Устройство для определения параметров сейсмоприемников

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еси; -.в жСоюз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 12,09,75 (21) 2171647/25 51) Ч. Кл,- ( 01 Ч 18/0 соединением заявкиосударственныи номит Совета Министров ССС оо делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 05,05.77. Бюллетень Ъ 17 (45) Дата опубликования описания 07,07.77 УДК 550,884 (088,8)(72) Авторы изобретени И. Я. Гончарук и Е. А, П 71) Заявитель есоюзный научно-исследовательский институт геофизических методовразведки 4 ТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМОПРИЕМ НИКО АРАМЕТРОВ 2 приИзобретение относится к сейсмометри и может быть использовано для определения параметров сейсмоприемников непосредственно на пунктах наблюдения.Известно устройство для определения параметров сейсмоприемников 111, позволяющее путем подачи соответствующего сигнала в катушку преобразователя, находящегося на некотором расстоянии от пункта регистрации, и посредством коммутации подключать эти преобразователи к различным вариантам измерительной схемы через автоматическое исполнительное устройство с программным управлением, Это устройство повышает производительность, однако большое количество переключателей и контактов реле, которые при эксплуатации устройства в полевых условиях загрязняются и окисляются, может привести к нарушениям электрического контакта измерительной схемы. Кроме того, применение различных вспомогательных устройств в известном устройстве, таких как шаговый искатель, моторные часы, источники питания, шунтовые коробки и др., усложняют устроиство и снижаютего надежность. Известное устройство неможет обеспечить одновременного дистанционного бесконтакгного определения соб 5 ственной частоты, затухания, амплитудночастотной и фазовой идентичности комплекта сейсмоприемников по одной осциллограмме и визуального определения этих параметров на точках наблюдения, расположен 1 О ных на расстоянии 5-10 тыс, м друг отдруга,Известно также устройство для определения параметров сейсмоприемников припомощи двухмерного сейсмостенда 2,15 позволяющего измерять параметры сейсмоприемников в условиях сложных двухмерныкрутильных кэлебаний грузэвэй платформысейсмостенда в лабораторных услэвиях.Сложность и громоздкость устройства пре 20 пятствуют применению его в полевых услэвиях.Прототипом изобретения является уройство для определения параметров с моприемников, содержащее установочну 25 платформу, задатчик колебаний и сейсмемники Г 31, На столе вибрационной платформы жестко закрепляется один или несколько сейсмоприемников и путем механического перемещения стола с определенной частотой и амплитудой вдоль оси максимальной чувствительности в преобразователе испытуемого сейсмоприемника вырабатывается ЭДС, до которой определяют соответствующие параметры. При помощи вибрационной платформыможно получить амплитудно-частотные и фазово-частотные характеристики сейсмоприемников, исследовать идентичность комплекта сейсмоприемников, подключенных ковходу усилителей сейсмостанции на соответствующие каналы и т, д. Однако, громоздкость вибрационной платформы, сложность вспомогательной электронно-измерительной аппаратуры, требуюшей дополнительных источников питания, не позволяетприменять известное устройство для определения параметров в полевых условиях,Отсчет смешения стола виброплатформыпри помощи микроскопа утомляет оператора, так как для каждого сейсмоприемниканеобходимо произвести отсчет показанийне менее чем для десяти точек (на различных участках частотного спектра), Сложность и трудоемкость процесса полученияисходных данных для построения частотныххарактеристик на каждый сейсмоприемникрезко снижают производительность. Особенно это заметно при определении большого количества сейсмоприемников( 1 000-2 000 шт ),Целью изобретения является повышениепроизводительности, Поставленная цель достигается тем, что задатчик колебаний выполнен в виде постоянного магнита, помещенного в корпус и закрепленного в немагнитной оправке с контрольной катушкой,жестко связанной с корпусом, при этомпостоянный магнит расположен по центруустановочной платформы с воздушным за, -зором между платформой и корпусом,На фиг. 1 показано предложенное устройство в общем виде, блоки А и Б;на фиг. 2 - блок Б, разрез.