Устройство для приема сейсмических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1/16 ОСУДМ СТНЕННЦЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЬГГИЙ АВТОРСКОМУ ия ч ден бло 1 последо полоса САНИЕ ИЗОБ(56) 1, Авторское свидетельство ССС Р 257776, кл. С 01 Ч 1/16, 1968.2, Аксенов А.Г. и др. Индуктивное регистрирующее устройство для деформографа. Сейсмические приборы. Вып, 9. М , "Наука", 1976, с. .1, рис. 2 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НРИЕМА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее диффе ренциальный преобразователь сейсмических колебаний с подвижной инертной .массой, неподвижным первым диамагнитным стаканом, выполненный по мостовой схеме, плечи которого образованы двумя последовательно соединенными катушками и двумя резисторами, генератор опорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключе к выходу демодулятора, соединенного своими первым и вторым входами соответственно с выходом усилителя и с первыми выходами генератора спорной частоты, о т л и ч а ю 801117550 А тем, что, с целью повыствительности, в него ввеФильтрации, состоящий из вательно включенных Фильтров,пропускания которых последовательно уменьшается, а в дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний введены второй неподвижный диамагнитный статор и индуктивно связанные с катушками дифференциального преобразователя сейсмических колебаний две последовательновключеннье катушки связи,несоединенныевыводы которых подключены к второмувыходу Генератора опорной частотыпричем в дифференциальном преобразователе сейсмических колебаний катушки зашунтированы инертной массойи вторым неподвижным диамагнитнымстаканом, соедине. ные вместе выводыкатушек дифференциального преобразователя сейсмических колебаний подключены к первому входному выводублока фильтрации, второй входной вы"вод которого соединен через соответствующие резисторы с несоединенными между собой выводамн катушека выход блока Фильтрации подключенк входу усилителя, 11Изобретение относится к сейсмо-,логии и разведочной геофизике и может быть использовано в устройствахдля приема и регистрации сейсмических сигналов.Известно устройство для приемасейсмических сигналов, содержащеегенератор опорного сигнала преобразователь сейсмических сигналов,выполненный в виде дифференциального трансформатора с переменнойиндуктивной связЬю, усилитель,демодулятор и регистрирующий блок 1,Недостатками этого устройства являются невысокая чувствительностьи ограничение нижнего предела частотного диапазона принимаемых сигналов частотой собственных колебаниймеханической части преобразователясейсмических сигналов,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для приема сейсмических сигналов, содержащее дифференциальный преобразователь сейсмических колебаций. с подвижной инертной массой, первым неподвижным стака.ном. выполненный по мостовой схеме,плечи которого образованы двумяпоследовательно соединенными катпцками и двумя резисторами, генераторопорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодулятора,соединенного своими первым и зторь 1 мвходами соответственно с выхоцом усилителя и с первым выходом генератораопорной частоты 2,Недостатком известного устройства является невысокая чувствительность.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства для г 1 риемасейсмических сигналов.Поставленная цель достигается тем,.что в устройство, содержащее дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний с подвижной инертной массой, первым неподвижным стаканом, выполненный по мостовой схеме,плечи которого Образованы двумяпоследовательно соединенными кату 1 дками и двумя резисторами, генераторопорной частоты, усилитель, демодулятор и блок регистрации, вход которого подключен к выходу демодуляторасоединенного своими первым и вторымвходами соответственно с выходомусилителя и первым вь;ходом генератора опорной частоты, введен блок1 ИБС, 2 10253035 Фильтрации, состоящий иэ последовательно включенных фильтров полоса пропускания которых последовательно умень иается, а в дифференциальный преобразователь сейсмических колебаний введены второй неподвижный диамагнитный стакан и нндуктивно связанные с катушками дифференциальногс преобразователя сейсмических кол 1 дбаций две последовательно вклоченные катушки связи, несоединецнь 1 е вь.