Аналоговый сейсмометр

Союз Советскин Социалисти 4 еских РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 03.11.77(51) ЛА, Кл 6 01 Ч 1/28 Государственный квинтет Совета Министров СССР во делам нзооретеннй и открытий(71) Заявитель Ряза 1 ский радиоахИический инс и тут(54) АИА 10 ГОВЫЙ :1. СЛ 0 МЕТР Изобретение относится к устройствамдля приема, преобразования, а также усиления сейсмических сигналов. В виде блокав секции пьезосейсмографной косы сейсмометр может найти применение при изучениигеологического строения земной коры, по-крытой слоем воды,Известны сейсмолетрические устройства,содержащие двухполюсные сейсмоприемники(пьезоэлектрические или электродинамическттеОФс резистивным шунтом, подключенные к входу и общей шине электронного согласуюшего устройства (повторитель или усилитель),конструктивно совмещенного с сейсмоприемником и шунты (1.15г 1 аиболее близким к изобретению является сейсмометрическое устройство, содержлииее распределительный пьезоэлектричес. кий двухполюсник и операционный усилительс. полевыми трИзисторами на входе 21.Недостатком известных устройств является нтвозлОжОсть улучшения отношения сиги л-полг.ха на их Выходе, что Обусловлено3)11 е 1 ь)м соедине 1 ием сейсмОприемники )у 1 га кО Вх 1)лу усиоягеля В РВОи меос. усиливаюшего сигнальную и шумовую компоненты в пределах пропускания сейсмометра,Целью изобретения является повышение отношения сш нал-помеха при усилении сейсмосигиала, т,е, увеличение динамического диапазона устройства и повышение точности измерений.Это достигаетс за счет того, что усилитель охвачен обратной связью, выполненной в виде параллельно соединенных конденстора и. ресисторного Т-образного трехполюсника, пьезоэпектрический двухполюстик подключен в цепь обратной связи между входом усилителя и узловой точкой трехполюсника, шунтируюшее звено которого соединено с обшей шиной чеРез Дополнитедл 1 дный коиДенса тор.На чертеже приведена электрическая схема сейслюметра, размещенного В каждой секции морской пьезосейсмографной косы.СейслОлОтр состоит из расределениого пьезоэлектрического двух 1 юсника 1, конде 1 сагора 2 сккостью Со, Т-Обр гзно 1 Оре;истин)ОГО трехпОлкика 3 и ООГ 1:и 1 ииииого у.плитеи 4 с ИООными трааистр:1 5 73785718 я 9 30 55ц ф = 12,15 Ги2 С) "1С ЦОЛЬЮ 1)КО)ИЯ ЧУВС ГВИ ТЕХЫ 01.ГИ К НИЗКОч)с) тс) Г)11 л) шум) л Вбра) цОИого их 1 и 1 идрОХШВЛ; Н)СКГО НРОИСХОжпСЯ.6 О) ш 11) Входс. ( наприл 1 ер Оте 1 ественндя лик,осхг:1 1;110 УД 8 )ли уАА - 740 фирмы ГасгсМсЫ Ьетссо)с 1 цс 1 о СШЛ). Инвертирулхщ 11 Вход 5 и выход 6 усилителя соединенс черз ц.пь обратной связи, вкпючдюшей в ебя конденсатор 2 и трехполюсник 3, состоящий из резисторов 7, 8 и 9 соответс ГВенно Вехичинои Й ) % 8 иШунтиру)ошее звено (резистор 9) Грехпопюсника 3 соединено с обшей ( нулевой) шиной 10 через дополни)тельный конденсатор 1 1, а пьезоэлектрический двухполюсник 1 включен в цепь обратной связи между входом 5 усилителя и узловой точкой трехполюсника 3, 15При наличии сейсмического эхо-сигнала изменяется диндлсческое давление среды, окружающей элементы распределенного пьезоэлектрического двухн,сюсника, нд выходных зажимах которого, подключенных к резисто ру 7 резистивного трехполюсника 3, выделяется э,д.с. Е . Величина Й 1 соотносится с номиналами остальных плеч трехполюсника как Усилитель своим выходным сигналомЦ 1стремится скомпенсировать действиеэ.д.