение точностей обеспечения заданного коэффициента преобразозания и измерения частоты собственных колебаний сейсмо- приемника, а также упрощение процесса намагничивания.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема узла возбуждения автоколебаний; на фиг.З - блоки намагничивания; на фиг.4 - временная диаграмма.

Устоойство (Ьиг.1) включает блок 1 формирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов, блок 2 намагничивания, блок 3 управления, коммутаторы 4 и 5, генератор 6 тока, узел 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника, анализатор 8 сигнала сейсмоприемника на базе аналого-цифрового интегратора 9 и узла 10 выделения экстремума результата интегрирования и блок 11 вычислений.

При этом выход блока 1 формирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов соединен с входом блока 2 намагничивания, в котором размещается преобразователь 12 сейсел

4 00 ч

оэ сь

моприемника, выходы которого соединяются с входами 13 контроля устройства, с которыми соединены первые входы коммутаторов Ц и 5 и вход аналого-цифрового интегратора 9. Вторые входы коммутатора k соединены с генератором 6 тока, а вторые входы коммутатора 5 соединены с входами 1V и 1V узла 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника. Один из выходов интегратора 9 соединен с входом узла 10 выделения экстремума, а ее выход как и выходы узла 7 и интегратора 9 сое

высоты последнего. При этом вкладыши 28 состоят из четырех секторов 29, образованных из пакетов пластин магни- томягкого железа, ориентация которых совпадает с направлением пластин в пакете примыкающего П-обрззного маг- нитопровода.

На фиг.} представлены временные диаграммы сигналов 30 отклика сейсмо- приемника после его возбуждения и 31 интеграла, иллюстрирующие работу анализатора 8 сигналов при определении коэффициента преобразования и

Изобретение относится к области геофизического приборостроения и предназначено для использования в процессе производства электродинамических сейсмоприемников. Цель изобретения - повышение точности обеспечения заданного коэффициента преобразования и измерения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, а также упрощение процесса намагничивания. За счет введения в устройство узла возбуждения автоколебаний, выполнения анализатора сигнала сейсмоприемника в виде аналого-цифрового интегратора и узла выделения экстремума результата интегрирования, связанных через блок вычислений с информационным входом блока управления, обеспечивается автоматизация процесса намагничивания с одновременным контролем степени затухания и частоты собственных колебаний сейсмоприемников. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

динены с входами блока 11 вычислений,, степени затухания сейсмоприемн /ка.

Величины (U.,) и

(Ur)„ - соответственно первое пиковое значение интег рала отклика и интеграл отклика пос его полного затухания,,

выход которого соединен с выходом блока 3 управления, выходы которого соединены с выходами управления блока 1, коммутаторов k и 5 и интегратора 9.

Узел 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника (фиг.2) содержит индуктивность 15, последовательно с которой соединен резистор 16, первый и второй инвертирующие усилители 17 и 18, усиливающие напряжение соответственно на индуктивности 15 и резисторе 16, суммирующие резисторы 19 - 21, третий усилитель 22 возбуждения, преобразователь 23 напряжение - ток, регулятор 2k усиления усилителя 18 и формирователь 25.

При этом один из выводов индуктивности соединен с входом Ik узла 7 измерения частоты, другой вход 1 которого соединен с выходом преобразователя 23 и резистором 19, другой вывод которого соединен с входом третьего усилителя 22,, соединенным также через резисторы 20 и 21 с выходами соответственно усилителей 17 и 18е Выход третьего усилителя 22 соединен с входами преобразователя 23 регулятора 2 усиления и формирователя 25 Выход регулятора 2k соединен с входом управления второго усилителя 18.

