Сейсмоприемник

Сею э СоеетскикСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 842678(56)М. Кд.,601 Ч 1/16 твеудерстевввав квинтет СССР ае делан извбрвтвинй и вткратвй, (088.8) Дата опубликования описания 30.06,81(54) СЕЙСМОПРИЕМНИК Изобретение относится к измеритель-ной технике, в частности к приборам, предУ назначенным для измерения параметров вибраций и колебаний почвы и сооружений путем регистрации разности смещений инерт ной массы и корпуса прибора.Известны сейсмоприемники, содержащие корпус, в котором находится инерционная масса, упругую опору для компенсации веса инерционной массы и регистрирующее устройство 1.Недостатками этих сейсмоприемников является их невысокая. чувствительность на низких частотах,Наиболее близким к предлагаемому яв ляется короткопериодный сейсмический цат 15 чик с магнитным подвесом инерционной мас е сы который содержит обрашенные друг к дру- гу одноименными полюсамн неподвижные магниты, один подвижный, являющийся вместе со своим магнитопроводом инертной массой и две индукционные катушки 2.К недостаткам известного сейсмоприемника относятся малая чувствительность при:регистрации низкочастотных колебаний ма,лой амплитуды иэ - за низкого уровня ЗДС наводимой в рабочей катушке, зависимость сопротивления катушек от температуры окружающей среды и увеличенные габариты, поскольку инертной массой является массивный магнитопровоц сложной формы,Цель изобретения - увеличение чувствятельности на низких частотах при уменьшении габаритов устройства. Укаэанная цель достигается тем, что в сейсмоприемнике, содержащем ферромагнитный корпус, два магнита, обращенных один к другому одноименными полюсами, причем первый закреплен в нижней части корпуса, а второй установлен на корпусе с возможностью перемещения и инерционную массу, состоящую иэ магнита с магнитопровоаом, второй магнит установлен в верхней части корпуса, а инерционная масса содержит дополнительный магнит с магнитопроводом, обращенный раэнонменным полюсом ко второму магниту, а между3 8426 магнитопровоцами, имеющими радиальные Выступы, расположена дополнительная масса, изготовленная из диамагнитыого вещества, причем напротив каждого выступа ресЙоложен магниточувствительный элемент, присоединенный к корпусу, при этом магниточувствительные элементы, относящиеся к каждому магнитопроводу, соединены последовательно,Не иг. 1 представлен сейсмоприемник; 10на фиг, 2 - разрез А - А не фиг. 1,Сейсмеприемник содержит ферромагнитный корпус 1, в верхней и нижней частяхкоторого закреплены неподвижные постоянные магниты 2 и 3, обращенные друг к 5другу одноименными полюсами, Тяжелаяинерционная масса 4 изготовленная из днамагнитного вещества, например свинца,зажата через магнитопровоцы 5 и 6, имеющие радиальные выступы, межцу подвижными ме гнитами 7 и 8, Напротив каждогорадиального выступа магнитопровоцов 5 и6, которые конструктивно выполнены одинаковыми, на корпусе 1 закреплен магниточувствительный элемент 9, напримермегнитореэистор, причем магниточувствительные элементы, относящиеся к кажцомумагнитопровоцу, соединены между собойпоследовательно, образуя цва ряца, и включаются в разные плечи мостовой измерительной схемы сейсмоприемника. Устройство работает следующим образом.При вибрационных или колебательнык воздействиях корпус 1 сейсмоприемника35 смещается относительно инерционной массы благодаря наличию мягкой подвески ее относительно корпуса, Это приводит к взаимному перемещению магнитопроводов 5 и 6 относительно ма гниточувствительнык зле40 ментов, изменяющих свои параметры в зависимости от величины пронизывающего их магнитного потока, который в предлагаемом устройстве максимален вблизи радиальных выступов магнитопроводов 5 и 6, Для обеспечения линейности выходного сигнала и большого динамического диапазона по амплитудам входных воздействий необкодимо, чтобы расстояние межцу мв.