с. Е и и развиваемое при этом усилиеопределяется отношением Л = й 8/Й 8 вполосе сейсмосигнала. Полезный эффект в сейсмометре достигается следующим образом, Благодарявключению пьезоприемного двухполюсника 35 в цепь обратной связи усилителя передаточная функция сейсмометра при пдралетричеоком обесГоченп равенства 1 Ьы)с(р) ( Р 1 С)(2) соответствует желаемой амплитудно-частотной характеристике сейсмоканалд. При этом чувствительность и собственную емкость 45 распределенного пьезоприемника 1 можно изменять, приленяя известные способы электрического группиров:)ния его элементов, Пижыяя частотная граница , полосы прои ) ск 1111 и я ОГ ран ич 5 В)1 с те Я Вы 6 ) а в 101 и ос т 051 н.щ 50 ной В 1 темени сдл 0):)з)ядд О ф) С ф, и вр р .зхшчых способах элект 1 эического грув;.)Овдня Вбрвется но бопс)е (дпял 01)скх пье;)осейсмогрдфных кос) Гидродин.:)лические шумы, вызванные обтеканием пьезосейсмографвой косы водным потоком при забортной буксировке, и вибрдционные шумы, вызванные колебаниями буксировочной системы косы, с уменьшением частоты от 1 н до нУлевой хдРактеРиэУетсЯ нарастанием сс)ктральной плотности. Поэтому их режекция с крутизной до 10 дб на декадх) обеспеЧваелдя отношением ( РЯС )/1 + РЯС ) в передаточной функции (2), резко улучшает отношен 5 с сигнал/помеха Верхняя чдстотхдя границаобычно соответствует для соймосигналов значению порядка 250 Гц и определяется конденсатором 2 Полоса тепловых шумов высокоомного резистора 7 ограничена узкой полосой частотот 0 до , отделена от полосы частотсейсмосигнала 8 - 1, Таким образом,неподавленная шумовая компонента несмотря на ее усилепе в А рдз в полосе сеисмос 5 Ггнала совместно с сигналом оказываетсянебольшой. Собственные тепловые шумы резисторд 1 8 + Рблагодаря его включению в цепь обратной передачи усилителясущественно не усиливается, Кроме того,они невелики при выполнении неравенства( 1 ) и их спектры ограничены сверху почастотному пределу, а введение конденсаторд 1:11 Вне зависиМОСтн От Вепнчиныусилеия А ограничивает инфрднизкочастотные компоненты помехи на выходе ддуровнянриведенногок Входу усилитея напряжения смещения нупя и ого дрейфа,Таким образом, в предлагаемом устройстве благодаря включению двухполюсника1 в цепь обратной связи парахлельо звенурезистивного Т-образого трехпопюсникаобратной связи, соединенного через дополнительный конденсатор с нулевой шиной, исоединению входа и выхода усилителя через конденсатор достигается частотное ограничительное разделение сигнала и шума гидродинамической, Вибрдционной и электрической природы. В итоге при усилении сейсмосигндла предлагаемое устройство позволяет,излс)няя метОд электричекого гоуппировдня элементов В двуххолк)снике 1 по секциял, обесцс:чить желаемое огношение сигнал/помеха. Гизкочастотная компонента шумов В полос от 0 доможет быть доннниЛольнО поддВленд увехиче 5 с)л крути хны среза А).1 Х нд 2 сх 65 н)1 декаду ис 1 опьздванем разделтельного эпемет:) (1;с) асующего трансформатора и КС-цс)пи) при сопряжении с:ейсмометрд 1 р) сгистрируюшмиустронствами.5 73 785 Составитель Ю. Веселовскийеева Техред д, фанта Корректор Н, Ков дак 8/36 Ти 1 ЯНИИПИ Госуд ж 717ственного кпо деламосква, ЖПодписноеомитета Совета Министизобретений и открытий5, Раушсхая иаб., д. 4/ СССР 1130 дф у филиал ППП ктная, 4 т, г. Уж Формула изобретения Аналоговыи сейсмометр для морской пьезосейсмографной косы с общей шиной, содержащий распределенный пьезоэлектрический двухполюсник и операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, усилитель обратной связью, выполненной в виде параллельно соединенных конденсатора и резисторного Т-образного трехполюсника, пьезоэлектрический двухполюсник подключен в цепь обратной связи между входом усилителя и узловой точкой трехполюсника, шунтирую.щее звено которого соединено с общей шиной через дополнительный конденсатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Мерклин Л. Р., Шишаков Г. В. и др.Приемные устройства и некоторые виды вморской сейсморазведке. М., ВИЭМС, 1973,2. Мюп 1 т Мац аава 1973, 128,