Генератор вибросейсмических волн Советский патент 1991 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к геофизической технике, а именно к генераторам вибросейсмических волн, и может быть использовано при разведке месторождений полезных ископаемых, проводимых по способу многоволновой сейсморазведки с вибрационными источниками возбуждения колебаний.

Цель изобретения - повышение отношения сигнал/помеха за счет увеличения амплитуды зондирующих сигналов.

На фиг. 1 схематично изображен генератор вибросейсмических волн, которым реализуют возбуждение сигналов; на фиг.2 - принципиальная схема системы управления генератором

Якорь 1 электродинамического генератора состоит из шихтованного магнито- провода 2 и обмотки 3, секции которой

размещены в пазах магнитопровода, при этом якорь 1 жестко закреплен в корпусе 4, к которому прикреплена опорная плита 5 с излучающими элементами в виде клиньев 6. Реактор 7 запрессован в инертной массе 8 и представляет собой шихтованный магнитопровод 9 и обмотку 10, число секций которой на единицу больше числа секций обмотки якоря 3, причем крайние секции выполнены в 2 раза меньше основных. С помощью пружин 11 в исходном положении реактор 7 устанавливается симметрично относительно якоря 1. Инертная масса 8 и корпус 4 имеют возможность перемещаться по валу 12, выполненному из трубы,на подшипниках 13 и 14 скольжения соответственно, а с помощью вала 12 активный узел вибратора связан со спускоподъемным меО VI ГО CJ ЧЭ

о

ханизмом 15 источника и закреплен гайками 16, резиновые амортизаторы 17 обеспечивают развязку спускоподъемного 15 механизма от корпуса 4 активного узла.

На торцовой стороне корпуса 4 размещен датчик 18 обратной связи излучателя, а датчик 19 контроля положения реактора закреплен непосредственно на инертной массе 8. Через соединительную коробку 20 обмотки реактора и якоря высокоамперными колебаниями 21 и 22 соответственно соединяются с генераторами 23 и 24 импульсов, размещенными на транспортной базе 25.

Система управления содержит цифровой генератор 26 свип-сигнала, фазочувст- вительный детектор 27, суммирующий усилитель 28, умножитель 29, сейсмостан- цию 30 с радиограммным устройством, блок 31 коррекции заряда накопителей, формирователь 32 импульсов управления разрядом реактора, формирователь 33 импульсов управления разрядом и переключения направления током, при этом первый выход суммирующего усилителя 28 соединен с входом формирователя 33 импульсов управления разрядом и переключения направления тока, второй выход соединен с входом формирователя 32 импульсов управления реактора, третий - с входом блока 31 коррекции заряда накопителем, а первый вход суммирующего усилителя 28 соединен с выходом умножителя 29, второй вход - с первым выходом фазочувствительного детектора 27, второй выход которого соединен с входом формирователя 33 импульсов управления разрядом и переключения направления тока, первый вход соединен с датчиком 19 положения реактора, а второй вход - с первым входом умножителя 29, второй вход которого соединен с датчиком 18 обратной связи, причем выход сейсмо- станции 30 с радиоприемным устройством соединен с входом цифрового генератора 26 свип-сигналов, первый выход которого соединен с третьим входом суммирующего усилителя, а второй выход - с первым входом умножителя 29, при этом формирователь 33 импульсов управления разрядом и переключения направления тока соединен выходами с блоком разряда якоря, формирователь 32 импульсов управления разрядом реактора соединен выходами с блоком разряда реактора, а блок 31 коррекции заряда накопителей соединен входом с генератором импульсов и выходами соответственно с формирователем импульсов управления зарядом и формирователем импульсов управления обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

Активный узел генератора спускоподъ- емным механизмом 15 опускается на грунт

и под действием веса транспортного средства излучатели 6 вдавливаются в грунт. Двигатель транспортного средства вращает синхронный генератор 7, трехфазное напряжение от основных обмоток которого через

0 индуктивно-емкостный преобразователь подается в схемы заряда. После подачи импульсов управления начинается заряд емкостных накопителей. После окончания заряда и подачи управляющего сигнала от сейсмо5 станции 30 радиоприемное устройство выдает сигнал Запуск в блок свип-генера- тора 26. Генератор 26 выдает сигнал первого импульса в суммирующий усилитель 28, с первого и второго выходов которого посту0 пают импульсы включения разряда в формирователи 32 и 33. Сформированные в них импульсы поступают на блоки разряда. В обмотках 10 и 3 проходят импульсы тока, создавая импульс силы между якорем 1 и

5 реактором 7. Якорь сдвигается вправо, создавая в грунте плюс-волну; а реактор смещается влево от нейтрального положения. Так как крайние секции обмотки реактора в 2 раза меньше основных, то магнитные по0 токи обмоток якоря реактора полностью уравновешивают один другого и не создают торможения якоря.

В момент времени формирователь 33 подает команду изменения направления то5 ка на блок разряда якоря и на блок разряда реактора. Разряд предварительно уже заряженных накопителей повторяется. В связи с тем, что направление тока в обмотке реактора 10 изменяется на противоположное:

0 импульс силы сдвигает якорь 1 влево, создав в грунте минус-волну, а реактор 7 изменяет направление движения и с той же скоростью (трением пренебрегаем) двигается вправо, отдав всю предварительно накоп5 ленную энергию в виде дополнительного импульса силы якорю 1. За время перед новым импульсом реактор смещается за нейтраль на некоторое расстояние.

0В этот момент формирователи 33 и 32

выдают импульсы на блоки разряда якоря и реактора и процесс создания волны повторяется. При этом сигнал датчика контроля положения реактора 19 усиливается и фазо- чувствительный детектор 27 вырабатывает

5 сигнал, соответствующий положению реактора, который поступает на вход суммирующего усилителя 28, на второй вход которого через умножитель 29 поступает сигнал датчика 18 обратной связи Кроме того, на первый вход суммирующего усилителя 28 поступает свип-сигнал с генератора 26.

В результате на первых двух выходах вырабатывается сигнал запуска формирователей блоков разряда, а с третьего выхода сигнал рассогласования поступает на первый вход блока 31 коррекции, на второй вход которого поступает информация о фактических напряжениях на накопителях с блока контроля накопителей. В результате с выхода блока 31 коррекции сигнал коррекции подается на формирователь импульсов управления зарядом, выдающий соответствующие импульсы управления на блоки заряда якоря и реактора, вследствие чего после разряда накопителей в якоре 1 создаются усилия, пропорциональные колебаниям, вырабатываемым генератором 26 свип-сигнала. В результате реактор 7 колеблется относительно нейтрального положения, с якоря 1 через излучатели 6 воспроизводит в грунте форму сигнала.

Амплитуды и периоды сигнала изменяются, поэтому суммируюи ий усилитель 28 выдает сигнал рассогласования в блок 31 коррекции, в котором определяются необходимые параметры, определяется количество участвующих накопителей, время их заряда, напряжение их заряда, величина поправки напряжения накопителей в связи с изменением их количества, участвующих в разряде длительности импульса разрядного тока, а также положения реактора относительно нейтрали. Для более эффективного использования блоков заряда вводится коррекция тока, протекающего в якоре генератора, что изменяет его выходные параметры.

В результате генератор излучает зондирующие сигналы со сглаженной формой спектра и повышенной амплитудой, чем обеспечивается повышение отношения сигнал/помеха.

Формула изобретения Генератор вибросейсмических волн, включающий спускоподьемный механизм с устройством создания вертикального статического давления частью массы транспортного средства, электропривод,содержащий корпус, соединенный с плитой, якорь и расположенный в нем реактор, каждый из которых включает систему магнитопровода и многополюсной обмотки, причем число секций обмогки реактора на одну больше числа секций обмотки якоря, а магнитопровод ре- 5 актора запрессован в инерционной массе, емкостные накопители, систему подвода электрических импульсов к обмоткам.блок заояда и разряда якоря, блок заряда и разряда реактора, два генератора импуль0 сов,систему управления, включающую соединенный выходами с блоком разряда якоря формирователь импульсов управления разрядом и переключения направления тока, соединенный выходами с блоком раз5 ряда реактора, формирователь импульсов управления разрядом реактора, блок коррекции заряда накопителей, соединенный входом с генератором импульсов, и выходами соответственно с формирователем

0 импульсов управления зарядом и формирователем импульсов управления обратной связи, сейсмостанцию с радиоприемным устройством и умножитель, отличающий- с я тем, что, с целью повышения отношения

5 сигнал/помеха за счет увеличения амплитуды зондирующих импульсов, в систему управления введены датчик обратной связи и датчик положения реактора, цифровой генератор свип-сигнала, фазочувствительный

0 детектор и суммирующий усилитель, первый вход которого соединен с входом формирователя импульсов управления разрядом и переключения направления тока, второй - с входом формирователя импуль5 сов управления реактора, третий - с входом блока коррекции заряда накопителей, .первый вход которого соединен с выходом умножителя, второй выход - с первым выходом фазочуёствител ьного детектора, второй

0 вход которого соединен с входом формирователя импульсов управления разрядом и переключения направления тока, первый вход соединен с датчиком положения реактора, а второй вход - с первым входом ум5 ножителя, второй вход которого соединен с датчиком обратной связи, при этом вход сейсмостанции соединен с входом цифрового генератора свип-сигналов, первый выход которого соединен с третьим входом

0 суммирующего усилителя, а второй выход - с первым входом умножителя.

ю

Изобретение касается сейсмической техники и может использоваться при разведке месторождений полезных ископаемых по способу многоволновой сейсморазведки. Цель изобретения - повышение отношения сигнал /помеха за счет увеличения амплитуды зондирующих сигналов. В генераторе осуществляется первоначальный разгон инерционной массы, ее торможение и обратный ход, измерение датчиками обратной связи перемещения якоря и инерционной массы и, на основе этого измерения, автоматическая коррекция амплитуды последующих зондирующих импульсов. Автоматическая коррекция реализуется путем включения в систему управления датчиков обратной связи, цифрового генератора свип-сигналов, фазочувствительного детектора, суммирующего усилителя и соответствующих связей. 2 ил.

фиг. 1