Устройство для управления чувствительностью сейсмографов Советский патент 1934 года по МПК G01V1/18 

Применение при геологических разьедках электрических сейсмографов высокой чуствительвости имеет большее значение, так как повышение чувствительности уменьшает количество потребного для работ 13рывчатого вещества.

Повышение чувствительности сейсмографов ограничивается наличием в почве паразитных колебаний того или иного происхождения. Эти паразиты могут иметь характер кратковременного импульса; однако, при большой чувствительности сейсмографа прибор, выведенный таким импульсом из равновесия, на мгносение примет в начальное положение даже при апериодическом режиме его колебаний. Таким образом вредное влияние паразитного импульса не ограничивается временем его непосредственного действия на маятник, а распространяется на последующий промежуток времени, продолжительность которого определяется с одной стороны силой импульса, а с другой стороны-условиями затухания маятника или восстановлением начального состояния всей схемы прибора в целом.

При методе работы отраженными волнами задачей эксперимента является на фоне сильных колебаний маятника, вызванных возмущениями, пришедшими от места взрыва кратчайшим путем, уловить наложение колебаний весьма слабых, прошедших двойную толшу поверхностого пласта и отразившихся от поверхности следующих пластов. Прибор в §том случае располагается довольно близко от места взрыва, и начальные колебания дают смещения в десятки раз больше, чей отраженные.

При таких условиях еще в большей степени представляется необходимым каким-либо образом сделать маятник нечувствительным к колебаниям предшествующим, хотя и более интенсивным. Грубо говоря, следовало бы закрепить маятник в состоянии равновесия, держать его

(298)

в таком виде все время, предшествующее регистрируемым колебаниям, и восстаноьить его первоначальную чувстьительность за несколько .сотых секунды до их прихода. В этом случае предшествующие смешения почвы, сколь угодно сильные, не оставили бы следа на положении маятника. Однако, очеЕИдно, что задача эта абсолютно невыполнима механическим путем в виду большой чувствительности прибора.

Предлагаемое устройство осуществляет указанную выдачу иным путем. В электрических сейсмографах начальные механические колебания маятника создают электродсижущую силу с периодом этих колебаний. Эта разность потенциалов затем усиливается и регистрируется тем или иным осциллографом.

Предлагаемое устройство име-т педью использовать полученные в злектр сейсмог1:афе электродви;кущие силы дл создания токов, взаимодействие которых с постоянным магнитным полем удерживает маятник в состоянии равновесия или, по кр:.йней мере, в значительной степени уменьшает его вынужденные колебания под влиянием сильного импульса.

Включение, выключение и.ти вообще говоря, регулировка степени воздействия этих токов производится самим 1зрЫБом путем разрыва или замыкания того или иного коктакта через промежуточное устройство, п-з.оляющее произвольно регулировать промежуток времени между взрывом и изменением условий колебания маятника из-за включения, ьыключения или изменения силы или фазы упомянутых выше токов.

На чертеже фиг. 1 изображает простейщий пример предлагаемого устройства; фиг. 2-приспособление к реле, допускающее регулирование запаздывания начала дейст1ия его по отношению к моменту взрыва; фиг. 3 и 4-формы выполнения устройства с применением отдельной тормозной катушки, питаемой током, вызванныы движением маятника и усиленным предварительно усилителем.

Простзйший пример предлагаемого устройства состоиг в следующем, (фиг. 1). Катушка 1 электродинамического сейсмографа колеблется под влиянием механического импульса в поле постоянного магнита или электромагнита 2. Создаваемая при этом электродвижущая сила усилиЕается в дальнейшем ламповым усилителем 3 и регистрируется осциллографом 4.

Катушка 1 может быть замкнута накоротко контактами реле 5. При этом под влиянием индуктиро энной при движении катушки электродв жущей силы в ней возникает ток, оказывающий тормозящее действие на движение катуш $и. Масса катушки, период колебания маятника и напряжения магнитного поля могут быть выбраны такими, чтобы движения маятника в этом случае были на границе или даже да.чеко от границы апериодичности и чувствительность его была незначительна. Вместе с этим устраняется попадание электродвижущей силы на усилитель и регистрация всего процесса осциллографом.

