Сейсмограф Советский патент 1981 года по МПК G01V1/18 

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано при сейсмологических наблюдениях.

Известны перопишущие сейсмографы, содержащие сейсмометр, усилительпреобразователь механических колебаний сейсмометра в электрический ток и перопишущий регистрирующий прибор }.

Недостатком этих сейсмографов является небольшая точность регистрации воспринимаемых колебаний. Основную погрешность вносит регистрирующий перопишущий прибор, которая превьпиает 10% в рабочем динамическом диапазоне.

Р1аиболее близким к предлолсенному техническому решению является перопишущий сейсмограф, содержащий сейсмометр, усилитель-преобразователь механических колебаний сейсмометра в электрический ток и перопишущий регистрирующий блок 2.

Однако в этом перопишущем сейсмографе погрешность регистрации воспринимаемрлх колебаний имеет величину порядка 10%. Величина погрешности определяется многими факторами, среди которых можно указать неравномерность магнитного поля, неточную геометрию обмотки регистрирующего блока в магнитном поле, нелинейность возвращающей силы и т.п. Введение инди10видуальных коррекций на каждьй из подобных факторов представляется Сложным, трудоемким и неперспективным путем. Решение задачи повьппения точности сейсмографа может быть выпол15нено наиболее эффективно, если ввести в сейсмограф простое устройство, позволяющее применить местную отрицательную обратную связь, которая, как известно, автоматически снижает

20 влияние любых факторов на погрешность измерений.

Целью изобретения является повышение точности регистрации колеба3Поставленная цель достигается тем, что в сейсмограф, содержацирг сейсмометр, соединенный с усилителе преобразователем, и перопишущий регистрируниций блок, введены Генерато опорного напряжения, компаратор и регулирующий элемент, выполненный в виде измерительного моста перемен ного тока, при этом измерительные плечи моста образованы цилиндрическими токопроводящими пружинами, закрепленными на регистрирующем блоке генератор опорного напряжения подключен к первой диагонали моста, а вторая диагональ моста и усилительпреобразователь подключены ко входу компаратора, выход которого подключен к обмотке регистрирующего блока На чертеже представлена блок-схе ма перопишущего сейсмографа. Сейсмограф содержит сейсмометр 1, усилитель-преобразователь 2 механических колебаний в электрически ток, включенный в компаратор 3, ynравляющий обмоткой 4 регистрирующего блока. Перо 5 регистрирующего блока сейсмографа механически соединено с двумя токопроводящими цилиндрическими пружинами 6, которые электрически включены в плечи измерительного моста переменного тока 7 Одна диагональ моста 7 питается переменным током от генератора опор ного напряжения 8, вторая диагональ моста подключена к компаратору 3, выход которого подключен к обмотке А регистрирующего блока. Направлени подключения измерительного моста через усилитель образует отрицатель ную электро-механическую обратную связь между пером и обмоткой регист рирующего блока. Сейсмограф работает следуююрим об разом, При колебаниях грунта преобразователь 2 сейсмометра вырабатывает электрический сигнал, который, поступая в компаратор 3, смещает его потенциал от нулевого равновесного потенциала, определяемого балансом измерительного моста в замкнутой ц пи с Отрицательной обратной связью 1 . 4 На выходе компаратора 3 возникает электрический ток, который, поступая в регулирующий элемент, вызывает поворот обмотки 4 и сжатиерастяжение пары пружин 6 до тех пор, пока разбаланс моста 7 не выровняет до нуля уход потенциала компаратора 3. Таким образом, перо 5 регистрирующего блока следит за сигналом сейсмометра и чем больще коэффициент обратной связи, тем точнее производится слежение. Из т-еории следящей обратной связи известно, что .погрешность слежения может быть сделана очень малой и ошибка уменьшается до долей одного процента. При этом точность не зависит от природы факторов, вносящих погрешность в систему. Формула изобретения Сейсмограф, содержащий сейсмометр, соединенный с усилителемпреобразователем, и перопищущий регистрирующий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации колебаний, в него введены генератор опорного напряжения, компаратор и регулирующий элемент, выполненный в виде измерительного моста переменного тока, при этом измерительные плечи моста образованы цилиндрическими токопроводящими пружинами, закрепленными на регистрирующем блоке, генератор опорного напряжения подключен к первой диагонали моста, а вторая диагональ моста и усилитель-преобразователь подключены ко входу компаратора, выход которого подключен к обмотке регистрирующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рыков А.В. Перопишущие сейсмогра(|ы.Сб.Аппаратура дпя регистрации сейсмических процессов, вып.5, М., Наука, 1969, с.35-38. 2.Рыков А.В., Забелин М.В., Давыдов В.И. Длиннопериодная сейсмическая станция ДС-БП.-Сб.Сейсмические приборы, вып.9, М., Наука, 1976, с.3-6 С прототип.