BG65669B1

BG65669B1 - Seismo-receiver with electromagnetic field in the receivo-converter

Info

Publication number: BG65669B1
Application number: BG108773A
Authority: BG
Inventors: Гаро МАРДИРОСЯН
Original assignee: Гаро МАРДИРОСЯН; Институт За Космически Изследвания При Бан
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2009-05-29
Also published as: BG108773A

Abstract

The invention relates to a seismoreceiver of electromagnetic field in the receivo-converter. The advantages of the seismoreceiver are that due to the electromagnetic field, which can be adjusted, anychanges of the amplitude-frequency characteristic, the extension coefficient and the attenuation coefficient are cancelled, which would be due to the ageing of the permanent magnet. Quick and easy adjustment of these parameters is possible, aimed at attaining the same adjustment in several seismoreceivers. Adjustment can also be made automatically during the measurement process. The operational life of the seismoreceiver is extended, and furthermore its overall dimensions and weight are reduced. In practice this necessity is either eliminated or the period of the periodic calibration of the seismoreceivers is increased. The seismoreceiver comprises a pendulum (1) at the end of which an induction coil (2) is fitted, found in the constant magnetic field between the poles of electromagnet (3), the output of winding (4) of the electromagnet are coupled to the output of a DC generator (5). The output of a control unit (6) is connected to the output of the current generator (5). The outputs of induction coil (2) are coupled, across amplifier-comparator (7), to the input of a registering unit (8). The second output of the amplifier-comparator (7) is connected to the input of the control unit (6). The registration unit (8) can be analogue ink registering unit on paper band, with thermal recording, with photo recording, with magnetic analogue recording, with digital magnetic recording,etc. A personal computer can also be used playing the role of a registering unit.

Description

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до сеизмоприемник с електромагнитно поле в приемо-преобразувателя си. Приложението е в сеизмографи за регистрации на колебанията на земната повърхност, сгради и съоръжения, предизвикани от земетресения, взривове, промишлени и транспортни източници, морски вълни и други.The invention relates to a seismic receiver with an electromagnetic field in its transducer. The application is in seismographs for registering the fluctuations of the earth, buildings and structures caused by earthquakes, explosions, industrial and transport sources, sea waves and others.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е сеизмоприемник с магнитоелекгрически преобразувател, състоящ се от индукционна бобина, разположена в магнитно поле, създавано от постоянен магнит, закрепен на шасито на сеизмоприемника. При колебание на грунта, се получава относително движение между махалото, на края на което е монтирана индукционната бобина и магнитното поле, при което се индукгира елекгродвижещо напрежение [1].A seismic receiver with a magnetoelectric transducer is known, consisting of an induction coil arranged in a magnetic field created by a permanent magnet attached to the chassis of the seismic receiver. When the ground is oscillated, a relative movement occurs between the pendulum, at the end of which the induction coil and the magnetic field are mounted, which induces an electromotive voltage [1].

Известен е и сеизмоприемник с електромагнитен преобразувател, при който на края на махалото е закрепена желязна котва, а на шасито на сеизмоприемника е монтиран постоянен магнит с навита около него намотка. При относителното движение между шасито и махалото се изменя магнитното съпротивление между котвата и полюсите на магнита, съответно потока на магнитна индукция в намотката и в нея възниква електрически ток [1].A seismic receiver with an electromagnetic transducer is also known, in which an iron anchor is attached at the end of the pendulum and a permanent magnet is wound on the chassis of the seismic receiver with a winding wound around it. In the relative movement between the chassis and the pendulum, the magnetic resistance between the anchor and the poles of the magnet changes, respectively, the flow of magnetic induction in the coil and an electric current is generated in it [1].

Тези сеизмоприемници са с ограничен срок на експлоатация поради стареене на постоянния магнит, сравнително големи габарити и маса, а също така е трудно, а често и невъзможно да се реализират няколко сеизмоприемника с еднакви амплитудно-честотни характеристики, коефициент на увеличение, коефициент на затихване и т. н. [2, 3].These seismic sensors have a limited lifetime due to the aging of the permanent magnet, relatively large dimensions and mass, and it is also difficult and often impossible to realize several seismic sensors with the same amplitude-frequency characteristics, magnification coefficient, attenuation coefficient, and so-called [2, 3].