гнитопровоцами 5 и 6 отличалось от расстояния между рядами 1 магниторезисторов 9 йа величину вертикального размера магнитореэистора, т.е. чтобы в исходном состоянии магнитные потоки пронизывали половину плошади магнитореэисторов, Под действием вибраций изменяются положения иегнитопроводов относительно магниточувствительных элементов а, слецоветельИо, магнитные потоки, проходящие через 78 фник, что приводит к соответствующим изменениям пареметров элементов. При этом в одном ряде параметры, например сопротивления магниторезисторов, увеличиваются там, гце увеличивается перекрытие магни,торезисторов магнигопроводом, а в цругом - уменьшаются, Включение рядов, состоящих из последовательно соединенных магниторезисторов, в разные плечи электрической мостовой измерительной схемы с дифференциальным усилителем позволяет осуществить компенсацию влияния температуры не результаты измерений и повысить чувствительность. Кроме того, применение в кажцом ряде Й последовательно соединенных независимык магниторезисторов, т,е. использование принципа группировения, дополнительно позволяет повысить разрешающую способность сейсмоприемника, поскольку в этом случае отношение собственнык шумов ряда магниторезисторов к полезному сигналу уменьшается в Гб раз,Использование для сознания к.агнитных потоков, пронизывающих ма гниточувствительные элементы тех частей поля поцвижМых магнитов, которые не участвуют в организации магнитной подвески, позволяет избавиться от необхоцимости введения аополнительных магнитов и, следовательно,ограничить размеры сейсмоприемника, Кроме того, применение небольших магнитопровоцов подвижных магнитов и дополнительной массы, изготовленной из тяжелогодиамагнитного материала и заполняющейпрактически все внутреннее пространствосейсмоприемника, позволяет уменьшитьего габариты. В результате проведеннык лабораторнык испытаний макета сейсмоприемника, имевшего размеры значительно меньше, чем известный сейсмоприемник, были получены следующие характеристики; собственная резонансная частота 0,3 Гц (в цва раза меньше, чем у известного), порог чувствительности по смещению инерционной массы относительно корпуса при отношении сигнал/шум, равном. ецинице, при частоте 1 Гц 6,5 ф 10, м, что, по крайней мере,С)в 100 раэ меньше, чем у известного, Это позволяет использовать -предлагаемый тип сейсмоприемника в автономной, например донной или скважинной аппаратуре для регистрации низкочастотных колебаний малой амплитуды, а также допускает использование его в качестве направленного гицроекустического приемника.5 842678 6формула изобретения са, изготовленная из диамагнитного вещества, причем напротив каждого выступа расположен магниточувствительный элемент, присоединенный к корпусу, при этом магниточувствительные элементы, отно/сящиеся к каждому магнитопроводу, соединены последовательно. Сейсмоприемник, содержащий ферромагнитный корпус, два магнита, обращенных один к другому одноименными полюсами, причем первый закреплен в нижней части корпуса, а второй установлен на корпусе с возможностью перемещения и инерционную массу, состоящую из магнита с мвгнитопроводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 0 что, с целью увеличения чувствительности на низких частотах при уменьшении габаритов, второй магнит установлен в верхней части корпуса, а инерционная масса содержит дополнительный магнит с маг 15 нитопроводом, обращенный разноименным полюсом ко второму магниту, а межцу магнитопровоцами, имеющими радиальные выступы, расположена цополнительная масИсточники информации,принятые во вязание при экспертизе1. Иориш Ю.Н. Виброметрия. М., Изд.Машиностроительной литературы", 1963,с, 529 - 740,2, федосеенко Н.Е., Дмисков А.С. в Иорданов Н.Д, Короткопериодный сейсми ческий датчик на магнитном подвесе, Сб, "Сейсмические приборы", %9, 1976,с, 21 - 27,.Фил каз 5091/54 Тираж 732 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11 5 М Ра с а