Устройство для приема сейсмическихи звуковых сигналов

О П И С А Н И Е и)805221И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сактз СоветскихСоциалистическихРеспублик Ффаао делам изобретений н аткрытнйДата опубликованная описания 25,02.81:к, Р/У .,.,тф -;дцэЯ)тр Ордена ТРудового Красного Знаме и ин горного дела им, А. А. Ско огсг) Заявнтел 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СЕЙСМИЧЕСКИ И ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВНедостатк громоздкость мерений в од направленнос Известно мических кол понентной ус лей и смеситом этогоневозможной точкеть.также устебаний, становкиеля,устроиства является ность проведения из. сравнительно слабая ройство приема сейсостоящее из трехкомприемников, усилите Изобретение относится к постановке наблюдений по локации твердых и.жидких сред в сейсмическом и звуковом диапазоне и может быть использовано при локации реальных сред в горной, строительной и метал. лургнческой промышленности, а также в разведочной и поисковой геофизике и гидролокации,Известно устройство приема сейсмических колебаний, представляющее собой ин терференционную систему, состоящую из нескольких приемников, расположенных в разных точках. Принимаемые этими приемниками колебания суммируются с фазовыми сдвигами, за счет чего амплитуда резуль-. тирующего колебания изменяется в зависимости от направления прихода регистрируемого колебания 1,В этом устройстве принятые сигналы покомпонентам приема смешивают между со, бой с учетом заранее расчитываемых и устанавливаемых по ступеням угловых фазовых поворотов относительно общей точки приема. При этом получают диаграмму направленности группы сейсмоприемников, по форме эквивалентную диаграмме направленнос- ти одного сейсмоприемника (восьмерка с кру говым-раскрытием своих лепестков), но направленную на предполагаемый источник изо лучения, Во всех случаях используют многоканальную систему регистрации, при которой по полученным суммолентам рассчитывают и определяют основной вектор приходящего сигнала 21.Недостатками известного устройства являются довольно слабая направленность системы наблюдения, сложность аппаратурного тракта, многоканальность приема и громоздкость сложных расчетов с привлечением электронно-вычислительных машин.20Цель изобретения - осуществление одноканального остронаправленного приема основной составляющей полезного сигнала.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство, состоящее из трех жесткосвя"занных между собой и ортогональнор"сположенных сейсмо- или звукопрнемников, усилителей и смесителя, введены детекторы, установленные между усилителями по каждой компоненте приема и смесителем, а также после. смесителя на общем выходе. При этом детектор основной (радиальной) компоненты приема собран по однополупериодной схеме выпрямления, детекторы каждой из двух боковых (тангенциальных) компонент приема собраны по двухполупериодной схеме выпрямления, а детектор на общем выходе 10 собран по схеме простого электронного ключа. Смеситель выполнен по схеме синфазнопротивофазного суммирования, для чего после детекторов выводы от боковых компонент электрически соединены между собой син 15 фаэно и к ним в противофазе подсоединен вывод от основной компоненты. Кроме того, усилители сигналов боковых (тангенциальных) компонент выполнены с коэффициентов усиления в 5 - 20 раз большим, чем усилитель сигналов основной (радиальной) р компоненты приема.На чертеже показано предлагаемое устройство.Устройство состоит из приемников 1 2 н 3, соединенных через усилители 4, 5 н 6 с детекторами 7, 8, 9 н 11. Все детекторы25 связаны со смесителями 10.Устройство работает следующим образом, Полезный сигнал в точке приема системой из трех жестко связанных между собой и ортогонально расположенных по основЗО ным осям своих чувствительностей сейсмоили звукоприемников 1, 2 и 3 раскладывается на основную (радиальную) и две боковых (тангенциальных) компоненты, Сигналы этих компонент усиливаются своими усилителями 4, 5 и 6 так, что сигналы тангенциальных компонент имеют усиление в 5 - 20 раз больше, чем сигнал радиальной компоненты, Усиленные сигналы компонент приема направляются в свои детекторы так, что сигнал радиальной компоненты выпрямляет ся детектором 7 с однополупериодной схемой выпрямлении, а сигналы тангенциальныхкомпонент выпрямляются детекторами 8 и 9 с двухполупериодной схемой выпрямления.