Устройство для обеспечения заданного коэффициента преобразования электродинамического сейсмоприемника

",988. Авторское М 1413570, кл Патент США кл, С 01 Ч 1свидетельство СССРС 01 Ч 13/00, 19М 3930216,00, опублик. 1975. АИЯИКАсти ОБЕСПЕЧЕНИПРЕОБРАЗО СЕЙСМОПРИ осится к о ростроения СТРОЙСТВО ДЛЯ О КОЭффИЦИЕНТ ОДИНАМИЧЕСКОГ эобретение от ического приб(57)геофи Ц в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИКАНИЕ ИЗ Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназна" чено для использования в процессе производства электродинамицеских сейсмоприемников.Цель изобретения - повышение то ностей обеспечения заданного коэффициента преобразования и измерения частоты собственных колебаний сейсмоприемника, а также упрощение процесса намагничивания.На фиг.1 приведена блок-схема уст" ройства; на фиг.2 - блок-схема узла возбуждения автоколебаний; на фиг.3 блоки намагничивания; на фиг.4 - временная диаграмма. предназначено для испоп.:зования впроцессе производства электродинамицеских сейсмоприемников. нзль изобретению - повышение то -ости обеспечения заданного коэффициента преобразования и измерения частоты собственныхколебаний сейсмоприемника, а такжеупрощение процесса намагничивания,За счет введения в устройство узлавозбуждения автоколебаний, выполненияанализатора сигнала сейсмоприемникав виде аналого-цифрового интегратораи узла выделения экстремума результата интегрирования, связанных черезблок вычислений с информационным входом блока управления, обеспечиваетсяавтоматизация процесса намагничиванияс одновременным контролем степени затухания и частоты собственных колебаний сейсмоприемников, 2 э,п. ф-лы,4 ил Устройство (фиг,1) включает блок формирования импульсов намагничиваю- щего и размагничивающего токов, блок 2 намагничивания, блок 3 управления, коммутаторы 4 и 5, генератор 6 тока, узел 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника, анализатор 8 сигнала сейсмоприемника на базе аналого-цифрового интегратора. 9 и узла 10 выделения экстремума результата интегрирования и блок 11 вычислений.При этом выход блока 1 формирования импульсов намагничивающего и раз" магничивающего токов соединен с входом блока 2, намагничивания, в котором размещается преобразователь 12 сейс 1548766моприемника, выходы которого соединяются с входами 13 контроля устройства, с которыми соединены первыевходы коммутаторов 4 и 5 и вход аналого-циФрового интегратора 9. Вторые5входы коммутатора 4 соединены с гене"ратором 6 тока, а вторые входы коммутатора 5 соединены с входами 14 и14" узла 7 возбуждения автоколебанийсейсмоприемника, Один из выходов интегратора 9 соединен с входом узла 10выделения экстремума, а ее выход какф и выходы узла 7 и интегратора 9 соединены с входами блока 11 вычислений, 15выход которого соединен с выходомблока 3 управпения, вьходы которогосоединены с выходами управления блока 1, коммутаторов 4 и 5 и интегратора 9.20У э ел 7 возбуждения а вто кол еба ни йсейсмоприемника (фиг.2) содержит индуктивность 15, последовательно ско-орой соединен резистор 16, первыйи второй инвертирующие.усилители 17и 18, усиливающие напряжение соответ"ственно на индуктивности 15 и резисторе 16, суммирующие резисторы 1921., третий усилитель 22 возбуждения,преобразоватепь 23 напряжение - ток,регулятор 24 усиления усилителя 18и Формироватепь 25.При этом один из выводов индуктивности соединен с входом 14" узла 7измерения частоты, другой вход 14которого соединен с выходом преобразователя 23 и резистором 19, другойвывод которого соецинен с входомтретьего усилителя 22 соединеннымтакже через резисторы 20 и 21 с выходами соответственно усилителей 17и 18, Выход третьего усилителя 22соединен с входами преобразователя23 регулятора 24 усиления и Формирователя 25, Выход регулятора 24 сое 45динен с входом управления второгоусилителя 18,Блок 2 намагничивания (Фиг3)представляет собой катушку 26, высотакоторой равна двум-трем высотам преобразователя 12 сейсмоприемника. Катушка 26 охвачена четырьмя П"образными магнитопроводами 27, смещеннымиотносительно друг друга на 90 исвязанными по магнитному потоку двумяподвижными вкладышами 28, Формирующи"55ми в катушке 26 зазор в магнитнойсистеме для установки намагничиваемого преобразователя 12 равный 1,2-1,3 высоты последнего. При этом вкладыши28 состоят из четырех секторов 29,образованных из пакетов пластин магнитомягкого железа, ориентация которыхсовпадает с направлением пластин впакете примыкающего П-образного магнитопровода.На Фиг,4 представлены временныедиаграммы сигналов 30 отклика сейсмоприемника после его возбуждения и 31интеграла, иллюстрирующие работуанализатора 8 сигналов при определении коэФФициента преобразования истепени затухания сейсмоприемника,Величины (1) и (11)- соответственно первое пиковое значение интеграла отклика и интеграл отклика послеего полного затуханияРабота устройства бсуществляетсяв соответствии с алгоритмом, заложенным в блоке 3 управления,После установки преобразователя12 в катушку 26 блока 2 намагничива- фния и замыкания магнитопроводов 27вкладышами 28 блок 3 управления разрешает блоку 1 Формирование импульсанамагничивающего тока, максимальногопо амплитуде и подаваемого в катушку26 блока 2 намагничивания. Затем выводы преобразователя 12 по сигналублока 3 управления подключаются квходу 14 узла 7 возбуждения автоколебаний сейсмоприемника. При этом Формируется схема автогенератора, гдечастотоэадающим контуром являетсяэлектромеханическая часть сейсмоприемника, а возбуждающим усилителем является усилитель 22. Охема 2 Й регулировки усиления в зависимости от амп"литуды сигнала на выходе усилителя 22Формирует сигнал на изменение коэФФициента усиления усилителя 18, выходной сигнал которого вычитается навходе усилителя 22 возбуждения изсигнала на выходе сейсмоприемника.Таким образом Формируется цепь автоматического поддержания режима и амп"литуды автоколебаний, напряжение наиндуктивности 15, усиливаемое усилителем 17, также вычитается из напряжения на сейсмоприемнике, что обеспе"чивает осуществление коррекции по"грешности определения частоты собственных колебаний сейсмоприемника,обусловленной влиянием индуктивностикатушки сейсмоприемника, Формирователь 25 обеспечивает Формированиепрямоугольных импульссв иэгармони10 15 50 55 ческого сигнала на выходе усилителя22.Яз,Для измерения коэффициента преобразования осуществляется возбуждениекатушки преобразователя 12 сейсмопри"емника нормированным постоянным током, формируемым генератором 6 тока,После окончания переходного процессав механической части преобразователя12 осуществляется (по команде от блока 3 управления) одновременное выключение коммутатора 1 и обнуление ин"тегратора 9, Аналого-цифровой интегратор 9 осуществляет интегрированиенапряжения на выходе катушки преобразователя 12 с одновременным преобра"зованием результата интегрированияв цифровой код. По сигналу узла 10выделяется экстремум результата интегрирования, соответствующий первомупереходу через нуль сигнала на выходепреобразователя 12 (Фиг.ч). Результаты интегрирования, соответствующиемаксимальному и установившемуся. значениям, Фиксируются в блоке 11 вычислений для последующего вычислениязначения коэффициента К преобразования сейсмоприемника по формулеК = 2 НЙ - 1 Б (1)дси 5о где Я, - частота собственных колеба"ний сейсмоприемника;Т - значение тока возбуждения; ш .- масса катушки сейсмоприем"ника (по паспортным данным); время интегрирования до полного затухания переходных процессов в механической части сейсмоприемника;и вычисления значения степени затуха" ния по Формуле ТгПо результатам выцисления значений коэффициента преобразованйя и степени затухания в блоке 11 анализируется соответствие полученных и заданных знацений, а в случае превышения по" лученного значения над заданным Формируется признак необходимости размагничивания преобразователя 12, При этом блок 1 обеспечивает формирование размагницивающего импульса тока, полярность которого противоположна намагничивающему импульсу токаЗатем вновь осуществляется контроль коэффициента преобразования и степени зату" хания и при необходимости осуществляется увеличение амплитуды размагничивающего импульса тока, Проце,.с повторяется до получения заданного коэффициента преобразования или степенизатухания. Шаг увеличения размагничивающего тока определяется необходимой точностью получения заданного коэффициента преобразования и не превышает 5-10-.-ного значения амплитуды намагничивающего импульса тока,ьлок 1 может быть выполнен на базе управляемых источников напряжения,а для Формирования разнополярных импульсов тока в катушке 26 блока 2 магничивания осуществпяется автома;и"цеское переключение присоединительныхконцов катушки 26,Аналого-цифровой интегратор 9 может быть выполнен на базе интегратора и следящего аналого-циФрового преобразователя или на базе преобразователя напряжение - цастота и счетчика. Время интегрирования, как и время возбуждения сейсмоприемника, не превышает 1,5-2 с.