Электродинамический источник силы Советский патент 1982 года по МПК G01V1/04 

(54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК СИЛЫ

Изобретение относится к сейсмораэвецке полезных ископаемых и к экспериментальной сейсмологии и может быть использовано в сейсморазведке полезных ископаемых и в экспериментальной геофизике. Известен механический источник силы состоящий из легкого излучателя с растягивающейся на земле поверхностью относительно тяжелого массивного элемента, находящегося над излучателем и рычажной балансирной системы, содержащей массивный элемент и обеспечивающей его вертикально колебательное движение. Движущийся возвратно-поступательный вертикальный приводной вал соединен с одной стороны с внутренними концами ры чагов, чтобы они работали синхронно, а другой стороны через редуктор с электродвигателем t lНедостатками механического источника силы являются ограничение регулирснвания параметра и амплитуды воздействи на грунт, сложность распределения давления по поверхности, довольно слабая синхронизация (т.е. точность включения установки) и плохая повторяемость ударов. Кроме того, необходим привод от электродвигателя, применяемый в качестве источника энергии. Известен источник с гидравлическим приводом, выполненным в виде плунжера, передающего земле повторяющиеся усилия, достаточные для создания в грунте низ- кочастотньк акустических колебаний повышенной интенсивности. В качестве инертной массы применяется устанавливаемая над плунжером платформа с баластом f2. Однако источник с гидравлическим приводом характеризуется необходимостью применения специального компрессора и гидросистемы, сложностью синхронизации и управления таким источником, непригодность известного источника к возбуждению вьгсокочастотных колебаний. Таким образом, известные источники силы имеют следующие общие недостатки: сложную конструкцию, ограниченную точность синхронизации, невозможность регу лирования параметрами импульсов, низкую нацежность при пониженной температуре окружающей среды. Также невозможно создать на основе указанных источников силы недорогие многоэлементные системы излучающие сейсмические волны в заданном направлении. Имеются ограничения в применении накопления си гналов и использовании известных источников силы в районах Крайнего Севера и Сибири. Наиболее близким к предлагаемому я& ляется источник силы электродинамического типа, применяемый в устройстве для Возбуждения сейсмических колебаний и содержащий плоские спирально намотанные катушки, заключенные в жесткие кар касы. Такие катушки образуют две плоские т око проводящие системы, при протекании тока через которые возникают силы, отталкивающие их Друг от друга в результате взаимодейстигя магнитного поля. Создаваемое усилие используют для возбуждения сейсмических колебаний. Производя то или иное электрическое соединение катушек с помощью коммутационных проводов, осуществляют управление длительностью силового воздействия посредством изменения индуктивности токо проводящих систем з. Однако известный источник силы хара теризуется неравномерностью создаваемо го давления на псеерхности изменяющейся кривизны, что, например, характерно для дневной поверхности в сейсморазведке, трудностью создания непрерывных источников силы с большой рабочей поверх™ ностью для направленных сейсмических излучений систем, обуславливаемой, в частности, не обходим ос применения дополнительных мер по перераспределению усилия на всю рабочую поверхность, так как Коэффициент испольасеания рабочей поверхности прототипа меньше единицы, низким коэффициентом полезного действия трудоемкой технологией изготовления, включающей большой объем ручного груда Кроме того, существенным недостатком для источников силы с большим числом катушек являются увеличение потерь и снижение силовых характеристик, связанные с активным и индуктивным сопротивлеш1 ем коммутационных проводов. Цель изобретения - обеспечение равно мерного давления на поверхности изменяющейся кривизны, создание непрерывных источников силы с большой рабочей поверхностью для направленных сейсмических излучающих систем, увеличение коэффициента полезного действия и повышение техНолопячности изготовления электродинамических источников силы. Поставленная цель достигается тем, что в электродинамическом источнике силы две токопровод5яцие системы образованы согнутой поперек и сложенной вдвое , лентой из эластичного диэлектрика, в которой размещены токопроводы, расположенные вдоль ленты параллельно друг другу, концы ленты соединены с коммутирующей колодкой, обеспечивающей электрическое соединение токопроводов между собой и с источником тока. Обеспечение равномерного давления на поверхности изменяющейся кривизны или создание непрерывных источников силы .