Основной (радиальный) приемник работает " только в одну сторону своего колебания (используется один лепесток восьмерки его формы направленности), а два боковых (тангенциальных) приемника пропускают сигналы полного колебания боковых составляющих в точке приема, Затем, выпрямленные сигна лы по компонентам приема идут в общийсмеситель 10, выполненный таким образом, что из радиальной компоненты постоянно вычитаются синфазно суммированные тангенциальные компоненты, Выпрямленные сиг-.налы двух тангенциальных компонент электрически соединяются между собой со строго однозначной полярностью (сиифаэно), и их суммарный сигнал электрически подсоедиияется к сигналу радиальной компоненты противоположного знака полярности (противофазно) - схема смешанного синфаэно-противофаэного суммирования. На выходе устройства общий суммарный сигнал еще раз детектируется в детекторе 11, приобретает строго однозначную полярность и направляется в регистратор, Используется одноканальная система регистрации. Получаемый на выходе общий суммарный электрический сигнал является непосредственной функцией направления на источник излучения.В случае прихода общего сигнала возмущения под некоторым углом (более 3 - 5) к оси основной чувствительности приемного устройства (к оси радиального приемника), появляется значительный суммарный сигнал на тангенциальных приемникахкоторый смешиваясь в противофазе с основным сиг-налом радиального приемника, или существенно снижает его (сигнал радиального приемника) по амплитуде, или полностью гасит его и меняет полярный знак при суммировании. В последнем случае этот сигнал противоположного знака полярности задерживается на выходе устройства повторным детектированием. Таким образом, предлагаемым приемным устройством регистрируются сигналы только основной (радиальной) составляющей при условии их амплитудного превосходства над суммарными сигналами боковых (тангенциальных) составляющих искомого приема, Подбирая соответствующим образом величину усиления сигналов боковых составляющих, можно максимально ограничить направленность приема только по основной оси чувствительности радиаль. ного приемника, а, следовательно, и всего приемного устройства. Эту функцию выполняют усилители, подключенные к выходам приемников. При отношении чувствительностей по боковым сигналам к основному в 0,5 и увеличении коэффициента усиления боковых компонент по отношению к основной в 5 раз, угол раскрытия приема составляет 15, при увеличении коэффициента усиления боковых компонент до 20 раэ, чувствительность устройства практически ограничивается только основной компонентой,В результате на выходе предлагаемого приемного устройства получают результирующий сигнал, интегрированный по основному вектору чувствительности устройства и не требующий специальных расчетов по фазовой корреляции отдельных координатных компонент приема, Диаграмма направленности устройства приобретает форму острого, сильно вытянутого эллипса с углом раскрытия уверенного приема в 3 - 5, Достоинством устройства является одноканальная регистрация с остронаправленным однозначным и прямым (без последующих раснетов) определением основного вектора приходящего сигнала.. Устройство для приема сейсмических н звуковых сигналов, содержащее трн орто гональных, жесткосвязанных между собой сейсмо- нлн звукопрнемннка, усилители н 5 смеснтель, отличающееся тем, что, с целью осуществления одноканального остронаправленного приема основной составляющей полезного сигнала, в устройство введены детекторы, установленные между усилителями по каждой нз компонент приема н смесите лем, а также после смесителя на общем выходе.2. Устройство по и, 1, отличающееся тем, что детектор основной компоненты приема 15 собран по однополупернодной схеме выпрямлення, детекторы каждой нз двух боковых компонент приема собраны по двухполупернодной схеме выпрямлення, а детектор на6общем выходе собран по схеме электррнно. го ключа,3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что смеснтель выполнен по схеме смешанного сннфазно-протнвофазного суммнровання, для чего выводы от боковых компонент электрически соедннены между собой. сннфазно н к ннм в противофазе подсоедннен вывод от основной компоненты.4, Устройство по п, 1, отличающееся тем, что усилители сигналов боковых ком. понент прнема выполнены с коэффициентом уснлення большим чем усилитель снгна. лов основной компоненты приема.Источники информации,принятые во внимание прн экспертнзе 1. Гурвич И. И. Сейсмическая разведка, М., Недра, 1970, с. 92.2. Гальперин Е, И. Вертикальное сейсмнческое профнлнрование,.М., Недра, 1971, с. 127 (прототнп).ного ко ений и Раушск Ужгород, Государстве елам язобрет сква, Ж - 35 Патент, г. едактор Л, Повхан аказ 064368 ВНИИПИ по д 3035, Мо филиал ППП