Обмотки реле 6 включены в цепь привода, так соединенного с местом взрыва через батарею 7, что взрыв прерывает ток и размыкает контакты реле.

Последнее выполнено таким образом, что его собственной регулировкой можно рносить больщие или меньшие запаздывания в замыкании контактов 5 по отношению к току в обмотке реле 6.

Большая свобода в выборе промгжутка вре« мени запаздывания достигается применением той или иной релаксационной схемы, например, изображенной на фиг. 2, где конденсатор и переменное сопротивление 8 включены параллельно сетке лампы 9; конденсатор, через провод, идущий к месту взрыва, соединен с полюсом батареи 10. В анодной цепи лампы 9 включгны упо ыянутые выше обмотки реле 6.

Взрыв выключает батарею 10, после чего конденсаторы начинают разряжаться через сопротивление 8; вместе с этим изменяется напряжение на сетке и ток в анодной цепи лампы 9.

При указанных выше упрощенных схемах Чувствительность маятника изменяется не очень сильно и при наличии значительных импульсов, от действия которых необходимо оградить маятник, применен изложенный выше метод обратного воздействия на маятник со стороны вызванных движением катущечки электродвижущих сил и токов.

Прибор подобного устройства приведен на фиг. 3, где маятник выполнен в виде системы двух катушек 11 и 12, находящихся в магнитном поле магнитов 13 и 14. Механический импульс приводит в движение маятник и создает электродвижущую силу в катушке 11. Усиленный в усилителе ток поступает через регулирующее его силу и тиводимоэ в действие взрывом устройство 15 с регулируемым запаздыванием.

Взаимодействие тока в катушке 12 с магиитным полем ма. нита 14, таково чтэ, движения маятника затруднены и даже сильные импульсы не в состоянии заметным образом нарушить его равновесие, причем очевидно, что катушечка может быть связана со станиной, а постоянное поле-с маятником.

Разрыв провода произведенным взрывом, спустя установленный промежуток времени, восстанавливает нормальную чувствиительность прибора.

Подобное устройство может быть применено и при электрическом маятнике любой иной системы, например, емкостном маягнике (фиг. 4). Здесь маятник, представляющий собой подвижую пластину 18 конденсатора, изменяет тем или иным путем емкость одного из плеч моста или колебательного контура и вызывает после усиления электрический ток, пропорциональный его смещениям. Этот ток заводится в жестко скрепленую с маятником катушку 16, находящуюся в поле магнита 17. и препятствует нарушению равновесия маятника внешними механическими импульсами.

Устройство 15, управляющее выключением или регулированием этого тока, приводится в дейстЕие взрывом и заданное запаздывание изменения режима по отношению к моменту взрыва.

Сорершенно очевидно, что во всех предыдущих схемах токи оказывают действие в виде механических сил на самый маятник. Непосредственно же электромагнитное влияние на ту или иную часть схзмы не может дать желаемого эффекта и, вообще говоря, должно избегаться.

Во всех перечисленных примерах изменение чувствительности маятника производится автоматически, спустя заданный интервал времени после взрыва.

Предмет изобретения.

1.Устройство для управления чувствительностью сейсмографов, отличающееся тем, что для изменения в известных пределах тормозящего или препя-ствующего отклонению маятника взаимодействия между катушечкой, связанной с маятником, и постоянным магнитом, укрепленным на станине устройства, или между постоянным магнитом, укрепленным на маятнике, и. катушечкой, связанной со станиной, применено короткое замыкание катушечки 1 и управляемое извне 6, служащее для устранения в требуемый момент короткого замыкания катушечки (фиг. 1).

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся применением отдельной тормозной катущки 12 (фиг. 3) или 16 (фиг. 4j, питаемой током, вызванным движением маятника и поедварительно усиленным усилителем 3.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что реле приводимое в действие, например, взрывом при геологоразведочных работах, снабжено приспособлением, допускающим регулирование запаздывания начала действия реле по отношению к моменту взрыва (фиг. 2)

фиг.1

РЯ

V

. фиг

J

yHisJ

-н|,№

фмгЗ