Устройство для калибровки сейсометров Советский патент 1992 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано при калибровке сейсмометров.

Цель изобретения - повышение точности калибровки сейсмометров в условиях

переменных по уровню помех-микросейсм на частоте калибровки.

На чертеже приведена структурная схема устройства для калибровки сейсмометров.

На схеме обозначены: основание 1, калибруемый сейсмометр 2, компенсирующий сейсмометр 3, задающий генератор 4 электрических колебаний, измерительный блок 5, первый масштабный усилитель 6, первый дифференциальный усилитель 7, компенсирующий генератор 8 электрических колебаний, первый фазовращатель 9, второй дифференциальный усилитель 10, узкополосный анализатор 11 спектра,регистратор 12, перестраиваемый полосовой фильтр 13, второй масштабный усилитель 14, второй фазовращатель 15, третий дифференциальный усилитель 16, индикатор 17.

При этом калибруемый сейсмометр 2 и компенсирующий сейсмометр 3 установлены на основание 1. К входу калибровочной катушки калибруемого сейсмометра 2 подключены задающий генератор 4 электрических колебаний и измерительный блок 5. Последовательно соединены калибруемый сейсмометр 2, первый дифференциальный усилитель 7 вторым входом, второй дифференциальный усилитель 10 вторым входом, узкополосный анализатор 11 спектра и ре- гистратор 12, Кроме того, последовательно соединены компенсирующий сейсмометр 3, первый масштабный усилитель 6, перестраиваемый полосовой фильтр 13, второй масштабный усилитель 14, второй фазовращатель 15, третий дифференциальный усилитель 16 первым входом и индикатор 17. Также последовательно соединены компенсирующий генератор 8 электрических колебаний, первый фазовращатель 9 и второй дифференциальный усилитель 10 первым входом. Первый вход первого дифференциального усилителя 7 соединен с выходом первого масштабного усилителя 6, второй вход третьего дифференциального усилителя 16 соединены с выходом первого фазовращателя.

Устройство работает следующим образом.

Так как калибруемый 2 и компенсирую- щий 3 сейсмометры установлены на основании 1, не защищенном от воздействия помех-микросейм, то в результате на выходе их рабочих катушек возникают пропорциональные этим помехам электрические сигналы, величина которых из-за неидентичности выходных характеристик обоих сейсмометров всегда различна. Сигналы компенсирующего сейсмометра 3, проходя через масштабный усилитель 6, а калибруе- мого сейсмометра 2 - прямо, поступают на входы первого дифференциального усилителя 7, обеспечивающего компенсацию синфазных составляющих этих сигналов. Одновременно сигналы компенсирующего

сейсмометра 3, проходя через предварительно настроенный на частоту калибровки перестраиваемый полосовой фильтр 13, подавляются во всем частотном диапазоне, за исключением частоты настройки полосового фильтра. Таким образом, происходит вы- деление сигнала помех-микросейм, присутствующих на заданной частоте калибровки сейсмометра 2. Затем выделенный сигнал помех-микросейм, проходя через второй масштабный усилитель 14, второй фазовращатель 15, поступает на вход третьего дифференциального усилителя 16. Одновременно на второй вход третьего дифференциального усилителя 16 поступает сигнал компенсирующего генератора 8 через фазовращатель 9. Таким образом, выходной сигнал третьего дифференциального усилителя 16, представляющий разность сигнала помех-микросхем и сигнала компенсирующего генератора 8, измеряют индикатором 17. По показаниям индикатора 17 судят об изменении уровня сигнала помех-микросхем при калибровке сейсмометра 2.

Выходной сигнал первого дифференциального усилителя 7, пропорциональный разности входных сигналов, и сигнал компенсирующего генератора 8, который предварительно проходит через фазовращатель 9, поступают на входы второго дифференциального усилителя 10, обеспечивающего окончательную компенсацию остаточного сигнала помех-микросейсм на заданной частоте калибровки сейсмометра 2. Скомпен- сированный выходной сигнал, пропорциональный разности входных сигналов второго дифференциального усилителя 10, поступает на узкополосный анализатор спектра 11 и регистратор 12.

Перед началом калибровки сейсмометра 2 регулировкой масштабного усилителя 6 необходимо максимально скомпенсировать различие уровней выходных сигналов рабочих катушек сейсмометров 2, 3 по минимальному уровню выходного сигнала первого дифференциального усилителя 7, величина которого контролируется узкополосным анализатором 11 спектра и регистратором 12. Затем необходимо настроить компенсирующий генератор 8 на заданную частоту калибровки сейсмометра 2. Изменяя амплитуду регулятором выходного уровня генератора 8, фазу - фазовращателем 9 сигнала компенсирующего генератора 8, необходимо добиться окончательной компенсации сигнала помех-микросейсм по величине его минимального отклика на экране узкополосного анализатора 11 спектра или регистратора 12.

