Устройство для выделения и преобразования

О П И С А Н И Е l87332

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл 42с 42

Заявлено 16Х11.1964 (№ 912064/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.Х.1966. Бюллетень ¹ 20

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК 6 Olc

УЛ К 550.340.19:534.647 (088.8) Дата опубликования описания 16.Х1.1966

Автор изобретения

В. С. Музылев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПОЛЕЗНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА

ИЗ МИКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ПОМЕХ

Известные устройства для выделения и преобразования полезного сейсмического сигнала из микросейсмических помех содержат эмиттерный повторитель, линейный импульсный усилитель, диодный ограничитель, следящую систему и усилитель-формирователь импульсов.

Предлагаемсе устройство конструктивно отличается от известных тем, что в нем на вход эмиттерного повторителя включен преобразователь синусоидальных сигналов в трапецеидальные, связанный через разделительный конденсатор с оконечным каскадом

«у силителя сеисмостанции.

Применение описываемого устройства позволит существенно повысить точность проводимых исследований, что осооенно важно ври геологическом и инженерно-геологическом изучении малых глубин. Повышение точности измерений дает возможность значительно расширить область применения малоканальных сейсмостанций, позволит использовать их для различных видов сейсмического каротажа и изучения скоростей распространения упругих колебаний в твердых породах (на обнажениях, в горных выработках и т. д.).

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, Она содержит импульсный преобразователь синусоидальных сигналов в трапецеидальные, дифференцирующую цепь, эмиттерный повторитель, линейный импульсный усилитель, диодный ограничитель с постоянным и переменным порогами ограничения, усили5 тель-формирователь импульсов, устройство, позволяющее контролировать величину и характер микросейсмических помех по стрелочному индикатору, и устройство для перехода с первой фазы приходящей волны на вторую.

10 Основным элементом схемы является преобразователь синусоидальных сигналов в трапецеидальпые, который состоит из трансформатора Тр, с пермаллоевым сердечником и тремя обмотками 1, 2 и 8. Соотношение

15 витков в обмотках 1: 2,4: 3. Вторая обмотка имеет вывод от средней точки. К концам ее подключены диоды Д1 и Д, причем один из них подключается с помощью тумблера Вк,.

К третьей обмотке подключена мостовая выпрямительная схема, собранная на точечных германиевых диодах Дз, Д4, Д.-, Д6 типа

ДУД. Нагрузкой для нее является потенциометр R>-, и дополнительное сопротивление R,з, и которому параллельно подключается стре25 лочный индикатор 4. Дифференцирующая ячейка состоит из конденсатора C и сопротивления R». Змиттерный повторитель и линейный импульсный усилитель выполнены на триодах П-13-А (Т„и Т-.), усилитель-форми80 рователь импульсов — на триоде П-16-А

l87332

65 (7 з). Диодный ограничитель состоит из диода Д, сопротивления Я и конденсатора С8.

Эмиттерный повторитель и усилитель отличаются от общеизвестных схем лишь режимом работы и номиналами деталей.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы синусоидальной формы, возникающие в сейсмоприемнике, усиливаются усилителем па полупроводниковых приборах. К оконечному каскаду усилителя, собранному на триоде П-25, через разделительпый конденсатор С1 подключается предлагаемое устройство. Синусоидальные колебания, поступающие на трансформатор Три греобразуются в нем в .рапецеидальпые. Время нарастания их фронта по сравнению с синусоидой уменьшается в 7 — 8 раз, причем оно не зависит от амплитуды сипусоидальных сигналов, начиная с 0,2 в и до максимального неискажеч ного выходного сигнала усилителя в 10 в. Преобразование осуществляется за счет нелинейных свойств пермаллоя при его намагничивании, Для этой цели используется обмогка 8, мостовая схема, потенциометр R;-„сопротивление R и конденсатор С .

3а счет тока, протекающего в этой цепи, осуществляется преобразование электрических сигналов синусоидальной формы в трапецеидальные.

С помощью диодов Д1, Д и сопротивления

R они преобразуются в голожительные импульсы трапецеидальной формы. Причем, если измерения выполняются по первой фазе, то применяется двухполупериодное выпрямление, а по второй — однополупериодное. Переключение осуществляется с помощью тумблера Вк,. Полученные импульсы дифференцируются, поступают на эмиттерный повторитель, а затем — на линейный импульсный усилитель, на выходе которого получаются усиленные отрицательные импульсы. Они образуются как от полезных сейсмических сигналов, так и от микросейсмических помех. Их амплитуда линейно зависит от амплитуды синусоидальных сигналов на входе преобразователя, а временное положение их по отношению к синусоиде не зависит от нее. Во временном отношении они располагаются почти в точке пересечения синусоиды с нулевой линией. После линейного импульсного усилителя отрицательные импульсы поступают на диодный ограничитель. Дальнейшее выделение полезного сейсмического сигнала может осуществляться двумя путями: либо авгоматически по заданному соотношению полезный сигнал — микросейсмическая помеха, либо установлением ограничения по максимальному уровню микросейсмических помех. В первом случае напр .ÿåïèå ограничения меняется пропорционально величине микросейсмическпх по, ex, во втором оно остается постоянным. При использовании автоматического ограничения напряжение ограничения с помощью потепцио:;осетра Я -, подбирается таким, чтобы при плавном изме5