воды которых подключены к второму выходу генератора опорной частоты., причем л дифференциальном преобразователе сейсмических колебаний катушки зашунтированы инертной массой и вторым не" подвижным диамагнитцым стаканом, соединенные вместе выводы катуше 1. дифференциального преобразователя сейсмических колебаний погключецы к первому входному выводу блока Фильтрации, второй входной вывод которого соединен через соответствующиерезисторы с несоединенными между собой выводами катушек, а выход блока фильтрации подключен к входуусилителя.Ра Фиг. 1 приведена структурная схема устройства для приема сейсми ескх сигналов, на фнг.2 - конструкция дифференциального преобразоьателя сейсмических сигналов,Устройство для приема сейсмических сигналов 1,фиг. 1) содержит цифференциальнь 1 й преобразователь 1 сейсмических сигналов генератор 2 оцорной частоть 1, блок Фильтрации, состоящий из последовательно соединенных фильтров 3 - 5, усилительдемодулятор 7 и регистрирующий Слон В.Дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов (Фиг. 1) выполнен по мостовой схеме, в два пле 1 акоторо 11 гклкцены резонансные ксцт 5 рысоответственно из катушки 9 10 и кон .денсаторов 11 - 14, вь 1 полняющиефункции сейсмопеиемников, а в двадругих плеча - редзист:",.ы 15 и 1 о,Сигнал от ген .р-тора 2 О-орной частоты 11 одаетгя на де)фар енцияльный преобразователь 1 сейсмическ;1 х сигналовчерез кат 1 ки 1 ц 1 Г 5 связ 1:,Дифференциальный преобрг.1 ователь3 11 преобразователь 1 сейсмических сигналов содержит цилиндрический корпус 9, состоящий из двух одинаковых частей, соединенных при помощи винтов, В корпус ввернуты пластмассовые основания 20 и 21. На основании 21закреплены цилиндрические диэлектрические каркаса 22 и 23 с катушками 9 и 17. На внутренней стороне диэлектрического каркаса 22 закреплен диамагнитцый цилиндр 24. Концы обмоток 9 и 17 соединяются с внешгплми цепями через выводы 25 28, Диамагнитный цилиндр 24 соединен через вывод 29. На основании 20закреплены цилиндрические диэлектрические каркасы 30 и 31 с катушками 10 и 18, На внутренней стороне диэлектрического каркаса 30 закреплен диамагнитный цилиндр 32. Концы катушек 17 и 18 связи соединяются с внешними цепями через выводы 33 36. Диамагнитный цилиндр 32 соединяется через выводы 37, Внутри каркасов на основаниях 20 и 21 установлены кольцевые ферритовые сердечники 38 и 39. Инертная масса выполнена в виде двух диамагнитных стаканов 40 и 41, соединенных через диэлектричес кую втулку 42 шпилькой 43. Инертнаямасса гри помощи двух спирально-лучевых пружин 44 и 45 закреплена в металлической обойме 46. Внешние коль17550 4 5 О 15 2025ЗО пает ца катушки Ч и 10 дифференциалы. ного преобразовате.пясейсмических сигналов, два г;леча котор,го образованы резонансными контурами соответственно из катушки 9 и конденсаторов 11 и 13 и из катушки 10 и конденсаторов 12 и 14, а два других плеча - резисторами 15 и 16.Непосредственно дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов содержит катушки 9, 10, 17 и 18 и конденсаторы 11 и 12, образованные элементами 24 - 40 и 32 - 41, элементы 40 и 41 через пружины 44 и 45 и обойму 46 соеднены с корпусом и явля. ются низкопотенциальными. Конденсаторы 3 и 14 являются дополнительными и служат для точной настроики резонансной частоты дифференциалького преобразователя сейсмических сигналов. В рабочем состояции дифферецциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов ч стацавливается наобъект (почву).В спокойном состоянии объекта отгенератора 2 опорной частоты черезкатушки 17 и 18 связи в катушках 9 и 10 навалится ЭДС (фиг. 1), Величина ЭДС в обеих плечах одинаковая, так как между катушками 17. 