Устройство для определения параметров сейсмоприемников состоит из блоков А и Б. Блок Авключает в себя установочную платформу1; уровень 2, направляющие уголки 3, отраничительные упоры 4, испытуемые сейсмоприемники 5-10, стопорный винт 11,В центре блока А с воздушным зазоромустанавливается вращающийся постоянныймагнит-задатчик (блок Б), Блок Б содержит корпус 12 с фланцами 13, 14, йодшипники 15, 16, вращающиеся на осях0 Для получения записи параметров шкивмаховик (22) раскручивают до заданной частоты, включают рабочий регистратор и производят запись на магнитную ленту или другой носитель записи. Процесс записи 45 длится 1-2 мин. (до остановки вращениязадатчика). После проведения необходимых операций блок Б тоже удаляется, и с целью повторной проверки параметров место установки блока Б закрывается жестким колпа ком, а при надобности, после приема сейсмической информации, можно осуществить контрольную проверку параметров путем установки задатчика на прежнее место и проведения соответствующих операций для пов торной записи параметров без нарушенияранее заданных условий рабочего режима,5 10 15 20 25 30 35 17, 18, оправки 19 из немагнитного металла, постоянный магнит (сплав ЮНДК 20, стопорный винт 21, шкив-маховик 22,гайку 23, контрольную катушку 24,В зависимости от применения устройства(для лабораторных или полевых работ) блокА изготавливается в различных вариантах,удобных для работы. Например, для определения параметров низкочастотных сейсмоприемников в полевых условиях установочная платформа выполняется в виде трафарета, в которой ячейки для сейсмоприемников имеют сквозные отверстия и не фиксируют сейсмоприемники на установочнойплатформе, так как эти сейсмоприемникидолжны контактировать с окружающей средой, через которую им будет передан полезный сейсмический сигнал. Установочная платформа для лабораторного определения параметров показана на фиг, 1.Определение параметров и контроль заработой всего сейсморегулирующего тракта при помощи устройства осуществляетсяследующим образом. На месте установкикомплекта сейсмоприемников для регистрации составляющих Х, У, Х в грунте делается углубление, куда устанавливается всоответствующей ориентации трафаретнаяплатформа (блок А).В ячейки этой платформы, на грунт, вопределенной последовательности устанавливаются рабочие сейсмоприемники и подключаются в рабочем режиме к регистратору. В центре блока А имеется отверстие, куда в соответствующем положенииустанавливается и закрепляется в грунте задатчик (блок Б). Затемтрафаретнаяплатформаудаляется, а на грунте остаются сейсмоприемники и задатчик,Сопоставление записей последних данных с предыдущими выявит, насколько изменились за этот промежуток времени параметры сейсмических каналов или сейсмоприемников, и может учесть аппаратурные ошибки, присутствующие в данной сейсмической информации.Принцип работы устройства следующий, При вращении постоянного магнита 20 его магнитное поле циклически воздействует на преобразователи сейсмоприемников 5-9, в результате чего в катушках этих преобразователей вырабатывается результирующая 10 ЭДС, состоящая из собственной ЭДС (от преобразователя) в внешней ЭДС (от за 2 датчика), В процессе измерения происходит монотонное убывание частоты, и, по мере приближения ее к собственной часто те сейсмоприемника, сдвиг фазы колебаний инертной массы сейсм оприемника увеличивается, а достигнув максимума резонанса, фаза частоты колебаний инертной массы сейсмоприемника становится равной 180 о по отношению к 20 фазе частоты колебаний задатчика. При этом ЭДС., и ЭДС складываются в противофазе, и на выходе преобразователя на этом участке переходного процесса результирующая ЭДС равна нулю, 25Установочную платформу и задатчик устройства можно откалибровать по смешению любым сейсмоприемником с известными параметрами (эталонным сейсмоприемником), 30Осциллограммы показывают, что область резонансной частоты сейсмоприемника выражается отсутствием записи колебаний, в то время как инертная масса этого сейсмоприемника вместе с катушкой совершает 35 максимальное перемещение в зазоре магнитной системы.