Устройство для измерения сейсмических колебаний Советский патент 1990 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к технической физике, в частности сейсмометрии, и может быть использовано для приема и преобразования в электрические сигналы колебательных «движений грунта и сооружений при землетрясениях и других сейсмических явлениях.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение информа- тивности.

На чертеже показано устройство, вертикальный разрез.

Устройство состоит из корпуса 1, инертной массы 2, пьезоэлементов 3, расположенных по трем взаимно перпендикулярным направлениям, механических разъемов 4, электрических разъемов 5 и встроенной электрической схемы 6, содержащей преобразователи импедан- сов 7 и устройства временной задержки 8.

Сейсмометр работает следующим об- |разом.

Под действием сейсмических колеба- ний размещенная в корпусе 1 инертная масса 2 деформирует пьезоэлементы 3 и на обкладках возникают электрические заряды, поступающие на электронные схемы 6. Электрические сигналы с выходов преобразователей импедансов 7 поступают на устройства временной задержки 8 и с их выходов на электрические разъемы 5. На разъемы 5 поступают также электрические сигналы с пьезо- элементов 3. Необходимое количество сейсмометров соединяется акустически жестко между собой при помощи механических разъемов 4.

Для реальных шумовых и упругих параметров пьезоматериалов достаточно высокая чувствительность одного сейсмометра в широком частотном диапазоне не достигается. Ее увеличения мож- но достигнуть за счет последовательного соединения нескольких идентичных высокочастотных пьезосейсмометров, снабженных электрическими и механическими разъемами. При этом, однако, размеры группы сейсмометров становятся такими, что приходится учитывать различия во временах прихода сейсмических волн к отдельным сейсмометрам группы.Влияние этих различий устрани- ется введением устройств временной задержки, прямо пропорциональной частоте сейсмического сигнала. Для это- го может быть использована стандартная LC-цепочка, задерживающая электрический выходной сигнал пьезодатчика и включаемая после преобразователя им- , педансов сейсмометра.

Составной прибор позволяет избежать ослабления суммарного сигнала при повышенном коэффициенте преобразования при сохранении собственной частоты, характерной для отдельного сейсмометрического модуля о

Оснащение пьезосейсмометров устройствами регулируемой временной задержки позволяет при соединении их в группы использовать их для локации сейсмических источников или выделения сейсмических сигналов преимущественного направления путем изменения суммарной диаграммы направленности неподвижно размещенной группы за счет введения соответствующих временных задержек в модульные сейсмометры, что приведет к изменениям амплитуд суммарных сигналов. В зависимости от типа устройства задержки здесь может быть использовано как упомянутор частотно-зависимое, так и частотно-независимое подав- ление сигналов.

Если условия установки составного сейсмометра такие, что по одной из компонент сейсмический сигнал прихо- . дит одновременно ко всем модулям, например для вертикальной компоненты при площадном расположении, то необходимость в использовании устройства задержки для этой компоненты отпадает и используется выход с пьезопары.

Для скважинных наблюдений, требующих линейного группирования сейсмометров, наиболее удобной является цилиндрическая форма их корпусов. При этом механические и электрические разъемы размещаются на основаниях цилиндрических модулей, причем электрические разъемы служат как для съема выходных сигналов, так и для подачи питания на схемы сейсмометров,,

Для пространственного группирования используются модули с корпусами в форме куба. При этом разъемы размещаются на его гранях, что позволяет набирать плоские однородные и пространственные многорядные группы сейсмометров .

Наиболее универсальной формой корпуса является прямая правильная шестигранная призма. Разъемы при этом размещаются на ее основаниях и боковых гранях. При этом из модулей набирают51575145

ся как скважинные линейные группы сейсмометров, соединенных основаниями, так и плоские и пространственные группы сотового строения.

Формула изобретения

Устройство для измерения сейсмических колебаний, содержащее трехком- понентный пьезоэлектрический сейсмометр., включающий корпус, общую инертную массу, три пары пьезоэлементов и три преобразователя импедансов, входы которых подсоединены к соответствующим парам пьезоэлементов, и соединенный с ними электрический разъем, о т- личающееся тем, что, с це

0

5

6

лью расширения области применения и повышения информативности в устройство введен по крайней мере один дополнительный трехкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр, в каждом из сейсмометров установлены три устройства временной задержки и по крайней мере один дополнительный электрический и по крайней мере два механических разъема, размещенных на корпусе, при этом входы устройств временной задержки подключены к выходам преобразователей импедансов, а выходы устройств временной задержки и пар пьезоэлементов соединены, с соответствующими клеммами электрических разъемов.

Изобретение относится к области сейсмометрии. Цель изобретения заключается в расширении области применения и повышении информативности. Цель достигается тем, что в сейсмометр, содержащий корпус 1, инертную массу 2, три пары пьезоэлементов 3 и соединенные с ними предусилители и имеющий электрический разъем, введены дополнительно не менее одного электрического и двух механических разъемов 4, а к выходам предусилителей подключены устройства временной задержки, причем выходы устройств временной задержки и пары пьезоэлементов соединены с соответствующими клеммами электрических разъемов 5. Устройство позволяет формировать линейные или пространственные группы, причем составной прибор имеет высокую чувствительность при широком частотном диапазоне и может использоваться для локации сейсмических источников. 1 ил.