Задачата на изобретението е да се създаде сеизмоприемник с постоянно електромагнитно поле в приемо-преобразувателя си, чрез което да се избегнат посочените недостатъци.The object of the invention is to create a seismic receiver with a permanent electromagnetic field in its transducer, thereby avoiding the disadvantages mentioned.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задачата е решена чрез създаване на сеизмоприемник, в приемо-преобразувателя на който индукционната бобина е разположена и се движи в постоянно магнитно поле, създавано от електромагнит.The problem is solved by creating a seismic receiver in which the induction coil is located and moving in a permanent magnetic field created by an electromagnet.

Предимствата на изобретението са, че благодарение на електромагнитното поле, което може да се регулира, на практика се анулират измененията на амплитудно-честотната характеристика, коефициента на увеличение и коефициента на затихване, което би се дължало на стареенето на постоянния магнит. Поради това е възможно и бързо и лесно регулиране на тези параметри, с цел постигане на еднакви такива на няколко сеизмоприемника, нещо много важно, особено при инженерни сеизмологични изследвания на сгради и съоръжения. Регулирането може да става и автоматично по време на измервателния процес. Увеличава се експлоатационният срок на сеизмоприемника, а освен това се намаляват габаритите и масата му. На практика отпада необходимостта (или се увеличава периода) от периодичната калибровка на сеизмоприемниците.The advantages of the invention are that, thanks to the adjustable electromagnetic field, changes in the amplitude-frequency characteristic, the magnification coefficient and the attenuation coefficient, which would be due to the aging of the permanent magnet, are virtually canceled. Therefore, it is possible and quick and easy to adjust these parameters in order to achieve the same values of several seismic collectors, something very important, especially in engineering seismological studies of buildings and structures. Adjustments can also be made automatically during the measurement process. The lifetime of the seismic receiver is increased and its dimensions and mass are reduced. The need for (or increasing the period of) periodic calibration of seismic receivers is virtually eliminated.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the annexed figures

Едно примерно изпълнение на изобретението е показано на приложената фигура 1, която показва устройството и действието на сеизмоприемника с електромагнитно поле в приемопреобразувателя.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying figure 1, which shows the device and operation of an electromagnetic field seismic receiver in the transducer.

Пример за изпълнение на изобретениетоAn embodiment of the invention

Съгласно фиг. 1, сеизмоприемникътс електромагнитно поле в приемо-преобразувателя се състои от махало 1, в края на което е монтирана индукционната бобина 2, разположена в постоянното магнитно поле между полюсите на електромагнита 3, като изводите на намотката 4 на електромагнита са включени към изхода на генератора на постоянен ток 5. Към входа на генератора на ток 5 е включен изходът на управляващия блок 6. Изводите на индукционната бобина 2 през усилвател-компаратора 7 са включени към входа на регистриращия блок 8. Вторият изходAccording to FIG. 1, the seismic transducer with an electromagnetic field in the transducer consists of a pendulum 1, at the end of which an induction coil 2 is mounted, located in the permanent magnetic field between the poles of the electromagnet 3, the terminals of the coil 4 of the electromagnet being connected to the generator output. 5. The output of the control unit 6 is connected to the input of the generator of current 5. The outputs of the induction coil 2 through the amplifier-comparator 7 are connected to the input of the registration block 8. The second output

65669 Bl на усилвател-компаратора 7 е включен към входа на управляващия блок 6. Регистриращият блок 8 може да бъде аналогов регистратор с мастило върху хартиена лента, с топлинен запис, с фотозапис, с магнитен аналогов запис, с цифров магнитен запис и т.н. В ролята на регистриращ блок може да се използва и персонален компютър.65669 Bl of the comparator amplifier 7 is connected to the input of the control unit 6. The registration unit 8 may be an analog recorder with ink on paper tape, with thermal recording, with photo recording, with magnetic analog recording, with digital magnetic recording, etc. . A PC can also be used as a registration block.