Блок 2 намагничивания (фиг.З) представляет собой катушку 26, высота которой равна двум-трем высотам преобразователя 12 сейсмоприемника, Катушка 26 охвачена четырьмя П-образны- ми магнитопроводами 2.7, смещенными относительно друг друга на 90° и связанными по магнитному потоку двумя подвижными вкладышами 28, формирующи ми в катушке 2.6 зазор а магнитной системе для установки намагничиваемого преобразователя 12, равный 1,2-1,3

степени затухания сейсмоприемн /ка.

Величины (U.,) и

Н АЛ

0

5

0

5

(Ur)„ - соответственно первое пиковое значение интеграла отклика и интеграл отклика после его полного затухания,,

Работа устройства осуществляется в соответствии с алгоритмом, заложенным в блоке 3 управления.

После установки преобразователя 12 в катушку 26 блока 2 намагничива- ния и замыкания магнитопроводов 27 вкладышами 28 блок 3 управления разрешает блоку 1 формирование импульса намагничивающего тока, максимального по амплитуде и подаваемого в катушку 26 блока 2 намагничивания„ Затем выводы преобразователя 12 по сигналу блока 3 управления подключаются к входу k узла 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника. При этом формируется схема автогенератора, где частотозадающим контуром является электромеханическая часть сейсмоприемника, а возбуждающим усилителем является усилитель 22о Схема 2k. регулировки усиления в зависимости от амплитуды сигнала на выходе усилителя 22 формирует сигнал на изменение коэффициента усиления усилителя 18, выходной сигнал которого вычитается на 5 входе усилителя 22 возбуждения из сигнала на выходе сейсмоприемника. Таким образом формируется цепь автоматического поддержания режима и амплитуды автоколебаний. Напряжение на индуктивности 15, усиливаемое усилителем 17, также вычитается из напряжения на сейсмоприемнике, что обеспечивает осуществление коррекции погрешности определения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, обусловленной влиянием индуктивности катушки сейсмоприемника Формирователь 25 обеспечивает формирование прямоугольных импульсов из гармони0

0

5

выходе усилителя

®ческого сигнала на 22.

Для измерения коэффициента преобразования осуществляется возбуждение ется увеличение амплитуды размгничи- катушки преобразователя 12 сейсмопри- ва 0щего импульса тока. Процесс повто о коэффи15

емника нормированным постоянным током, формируемым генератором 6 тока. После окончания переходного процесса в механической части преобразователя 12 осуществляется (по команде от блока 3 управления) одновременное выключение коммутатора k и обнуление интегратора 9. Аналого-цифровой интегратор 9 осуществляет интегрирование напряжения на выходе катушки преобразователя 12 с одновременным преобразованием результата интегрирования в цифровой код. По сигналу узла 10 выделяется экстремум результата интег-20 рирования, соответствующий первому переходу через нуль сигнала на выходе преобразователя 12 (фиг.4). Результаты интегрирования, соответствующие максимальному и установившемуся, значениям, фиксируются в блоке 11 вычислений для последующего вычисления значения коэффициента К преобразования сейсмоприемника по формуле

ряется до получения заданног циента преобразования или степени затухания. Шаг увеличения размагничи10 вающего тока определяется необходимой точностью получения заданного коэффициента преобразования и не превышает 5-10%-ного значения амплитуды намагничивающего импульса тока

Блок 1 может быть выполнен на базе управляемых источников напряжения, а для формирования разнополярных импульсов тока в катушке 26 блока 2 н магничивания осуществляемся автоматическое переключение присоединительных концов катушки 26.

Аналого-цифровой интегратор 9 может быть выполнен на базе интегратора и следящего аналого-цифрового преоб25 разовэтеля или на базе преобразователя напряжение - частота и счетчика. Время интегрирования, как и время возбуждения сейсмоприемника, не превышает 1,5-2 с.

К 21Tfo jf UM(t)dt,

I m

t

де Ј0 - частота собственных колебаний сейсмоприемника; значение тока возбуждения; масса катушки сейсмоприемника (по паспортным данным); время интегрирования до полного затухания переходных процессов в механической части сейсмоприемника; вычисления значения степени затухаия по формуле

1Г2

. /э (

In2

Шп)д Л

)„ Ч

+ 1)

-Ц1

По результатам вычисления значений коэффициента преобразования и степени затухания в блоке 11 анализируется соответствие полученных и заданных значений, а в случае превышения полученного значения над заданным формируется признак необходимости размагничивания преобразователя 12. При этом блок 1 обеспечивает формирование размагничивающего импульса тока, полярность которого противоположна намагничивающему импульсу тока. Затем

15 87666

вновь осуществляется контроль коэффициента преобразования и степени эату хания и при необходимости осуществля о коэффи5

0

ряется до получения заданног циента преобразования или степени затухания. Шаг увеличения размагничи0 вающего тока определяется необходимой точностью получения заданного коэффициента преобразования и не превышает 5-10%-ного значения амплитуды намагничивающего импульса тока

Блок 1 может быть выполнен на базе управляемых источников напряжения, а для формирования разнополярных импульсов тока в катушке 26 блока 2 н магничивания осуществляемся автоматическое переключение присоединительных концов катушки 26.

Аналого-цифровой интегратор 9 может быть выполнен на базе интегратора и следящего аналого-цифрового преоб5 разовэтеля или на базе преобразователя напряжение - частота и счетчика. Время интегрирования, как и время возбуждения сейсмоприемника, не превышает 1,5-2 с.

В зависимости от выбора схемы интегратора 9 узел 10 выделения экстремума результата интегрирования может быть компаратором регистрирующим либо прохождение первой полуволны сигнала сейсмоприемника через нуль, либо изменение направления счета в счетчике интегратора 9.

Регулятор 2 усиления может быть выполнен на базе выпрямителей ифильт0 РОВ постоянной составляющей, а регулировка усиления усилителя 18 может .быть осуществлена с помощью полевых транзисторов или опторезистивных пар, включаемых в цепь обратной связи

5 усилителя 18„ При этом коэффициент усиления усилителя 17 равен 1+Lk/L,, где LK - индуктивность катушки преобразователя 12 сейсмоприемника; L j - добавочная индуктивность 15.

0

5

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс обеспечения заданного коэффициента преобразования сейсмоприемника с одновременным контролем значения степени затухания и частоты собственных колебаний и может быть использовано как на предприятиях по производству электродинамических сейсмоприемников, так и в геофизических экспедициях при ремонте сеисмо приемников.

Формула изобретения 1„ Устройство для обеспечения заданного коэффициента преобразования электродинамического сейсмоприемника содержащее блок формирования импуль- сов намагничивающего и размагничивающего токов, блок намагничивания, блок управления, генера-тор тока, коммутатор и анализатор сигнала сейсмоприемника, причем выход бло- ка формирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов соединен с входом блока намагничивания, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока фор- мирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов и коммутатора , входы которого соединены с генератором тока и входами контроля устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства за счет контроля параметров преобразователя в процессе намагничивания, в него введены второй коммутатор, узел возбуж- дения автоколебаний сейсмоприемника и блок вычислений, а анализатор сигнала сейсмоприемника выполнен в виде аналого-цифрового интегратора и узла выделения экстремума результата ин- тегрирования, при этом вход узла возбуждения автоколебаний через второй коммутатор соединен с входами интегратора и входом контроля устройства, а один из выходов интегратора соеди- нен с узлом выделения экстремума результата интегрирования, выход которого, а также выход узла возбуждения автоколебаний и второй выход интегратора соединены с входами блока вычис лений, выход которого соединен с информационным входом блока управления с выходами которого соединены вход

,5 0 0 35 40 45

5

управления второго коммутатора и вход обнуления интегратора.

// сейсм0 а лрцеммму д

3

//

|Ј

фиг.1

--- Нблому 13 1 8 /шслений

фиг 2

К SffffHi/f

29 -С

27Фиг.З

30

/Л

31

27