9 и 18, 10 имеется одинаковая взаимоицдукция,а комплексные сопротивления плечравны (колебательцые контура настроеныца этих пружин закреплены упругими кольцами 47 и 48. Металлическаяобойма 46 установлена между частями цилиндрического корпуса 19. Ме:.ду половинами цилиндрического корпуса 19 установлена прокладка 49, Обе части цилиндрического корпуса 19 соединены при помощи винтов 50. Основания 20 и 2 имеют центральное резьбовое отверстие, которое закрывается пробками 51. Для регистрации лицсйцьгх перемещений одна из 1 робок может бе ть вывернута и ца . шпильку 43 инертной массыможет быть навернута трубка 52,которая соединяется с обьектом перемещения,Настоойка диффер"-нциального пре;бразгва.еля 1 сейсмических сигналов производигся гутем геремещеция вдоль корпуса оснований 20 и 21.Устройство для приема сейсмических сигналов габотает следующим обра зом.Сигнал " .-ь:хода генератора 2 опор. цой частоты (фиг, 1) через катушкии ;8 "вязи (фиг 1) посту 35 4 О 45 5 О 55 ца одну и ту же резонансную частоту -, = 0,9 1 опорной частоты илц: 1,опорной частоты). В два другие плеча мостовсй схемы дифференциального пр.обраэователя 1 сей - сми .еских сигналов включены резисторы 15 и 16 с равной величиной сопрогивления, Дифференциальный преобразователь 1 ейсмических сигналов имеет баланс, ца выходе его величина ЭДС близка к нулю.Гри колебаниях объекта (почвы) происходит отклонение инертной массы от положения равновесия. В этом случае между катушками 17, 9 и 1 Я, 1 О увеличивается взамспндукцпя, увеличивается индуктивность катушки 9, умеььл ается экрацировка ферритового сердечника 38, увеличивается емкость конденсатора ,1, образоганного обклад ками 24 и 40 понижается резонансная частота колебательного контура иэ элементов 9-11-13 (при настройке 1 "-191 опорной частоты), увеличивается комплексное сопротивление гле;а, увеличивается выходная ЗДС в% 11 точке А (фиг, 1). В это время между катушками 9 и 10 уменьшается взаимоиндукция, уменьшается индуктивность катушки 10, увеличивается экранировка ферритового сердечника 39, умень" шается емкость конденсатора 12, образованного обкладками 32 - 41, повышается резонансная частота колебательного контура иэ элементов 10-12-14уменьшается сопротивление плеча, уменьшается ЭДС в точке Б. На выходе дифференциального преобразователя сейсмических сигналов появляется сигнал, который поступает на вход фильтра 3 блока фильтрации, с выхода фильтра 5 - на вход усилителя 6 (фиг. 1). Усиленный сигнал подается на демодулятор (фазовый детектор) и затем на регистрирующий блок 8. При приеме сейсмических сигналов в осно- вания 20 и 21 дифференциального пре образователя 1 сейсмических сигналов ввернуты пробки 51. Дифференциальный преобразователь 1 сейсмических сигналов имеет разборную конструкцию, может иметь набор колебательных контуров с разной частотой собственных колебаний и может быть применен для приема горизонтальных и вертикаль"ных колебаний. Для приема вертикальной составляющей применяется дифФеренциальный преобразователь 1сейсмических сигналов, у которогоспирально-лучевые пружины 44 и 45 заневолены так, что при установке инертной массы в корпус внутреннее кольцо пружины становится в одну плос кость с наружным кольцом пружины.Предлагаемое устройство можетработать в качестве регистрирующегоустройства деформографа. В этом слу"чае корпус дифференциального преобра зователя 1 сейсмических сигналовустанавливается на неподвижное основание, а колебательная системачерез дополнительную трубку 52 жестко связывается со штангой деформогра фа.Использование изобретения позволяет повысить чувствительностьустройства примерно в 9 раз за счеттого, что используются четыре актив ных элемента (9 - 12), резонансныесвойства сформированных с их помощьюколебательных контуров и переменнаявзаимоиндукцил между обмотками,111,7550 Составитель В. Костохинбкова Техред Т.фанта корректор И. Муска Редакто ПОД омитета Соткрытий кая наб. ПП "Патент , г. Ужгор илиал Проектная,з 7213/29 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва