Сейсмоприемное устройство Советский патент 1983 года по МПК G01V1/22 

(54) СЕЙСМОПгаЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретете относится к сейсмическим исследовашим и может быть испольэованЬ преим оцественно в составе сейсмоприемных как для приема упругих колебаний и преобразования их в электрический сигнал с одновременным усилением.

Известно сейсмометрическое устройство, содержащее пьезоэлектрический или электродинамический сейсмоприемник с резистивиым шунтом и дифференциальным усилителем на Kojiue. линии. Устройство характеризуется минимальным ослаблением сигнала и в нем отсутствуют искажения последнего за счет утечек Ц.

Одаако ситалы низкого уровня в нем искажаются шумами на контактах многочисленных межсекционных разъемов, так как сейсмоприемник к усилителю подключается секционированной двухпрьводной линией.

Известен также сейсмометр, в котором двухполюсный сейсмоприемник с резистивным шунтом подключен к входу и общей шине согласующего усилителя, конструктивно

совмещенного с сейсмоприеминком и шунтом {2.

Недостатком известного сейсмометра явля- ется невозможность улучшения отношения сигнал-помеха на его выходе, что обусловлено параллельным подключением сейсмоприемника и шунта к входу усилителя, в равной мере усиливающего сигнальную и шумовую составляющие. Кроме того, известньгй сейсмометр в многоканальную сейсмокосу можно включить только при системе с общей шиной, в которой полезный сигнал существенно искажается помехой, обусловленной взаимными влияниями между каналами из-за ненулевого сопротивления провода общей шины.

Наиболее близким к изобретению тепшческим рещением является сейсмоприемное устройство, содержащее распределенный пьезоэлектрический двухполюсник, резистивный шуна, первый операционный усилитель, охваченный частотно-избирательной обратной связью в виде резистнвно-емкостного трехполюсника, и двухпроводную линию связи. В этом устройстве сейсмоприе5шик включен в цепь частотно-избирательной обратной связи операционного усилителя между его входом к узловой точкой резистивного Т-образного трехполюсннка, шунтирующее звено которого соеоошено с общей шиной 3. Недостаток известного аналогового сейсмометра состоит в том, что его можно использовать только в сейсмоприемных системах- с общей шиной, в которых полезный сигнал существенным образом искажается помехой общего внда, возннкахщей «з-за ненулевого сопротивления провода общей пшны. Цель изобретения - повьппение точности измерений путем устранения связи операциошюго усилителя с общей шнной. Поставленная цель достигается тем, что в сейсмоприемное устройство, содержащее распределенный пьезоэлектрический двухполсосник .резистнвныйщунт, первый операционный усилитель, охваченный частотно-избирательной обратной связью в виде резнстивно-емкостного трехполюсника, и двухпроводаую линию связи, введен Второй операционный усилитель, охваченный резистивной обратной связью разделительный резистивно-екисостный четь1рехпояюсник и четыре дополнительиых резистора, причем выходы пьезоэлектрического двухполюсиика подключены к двухпроводной линии связи через первый и второй дополнительные резисторы, первый и второй операционные усилители и разделительный резистивноемкостный четырехполюсник, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя через третий дополнительный резистор подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход второго операционного. уСилихе ля через четвертый дополнительный резистор к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а шунтирующая ветвь резистивно-емкостного трехполюсника подключеиа к средней точке резистора в обратной связн второго операционного усилителя. На чертеже приведена схема сейсмоприемного устройства, предназначенного для разме щения непосредственно в секциях морской сейсмокосы. Сейсмоприемное устройство содержит {яспределенный пьезозлектрический двухполюсник 1, резистивный шунт 2, первый опера ционный усилитель 3, охваченный частотноизбирательиой обратной связью 4 в виде ре зистнвно-емкостного трех1юлюсника, содержащего резисторы 5 и б и коидшсатор 7,

второй операционный усилитель 8, охваченный 55зоэлектрического двухполосника к линии

обратной связью иа резисторе 9. Двухполюс-связи через соответствующий операционный

ник 1 через операционные усилители 3 и 8усилитель и перекрестного подключения неи разделительный резястивно-емкостной четы-инвертирующего входа одного усилителя к рехполюсник 10, содержащий конденсаторы 11 и 12 и резистор 13, подключен к двухпроводной линии 14, 15 связи. Выводы16 и 17 двухполюсника 1 соответственно через первый 18 и второй 19 дополнительные резисторы по з слючены к инвертирующим входам операционных усилителей 3 и 8. Неинвертирующий вход операционного усилителя 3 через третий дополнительный резистор 20 подключены к инвертирующему входу операционного усилителя 8, а неинвертирующий вход усилителя 8 через четвертый дополнительный резистор 21 подключен к инвертирующему входу усилителя 3. Между выходами операционных усилителей 3 и 8 включен конденсатор 22. При наличии сейсмического сигнала изменяется динамическое давление среды, окружающей элементы распределенного пьезоэлектрического двухполюсника. На выходных зажимах последнего выделяется ЭДС ЕП. Операционные усилители 3 и 8 усиливают сигнал ЕП соответственно в и раз. При симметричных плечах тракта усиления, т.е. для случая R9 и .jg в линию 14, 15 с резистора R вьщается напряжение, равное g / - Частотноизбирательный трехполюсник 4 и четырехполюсник 10 ограничивают чувствительность сейсмометра к низкочастотным шуы&м вибрационного и гидродинамического происхождения, лежащих в диапазоне частот, меньших 5-10 Гц. Верхняя частотная граница усиливаемых сигналов определяется конденсатором 22. При выборе величины сопротивление резистора 13 не более 1-2 кОм утечки в межсекционных разъемах практически не вносят частотных и фазовых искажений в сигнал. Если коэффициент усиления операционных усилителей 3 и 8 существенно больше 1, потенциал точки слежения каждого из иих /и,ии ВЬЖ || близок к нулю. Л Af А2Г К А Так как нешшертируюйдий вход одного усилителя через дополнительный резистор подключен к точке слежения второго усилителя, естественно, неинвертирующие входы обеих усилителей находятся под нулевым потенциалом. Этим обеспечивается нормальная работа операционных усилителей при изоляции неинвертирующего входа от общей шины. Таким .образом, в предлагаемое устройство благодаря подключению каждого зажима пье