Середина участка с отсутствием записи колебаний на трассе испытуемого сейсмоприемника сопоставляется с записью час тоты задатчика на трассе, по маркам времени определяется частота задатчика, а по контрольной прямой, опущенной по марке через всю осциллограмму, определяется место положения собственной частоты 45 для каждого сейсмоприемника, в том числе и для эталонного. Для оперативного определения собственной частоты (визуально) середина участка с отсутствием записи испытуемых сейсмоприемников сопоставляется с серединой того же участка эталонного сейсмоприемника, Точность визуального определения может допускать азброс + 2% от заданного значения.рЯДлительность участка с отсутствием записи колебаний определяет затухание инертной массы сейсмоприемника в рабочем режиме. Сопоставляя эти участки испытуемых сейсмоприемников с участком эта лонного сейсмоприемника, легко определить затухание.Сопоставлением амплитуд колебаний испытуемых сейсмоприемников и эталонногосейсмоприемника на интересующих частотах получают амплитудно-частотную характеристику для каждого испытуемого сейсмоприемника,Так как испытуемые и эталонныйсейсмоприемники находятся в одинаковыхусловиях и симметрично. через определенное расстояние, установлены по кругу, вцентре которого находится циклическийзадатчик, то на записи будет наблюдаться постоянный фазовый сдвиг 1 соп 1 частотыколебаний соседних сейсмоприемников в тойпоследовательности, в какой они установлены по кругу, Величина 1 со,1,1 равна 360 Iгде т 1 - число сейсмоприемников. Приэтом число и должно быть кратным 2, 4,6, 8, 12, что позволит получить сопэ 1равный соответственно 180, 90, 45 ит. д. Таким образом, если постоянный (вынужденный) фазовый сдвиг между соседними каналами записей известен, то нетрудно определить + ЬР кфдля каждогоСот 4рейс мо приемник 1,Точность определяемых параметров зависит от скорости протяжки носителя записи. При визуальном определении допустимая погрешность А 2-3% , при камэральной обработке данных разброс можно уменьшить до 1-2%, Повышение точности достигается в результате применения одногостабильного источника возбуждения длявсех преобразователей, находящихся в одинаковых условиях. Устройство позволяет определить параметры различных типов сейсмоприемников,за исключением тех, преобразователи которых заключены в ферромагнитной корпус,являющийся магнитным экраном для внешнего магнитного поля задатчика, Крометого, устройство позволяет определитьполярность магнитной системы, наличиеметаллических предметов на движущейсяинертной массе и внутри нее, что сказывается на затухании и нарушает линейнуюупругость пружин, а также изменяет собственную частоту инертной массы, находящейся в различных положениях от фнулевого" пункта. Вес устройства не превышает 4-5 кг,Применение устройства позволит значительно повыситЬ производительность, определять и контролировать параметры сейсмоприемников в полевых условиях непосредственно на месте их установки, не нарушаярабочего режима и согласования с регист 557342рирующим устройством, бесконтактным способом - дистанционно, с одновременной записью параметров на одну осциллограмму, что в свою очередь, позволяет визуально определять идентичность сейсморегистрирующих каналов сейсмостанций. Контроль параметров сейсмоприемников непосредственно на точках наблюдений значительно повысит качество полевого сейсмическогоматериала, в чем выражается экономическая эффективность устройства. формула изобретенияУстройство для определения параметров сейсмоприемников, содержащее установочную платформу, задатчик колебаний и сейсмоприемики, отличающееся тем, что с целью повышения производительности, задатчик колебаний выполнен ввиде постоянного магнита, помещенногов корпус и закрепленного в немагнитнойоправке с контрольной катушкой, жесткосвязанной с корпусом, при этом постоянныймагнит расположен по центру установочной платформы с воздушным зазором между платформой и корпусом,1 О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР274407 ф кл, 6 01 Ч 13/00 ф 1970,2. Авторское свидетельство СССРИ411412, кл, 6 01 Ч 1/04, 1974.3, Авторское свидетельство СССР166505 ф кл. О 01 Ч 1161 1963Заказ 843/58 Тираж 717 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4