Устройство для регистрации сейсмических колебаний

Ф 4х Ес

ИЗОБРЕЛ ФЁИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т333 5488l6

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) ДонолннтсльI100 I ;11;T. IIII -I3 г (22) Заявлено 04.06.73 (21) 1925603/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень Х 8

Дата опубликования описания 27.05.77 (51) М. Кл. - G OIV 1/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) ЪДК 550.83(088.8) (72) Автор

II:30брстсн н я

А. Е. Блюм (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Предлагаемое устройство предназначено для измерения упругих колебаний земной коры и преобразования их в электрический сигнал при проведении сейсмических наблюдений различными методами.

Известны устройства подобного назначения, отличительной чертой которых является наличие в них корпуса, жестко связываемого с объектом измерений (породой), и инерциа Ibной массы, связанной с корпусом посредством пружины. Таким устройством является, например, сейсмонриемник типа НС-З.

Сейсмоприсмпик НС-3 смонтирован в цилиндрическом корпусе, с которым жестко соединена магнитная система. Подвижная катушка, перемещающаяся в магнитном поле, шарнирно-рычажным механизмом соединена корпусом и для увеличения момента инерции утяжелена грузом.

Сейсмическое воздействие вызывает взаимное перемещение подвижной катушки и магнитной системы, что вызывает возникновение напряжения на концах катушки. Амплитуда этого напряжения пропорциональна скорости смещения катушки. Существенным недостатком таких устройств является аналоговая форма выходного сигнала.

Известен вибродатчик, содержащий корпус и инерциальную массу, причем на инерциальной массе размещено омическое сопротивление, витки которого контактируют с работающими на изгиб плоскими пружинами. Мерой измерения параметров сейсмических колебаний в этом устройстве является изменение омического сопротивления. Существенным недостатком подобного устройства является необходимость измерительной схемы, преобразующей изменение сопротивления в электрический сигнал, и аналоговая форма выходного

10 сигнала.

Известен сейсмоприсмннк, соде13жан3и31 смкостной преобразователь и отличающийся тем, что он выполнен в виде двух металличсских цилиндров, один нз которы.; связан с колеблющейся пнерцпальной массой и распОложен внутри другого цилиндра, жестко связанного с корпусом. Оба эти цилиндра образуют электрическую емкость, изменение которой вследствие вибраций преобразуется измерительной схемОЙ В электрический сигнал.

Недостатком этого устройства, как и других аналогов, является необходимость специальной измерительной схемы, преобразующей изменение емкости в электрический сигнал, и необходимость источника питания.

Прототипом предлагаемого устройства является сейсмоприемник, содержащий корпус, инерциальную массу, преобразователь сейсмических колебаний в электрический сигнал

30 и отличающийся тем, что в качестве прсобра548816

Aj =Л1

Л1

bf =- =- 5 10 гц, 10

3 зоватсля сейсмических колебаний в электри1сский сигнал и нем применен дифферснциа;;.нный трансформатор.

В этом устройстве подвижные и неподвижные обмотки дифференциального трансформатора размещены на корпусе и инерциальной массе соответственно. Взаимное смещение корпуса и инерциальной массы меняет коэффициент связи между обмотками, а также коэффициент трансформации, что ведет к изменению амплитуды выходного сигнала. Недостатком этого устройства является необходимость питающего переменного напряжения, что усложняет устройство в целом, и аналоговая форма выходного сигнала.

Целью изобретения является создание устройства для регистрац1ш сейсмических колебаний с цифровым выходным сигналом и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается посредством размещения воспроизводящей магнитной головки на стани te (корпусе) сейсмоприемника, а магнитоносителя с предварительно записан»г n1 на нем кодом — - llа пнерциальной массе.

Устройство для регистрации сейсмических колебаний показано на чертенке.

1; корпус 1 устройства впрессована магнитная головка 2, электрические выводы которой являются выходом устройства. Подвижная система устройства содержит инерциальную массу 3, с нанесенным на нее магнитоносителсм 4, на котором предварительно произведена магнитная запись кода (например, последовательность импульсов определенной частоты и длительности). Корпус 1 посредством гибких пружин 5 и б соединен с инерциальной массой 3, а между магнитоносителем

4 и инерциальной массой 3 помещена эластичная прослойка 7.