Затем, настроив полосовой фильтр 13 на заданную частоту калибровки и выделив таким образом сигнал помех-микросейсм на этой частоте, присутствующей в выходном сигнале компенсирующего сейсмомет- ра 3, необходимо подстроить параметры сигнала помех-микросейсм к параметрам сигнала компенсирующего генератора 8 регулировкой его уровня вторым масштабным усилителем 14 и фазы - вторым фазовраща- телем 15. Таким образом, добиваются их взаимной компенсации с помощью третьего дифференциального усилителя 16. Степень компенсации сигналов определяется по показаниям индикатора 17.

После этого с помощью задающего генератора 4 электрических колебаний на вход калибровочной или демпфирующей катушки калибруемого сейсмометра подают электрический сигнал, контролируемый измерительным блоком 5, и производят калибровку сейсмометра 2 генераторным способом по известной методике.

Одновременно, контролируя показания индикатора 17, производят полную компенсацию (т.е. компенсация изменения уровня сигнала помех-микросейсмов) непосредственно в процессе калибровки сейсмометра 2 регулятором выходного уровня компенси- рующего генератора 8. Таким образом исключают связанную с этим погрешность калибровки сейсмометров.

Таким образом, предложенное устройство позволяет контролировать и оператив- но компенсировать изменение уровня помех микросейсм на частоте калибровки и тем самым повышать точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для калибровки сейсмометров, содержащее задающий генератор электрических колебаний, выход которого подключен к калибровочной катушке калибруемого сеймометра и к измерительному блоку, компенсирующий сейсмометр, установленный на общем основании с калибруемым, масштабный усилитель, вход которого подключен к выходу компенсирующего сейсмометра, первый дифференциаль- ный усилитель, на входы которого подключены рабочая катушка калибруемого сейсмометра и выход масштабного усилителя, компенсирующий генератор, фазовращатель, второй дифференциальный усилитель, на вход которого подключены выход первого дифференциального усилителя и компенсирующий генератор через фазовращатель, узкополосный анализатор спектров, вход которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя, а выход соединен с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности калибровки в условиях переменных по уровню помех-микросейсм, в него введены соединенные последовательно перестраиваемый полосовой фильтр, второй масштабный усилитель, второй фазовращатель, третий дифференциальный усилитель и индикатор, при этом вход перестраиваемого полосового фильтра подключен к выходу первого масштабного усилителя, а второй вход третьего дифференциального усилителя соединен с выходом второго фазовращателя.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано при калибровке сейсмометров. Цель изобретения - повышение точности калибровки сейсмометров в условиях переменных по уровню помех - микросейсм на частоте калибровки. Устройство содержит компенсирующий сейсмометр, задающий и компенсирующий генераторы, два масштабных усилителя, три дифференциальных усилителя, перестраиваемый полосовой фильтр, узкополосный анализатор спектра, два фазовращателя. Перед началом калибровки измеряют одновременно уровень помех-микросейсмов ка- либруемым и компенсирующим сейсмометрами, установленными на одном основании. Синфазные составляющие полученных сигналов взаимно вычитаются, причем масштабным усилителем, включенным в цепь рабочей катушки компенсирующего сейсмометра, добиваются на выходе первого дифференциального усилителя минимального уровня сигнала помех-микро- сейсм. Затем регулировкой амплитуды сигнала компенсирующего генератора электрических колебаний на задан ной частоте калибровки и подстройкой фазы этого сигнала фазовращателем производится окончательная компенсация помехи путем вычитания сигнала помех-микросейсмов на частоте калибровки из выходного сигнала первого дифференциального усилителя. Контроль за степенью компенсации сигналов помех-микросейсмов осуществляется по минимальной величине его столика на индикаторе узкополосного анализатора спектра и регистратора. Затем с помощью второго масштабного усилителя и второго фазовращателя добиваются полной компенсации сигнала компенсирующего генератора с помощью третьего дифференциального усилителя. После этого производится калибровка сейсмометров генераторным способом по известной методике, компенсируя изменения уровня помех-микросейсмов по показаниям индикатора регулятором выходного уровня компенсирующего генератора. 1 ил. V| СО О О