В зависимости от выбора схемы интегратога 9 узел 10 выделения экстремума результата интегрирования может быть компаратором, регистрирующим либо прохождение первой полуволны сигнала сейсмоприемника через нуль, либо изменение направления счета в счетчи" ке интегратора 9.Регулятор 2 ч усиления может быть выполнен на базе выпрямителей и Фильт" ров постоянной составляющей, а регулировка усиления усилителя 18 можетбыть осуществлена с помощью полевых тоанзисторов или опторезистивныхпар, включаемых в цепь обратной связиусилителя 18, При этом коэффициентусиления усилителя 17 равен 1+Ь /Ь,где Ь - индуктивность катушки преобразователя 12 сейсмоприемника; Ь- добавочная индуктивность 15. Предлагаемое устройство позволяетавтоматизировать процесс обеспечениязаданного коэффициента преобразованиясейсмоприемника с одновременным конт"ролем значения степени затухания ичастоты собственных колебаний и можетбыть использовано как на предприятияхпо производству электродинамическихсейсмоприемников, так и в геофизицес 1548766ких экспедициях при ремонте сейсмоприемников.Формула изобретения1, Устройство для обеспечения заданного коэффициента преобразования электродинамического сейсмоприемника, содержащее блок формирования импульсов намагничивающего и размагничиваюего токов, блок намагничивания, блок управления, генератор тока, коммутатор и анализатор сигнала сейсмоприеьЬика, причем выход бло" ка Формирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов соединен с входом блока намагничивания, выходы блока управления соединены с управляющими входами блока Формирования импульсов намагничивающего и размагничивающего токов и коммутатора, входы которого соединены с генератором тока и входами контроля устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства за счет контроля параметров преобразователя в процессе намагничивания, в него введены второй коммутатор, узел возбуждения автоколебаний сейсмоприемника и блок вычислений, а анализатор сигнала сейсмоприемника выполнен в виде аналого-цифрового интегратора и узла выделения экстремума результата интегрирования, при этом вход узла возбуждения автоколебаний через второй коммутатор соединен с входами интегратора и входом контроля устройства, а один из выходов интегратора соеди" нен с узлом выделения экстремума результата интегрирования, выход которого, а также выход узла возбуждения автоколебаний и второй выход интегратора соединены с входами блока вычислений, выход которого соединен с информационным входом блока управления, с выходами которого соединены вход управления второго коммутатора и входобнуления интегратора.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюконтроля частоты собственных колебаний, узел возбуждения аатоколебанийсодержит индуктивность и добавочныйрезистор, два инвертирующих усилителя, усилитель возбуждения, преобразователь напряжение - ток, регуляторусиления и Формирователь, при этомодин из выходов узла возбуждения соединен с индуктивностью, последовательно с которой соединен добавочныйрезистор, выводы индуктивности соединены с входами первого усилителя, выводы добавочного резистора соединеныс входом второго усилителя, а выходыпервого и второго усилителей, а также второй вход узла возбуждения исоединенный с ним выход преобразователя напряжение - ток через соответствующие суммирующие резисторы соеди 25 нены с входом возбуждающего усилителя, выход которого соединен с входомпреобразователя напряжение - ток,входом регулятора усиления и входомформирователя выход которого соеди"З 0 нен с выходом узла возб "ждения автоколебаний, а выход регулятора усиления соединен с вхбдом регулировкиусиления второго инвертирующего усилителя,353, Устройство по п.1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения процесса намагничиванияпреобразователя, в блоке намагничи вания соленоидная катушка намагничивания имеет высоту равную двум - тремвысотам преобразователя сейсмоприемника и охвачена четырьмя П-образнымимагнитопроводами, смещенными относи тельно друг друга на 90 ф, между торцами которых установлены два вкладыша с возможностью их перемещения пооси катушки,Тираж 4 аз 141 одписное ИИПИ Произ твенно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,10 ственного комитета по изо 113035 Москва, Ж, Р тениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д, 4/5