Работа устройства для регистрации сейсмически; колебаний заключается в следующем.

Voëåáàíèn земной коры передаются корпусу 1 устройства и жестко связанной с ним магнитной головке 2. При этом инерциальная масса 3 с нанесенным на ней магнитоносителсм 4, содержащим кодированную магнитную запись, подвешенная к корпусу на упругих пружинах 5 и б, в силу инерции остается неподвихкной. В результате между корпусом 1 с магнитной головкой 2 и инерциальной массог 3 с магнитоносителем 4 возникают относительные перемещения, величина и скорость которых пропорциональны величине и скорости колебания земной коры. Магнитная голонка 2 воспроизводит магнитную запись магпитоносителя, причем число импульсов, пришедшее с выхода головки, пропорционально величине линейного перемещения инерциальной массы, а частота их следования пропорциональна скорости ее перемещения. Эластич,ап прокладка 7 прижимает магнитоноситель к и а гнитн ой головке 2.

Известно, что для нормального воспроизведения магнитной записи, т, е. чтобы иметь .лаксималь1 ую э.д.с. воспроизведения, непре5

15 0

4 рывная запись должна быть произведена на участке ленты длиной 12 — 37 мкм.

Иными словами магнитная головка ВоспрНмет минимальное перемещение инерциальной массы, соответствующее длительности одного импульса, т. е. порядка 20 мкм. Эта величина является порогом чувствительности устройства по амплитуде смещения. Считая полное отклонение инерциальной массы в среднем равным 5 мм, найдем, что относительная погрешность измерения амплитуды колебаний составит 4 10 —, что близко к точностям стандартных аналого-цифровых преобразователей (2+3.10 — для Ф 200). При этом устройство обладает достаточно высокой чувствительностью по скорости колебаний земной коры, определяю цейся минимальной величиной протяженности записи Л/ на ленте. 11риращенне частоты следования импульсов где Л V — приращение скорости перемещен 1.1е1)1:.,Ha. 1 noé

Задавшись &V= I м сск при Л /=20, мкм полI чим

То есть приращение частоты выходного сигнала соответствует 50.104 гц при приращении скорости 3V смещения инерциальной массы на 1 м/сек.

Следствием высокой чувствительности предлагаемого устройства к скорости перемещения инерциальной массы является расширение рабочего частотного диапазона в и раз, где и— число импульсов, размен;енных на рабочей части магнитоносителя (T. е. число импульсов, проходящих мимо щели магнитной головки за половину периода колебаний инерциальной массы).

Электрический сигнал в виде последовательности импульсов, поступающий с выхода магнитной головки, усиливается и подается на регистратор.

Устройству свойственны все преимущества цифровых измерительных устройств, т. е. высокая помехоустойчивость и точность передачи и обработки информации. Кроме того, предложенное устройство является датчиком генераторного типа, т. е. оно не требует дополнительного источника питания, как у приведенных выше аналогов.

Эффективность изобретения заключается в том, что при некоторых видах сейсморазведочных и исследовательских работ (например, исследование ближней зоны источника взрыва) его применение позволит обойтись без дорогостоящих и громоздких аналого-цифровых преобразователей.

При этом значительно повышается помехоустойчивость сейсмоканала, так как большинство помех типа наводок имеют аналоговую форму и легко отделяются при передаче сиг548816

Формула изобретения

Составитель В. Зверев

Техред A. Камышникова

Корректор В. Петрова

Редактор H. Ко.пяда

Подписное

Заказ 999/2 Изд. ¹ 392 Тираж 729

Ц1-1ИИПИ Государственного когиптета Совста Министров СССР по дспаги изобретений и открытий

113035, Москва, i1(-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 нала в виде числа импульсов или переменной частоты.

Устройство для регистрации сейсмических колебаний, содержащее корпус, инерциальную массу и преобразователь . параметров взаимного движения корпуса и инерциальной массы в злектрпческпй сигнал, отличающ с е с я тем, что, с целью получения цифрового выходного сигнала и упрощения конструкции, оно содержит магнитоноситель с предварительно записанным на нем кодом, размегценный на инерциальной массе, и магнитную головку, закрепленную на корпусе устройства.