15 го г5 зо

4О

45 пении микросейсмических помех амплитуда импульсов от них»е превышала напряжения запирания диода Д, В момент прихода полезного сейсмического сигнала, превышающего амплитуду микросейсмических помех в данный момент, напряжение запирания диода

Z(g благодаря наличию фильтра Я,;;С 8 не успевает быстро увеличиться, поэтому импульсы от первых фаз этого сигнала пройдут через диод Д . Применять автоматическое ограничение целесообразно, если на стрелочном индикаторе наблюдается плавное изменение величины микросейсмических помех.

В этом случае удается более уверенно выделить на переменном фоне микросейсмических помех слабые, резко начинающиеся полезные сигналы, а следовательно, увеличить глубину исследования при тех же условиях возбуждения упругих колебаний. Кроме того, уменьшится время, затрачиваемое на подстройку прибора в процессе работы, Если же на фоновом значении микросейсмических помех наблюдаются резкие изменения амплитуды помех, сходные по характеру с приходящим сигналом, то целесообразнее применять ограничение по максимальному уровню помех. Полезный сигнал должен превышать максимальный уровень микросейсмических помех.

В этом случае с помощью тумблера Вк. на диод Д8 подается небольшое постоянное напряжение (0,2 — 0,4 в), а усиление усилителя подбирается таким, чтобы амплитуда импульсов от микросейсмических помех пе превышала напряжения запирания диода. Импульсы от полезного сейсмического сигнала, превысившие напряжение запирания диода Д8, пройдут через него. Импульсы, прошедшие через диодный ограничитель

Д8, поступают на усилитель-формирователь Т:, усиливаются им и формируются в прямоугольные с длительностью переднего фронта в 20 — 40 мксек и затем должны быть поданы на схему управления счетным устройством.

Тумблер Вк служит для перехода в процессе работы с первой фазы приходящей волны на вторую, а при уменьшении их амплитуд ниже уровня микросейсмических помех переходит на последующие фазы. Переход на вторую и последующие фазы позволит существенно увеличить глубинность исследования при одних и тех же условиях возбуждения.

Периодический контроль за временем прихода первой и второй фазы сейсмической волны по мере удаления точек наблюдения от пункта удара позволит установить момент выключения счетного устройства на первой фазе приходящей волны и второй, а следовательно, избежать ошибки в определении времени прихода первого вступления. Кроме того, проведя последовательно два измерения в одной точке по первой и второй фазам (с выключенным фильтром в усилителе), по разности времени легко определить частоту приходя187332

Предмет изобретения

С оста в и тел ь Ю. P. Дадер ко

Редактор T. П. Ларина Техред Т. П. Курилко Корректоры: С. H. Соколo;,.i и Е. Д. Куодгомова

Заказ 3391/1 Тираж 800 Формат бум. 60)(901/8 Обт:см 0,1б изд. л Г1одиисное

Ц1!ИИГ1И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 щего сигнала. При включенном тумблере Вк1 работа ведется по первой фазе.

Для визуального наблюдения за характером и интенсивностью микросейсмических помех применен стрелочпый индикатор (в станции оп может быть использован также для контроля напряжений и считывания результатов измереннй1. Прибор измеряет падение напряжения на сопротивлении R», через которсе проходит ток, создаваемый микросейсмическими помехами. Этот ток проинтегрирован во времени .0,15 сек, так что прибор показывает осредненное значение величины микросейсмических помех. По нему можно определить их интенсивность на различных фильтрациях усилителя, а зная частоту полезного сигнала, установить оптимальную фильтрацию. По нему также можно судить и об интенсивности приходящего полезного сигнала.

:--Ivor»(e индикатор удобно использовать для установки необходимого усиления усилителя.

Устройство для г.ыделенпя и преобразова. шгя полезного сейсмического сигнала из мнкросейсмических помех с визуальным контролем их величины в сейсмостанцпях без вп10 димой записи, содержащее эмпттерпьш повторитель, линейный импульсный усилитель, диодный ограничитель, следящую систему li усилитель-формирователь импульсов, отличаюи1еесл тем, что, с целью повышения точности

ТЗ измерений, н нем на вход эмиттерпого повтсрителя включен преобразователь спнусопдальных сигналов в трапецеидальные, связан,ый через разделительный конденсатор с оконечным каскадом усилителя сейсмостанцпи.