Способ преобразования сейсмических сигналов и устройство для его реализации Советский патент 1978 года по МПК G01V1/16 

(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к способам и технике регистрации сейсмических коьпебаний и может найти применение в сейсмологии и разведочной геофизике.

Известны способы преобразования сейсмических сигналов и устройство для его реализации, содержащее инерционный элемент и пьезоэлектрический сверхнизкочастотный преобразователь 1. Способ заключается в том, что амплитуда резонансных колебаний пьезоэлемента, возбуждаемых генератором опорной частоты, модулируется низкочастотными колебаниями инерционного элемента, которым нагружен пьезоэлемент.

Известным способом трудно преобразовывать сейсмические сигналы при знакопеременных процессах. Кроме того, для реализации способа необходим акселерометр.

Известен также способ преобразования сейсмических сигналов 2, заключающийся в том, что модулируют опорную частоту с помощью внешнего генератора в первичной катущке дифференциального трансформатора, сигналы в двух вторичных катущках которого взаимно сбалансированы с помощью мостовой схемы. Модуляция опорной частоты осуществляется при перемещении

вторичных катущек относительно первичной под воздействием сейсмического сигнала.

В устройстве, реализующем способ, в качестве преобразователя сейсмических колебаний в электрические применен диффере1щиальный трансформатор, состоящий из двух за крепленных в корпусе сейсмоприемника катушек, внутри которых в качестве инертной массы помещена третья катушка. Последняя запитывается переменным током, и в ее обмотке генерируется опорная частота. При

симметричном положении подвижной катушки в двух других катушках наводятся ЭЦС одинаковой величины, так как катушки вклю чены в мостовую схе.му, сигнал на выходе которой равен нулю. При отклонении подвижной катушки от среднего положения

происходит разбаланс моста и на вход фазочувствительного детектора подается модулированный высокочастотный сигнал, пропорциональный Принимаемому сейсмическому сшналу.

Недостатками этого способа и устройства, реализующего его, являются ограничение нижнего предела частотного диапазона принимаемых сигналов частотой собственных колебаний механической части сейсмоприемников, а также искажение форчн регистрируемых сигналов за счет использования демпферных устройств. Цель изобретения - расширение частотного диапазона регистрируемых сигналов. Указанная цель достигается тем, что опорную частоту генерируют путем возбуждения гармонических незатухающих колебаний инертной массы сейсмоприемника, причем, устройство для реализации способа снабжено катушкой, закрепленной на корпусе, обмотка которой соединена с генератором опорной частоты, а инертная масса, выполненная в виде постоянного магнита, помещена в поле упомянутой катушки. На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Генератор 1 опорной частоты соединен с об.моткой катушки 2. Инертная масса 3, подвешенная к корпусу 4 на упругих элементах 5, помещена внутрь катушки преобразователя 6, соединенного с демодулятором 7. Устройство работает следующим образо.м. При включении генератора I опорной частоты переменное напряжение подается в обмотку катушки 2. При этом инертная .масса 3, представляющая собай постоянный .магнит, подвещенный к корпусу 4 на упругих элементах 5, начинает совершать гармонические незатухающие колебания. Преобразователь 6 воспринимает колебания инертной массы и колебания корпуса сейс.монриемника и преобразует механические колебания в- электрические. На выходе преобразователя получают опорные колебания, соответствующие колебания. инертной Niaccbi, 1мод лированные по амплитуде колебания.ми корпуса сейсмоприемника. Модулированные колебания подаются в демодулятор 7, где исключаются опорные колебания и восстанав„тивается форма колебаний корпуса сейсмоприемника. Предложенное устройство можно реализовать в виде вертикального ейс.моприе.мника, содержащего маятник, аредставляющий собой постоянный магнит, подвешенный с помощью магнитных сил и совершающий вертикальные колебания под действием пере.менного магнитного поля олвать1ваюшей его катушки, расположенной у одного из полюсов, .магнита. Катушка получает питание от внешнего генератора. Колебания снимаются с помощью электро.магнитного преобразователя, выполненного в виде катущки, охватывающего магнит у противоположного полюса. Частота колебаний .магнита выбирается выше частоты верхнего предела диапазона принимаемых частот колебаний. Для большей помехоустойчивости частота колебаний инертной массы выбирается в У раза .меньше частоты собственньи колебаний. Изобретение позволяет расширит, частотный диапазон принимаемых сейсмических сигналов в низкочастотной его части, так как способ преобразования сейс.мических сигналов, основанный на .модуляции опорной частоты регистрируе.мыми низкочастотными сейсмическими сигнала.ми, ограничивает частотный диапазон только в высокочастотной его части частотой колебаний инертного тела. Динамический диапазон также расширяется, так как колеблющееся с постоянными параметрами магнитное инертное тело позволяет по.пучить на выходе преобразователя (катушки) сигнал постоянной величины, не зависящий от скорости и амплитуды сейсмического сигнала. Динамический диапазон ограничивается только возможностями де.модулятора. Кроме того, исключается необходимость в демпфирующе.м устройстве, что упрощает конструкцию сейсмоприемника. Уменьщается вес сейсмоприемника, так как инертная масса, используемая при преобразовании сейсмических сигналов предлагаемым способом, намного меньше используемой в традиционных схемах. Формула изобретения 1.Способ преобразования сейсмических сигналов, основанный на модуляции опорной частоты прини.маемы.ми сигнала.ми, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона регистрируемых сигналов, опорную частоту генерируют путе.м возбуждения гармонических незатухающих колебаний инертной массы сейс.моприе.мника. 2.Устройство для реализации способа, по п. 1, содержащее инертную массу, пружины, корпус, источник опорного сигнала и преобразователь сейсмических колебаний в электрические, отличающееся тем, что оно снабжено катушкой, закрепленной на корпусе, обмотка которой соединена с генератором опорной частоты, а инертная мас:са, выполненная в виде постоянного магнита, по.мещена в поле упомянутой катушки. Источники информации,принятые во вни.мание при экспертизе: 1.Сейс.мические приборы, вын. 7, М.. «f-IayKa, 1976, с. 42--48. 2.Авторское свидетельство СССР „Ys 257776, кл. G 01 V 1/16, 1968.