с большой рабочей поверхностью для направленных сейсмических излучающих систем достигается за счет получения большой поверхности контакта электропкHatvm4ecKoro источника силы с грунтом. Коэффициент по/Бзного действия увеличивается в результате уменьшения расстояния межРО двумя взаимодействующими проводниками, по которым протекает ток в разном направлении. Технология изготовления предлагаемых электродинамических источников силы упрощает по сравнению с существующей и аналогична технологии изготов/ения ленточных проводников. Производительность труда повышается благодаря Возможности автоматизировать процесс изготовления электродинамических источников силы. На фиг. 1 аксонометрически изoбJэaжeн Электр о пин а ми чес кий источник силы; на фиг. 2 - токопроводящие элементы коммутирующей колодки для одного из возможных вариантов соединения токопроводов, расположенных в ленте. Предлагаемый электродинамический источник силы состоит из сложенной Вдвое эластичной диэлектрической ленты I, например резиновой, в которой расположены медные токодроводы 2 прямоугольного сечени% коммутирукяцей ко- : лодки 3, осуществляющей э;юктрическое соединение токопроводов 2, выводов 4, к которым (Подключают источник тока. Устройство работает следукацим образом. Через выводы 4 подается ток в элэкгряческую цепь, образованную токопроводами 2, расположенными в ленте, и проводящими элементами коммутирую594щей колонки 3 (фиг. 2). Токогфоводы соединены так, что направление тока во всех токопроводах каждой половины ленты одинаково. При протекании тока по электрической цепи электродинамического источника силы в результате мапшг- ного взаимодействия возникают силы, отталкивающие токопроводящие системы двух половин ленты друг от друга. Создаваемое усилие может быть использовано для возбуждения сейсмических колебаний. В зависимости от способа соединения токопроводов (последовательного или параллельного), обеспечиваемого -коммутирующей колодкой 3, меняется индуктивность источников силы. Это исполь.зуют для управления длительностью возбуждаемого усилия. Использование предлагаемого электродинамического .источника силы позволяет создать равномерное давление на поверхности различной кривизны, уменьшить отридательное влияние неровностей почвы на работу поверхностньтх из/учателей сейсмических колебаний в сейсморазведке, тем самым открывая возможность возбуждения упругих колебаний среды с заданной сложной синфазной поверхностью Создание на базе э/кктродинамического источника силы непрерывньос линейных сейсмоиз/ чающих систем позволяет в несколько раз увеличить амплитуды принимаемых полезных сейсмических волн без увеличения мощности источников сейсмических колебаний (мощности, подводимой к источнику силы). Коэффициент ПОЛЕЗНОГО действия источника силы увеличивается на 2% благодаря исключению потерь эдергии на актив ном сопротивлении коммутационных проводов, так как проводящие элемент-ы коммутирующей колодки имеют достаточно ма06лое сопротивление, которым можно ttpe- небречь, Кроме того, прецлагаемое устройство по;щоляет улучшить его силовые характеристики за счет уменьшения активного и индуктивного сопротивлений коммутационных провоцов. Формула изобретения Электродинамический источник силы, состоящий из источника тока и двух тсм. копровоцящих систем, прт протекании через которые в результате магнитного взаимодействия возникают силы, отталкиваюшие их одну от другой, о т личаюшийся тем, что, с целью обеспечения равномерного давления на поверхности изменякяцейся кривизны, создания непрерывных источников силы с большо площадью рабочей поверхности для направленных сейсмических излучающих систем, увеличенияКПД, повышения технологичности изготовления, токопроводящие системы вьтолнены в виде свгнутой поперек и сложенной вдвое ленты из элао- тичного диэлектрика, в котором размещены токопроводы, расположенные вдоль ленты параллельно друг другу, а концы ленты соединены с коммутирующей ко лодкой, обеспечивающей электрическое соединение токопроводов между собой и с источником тока. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе Патент США N 2558089, кл. 116-137, 1951. 2.Патент США N 3034594, кл. 181-05, 1962. 3.Авторское свидетельство СССР № 2809ОО, кл. G O1V 1/14, 197О (прототип).