Действие на сеизмоприемникаSeismic receiver action

Когато под действие на колебанието на земната повърхност, породено от земетресение, взрив, индустриални или транспортни източници и др., шасито на сеизмоприемника, а заедно с него и закрепеният на него електромагнит 3 започва също да се колебае, се получава относително движение между постоянното магнитно поле на електромагнита 3 и индукционната бобина 2, закрепена на края на махалото 1 на сеизмоприемника. При това в бобината 2 се индуктира електродвижещо напрежение, което се подава към входа на усилвател-компаратора 7. През него електрическият сигнал се изпраща към регистриращия блок 8, в който става регистрацията му. Ако в някой момент от време нивото на електрическия сигнал надвиши предварително зададената в компаратора стойност, той подава сигнал към управляващия блок 6, който изпраща команда към генератора на постоянен токWhen, due to the oscillation of the earth's surface, caused by an earthquake, explosion, industrial or transport sources, etc., the chassis of the seismic receiver, and with it the electromagnet 3 attached to it, also oscillates, a relative motion occurs between the permanent magnetic field of electromagnet 3 and induction coil 2 attached to the end of pendulum 1 of the seismic receiver. In this case, an electromotive voltage is induced in the coil 2, which is fed to the input of the amplifier-comparator 7. Through it, the electrical signal is sent to the recording unit 8, at which its registration takes place. If at some point in time the level of the electrical signal exceeds the preset value in the comparator, it sends a signal to the control unit 6, which sends a command to the DC generator

5. Последният изменя стойността на тока, течащ в намотката 4 на електромагнита 3, което води до съответно изменение на магнитния поток между полюсите на електромагнита 3 и съответно до изменение на индукгираното в индукционната бобина 2 електродвижещо напрежение. Фактът и моментът на това превключване се индикират в регистриращия блок 8. По този начин се осъществява оптимална регистрация на сеизмичните колебания.5. The latter changes the value of the current flowing in the coil 4 of the electromagnet 3, which leads to a corresponding change in the magnetic flux between the poles of the electromagnet 3 and respectively to a change in the electromotive voltage induced in the induction coil 2. The fact and timing of this switching is indicated in the recording unit 8. This optimally records the seismic oscillations.

Чрез ръчно изменение на силата на тока в намотката на електромагнита 3 може да се подберат такива параметри, с които няколко сеизмоприемника да имат еднакви коефициенти на увеличение, еднакви коефициенти на затихване и еднакви амплитудно-честотни характеристики. По същия начин се подбират тези характеристики в зависимост от условията и целите на сеизмологичните изследвания.By manually changing the current in the coil of the electromagnet 3, it is possible to select such parameters with which several seismic receivers have the same magnification coefficients, the same attenuation coefficients and the same amplitude-frequency characteristics. In the same way, these characteristics are selected according to the conditions and objectives of the seismological studies.

На практика отпада необходимостта от периодичната калибровка на сеизмоприемниците или се увеличава значително периодът, на който това се прави.In practice, the need for periodic calibration of seismic receivers is eliminated or the period for which this is done is significantly increased.

Още по-прецизно и с по-голям диапазон на параметрите регулиране може да се получи, ако в края на махалото 1 са монтирани две бобини - едната индукционна 2', а другата затихваща 2, като всяка от тях е разположена и се движи съответно в постоянното магнитно поле на два отделни електромагнита 3' и 3”.Even more precise and with a larger range of parameters, regulation can be obtained if two coils are mounted at the end of the pendulum 1 - one induction 2 'and the other damping 2, each of which is positioned and moves accordingly. the permanent magnetic field of two separate electromagnets 3 'and 3'.

Claims

A seismic receiver with an electromagnetic field in a transmitter converter comprising a pendulum, an induction coil and a recording unit, characterized in that an induction coil (2) is mounted at the end of the pendulum (2), which is arranged in a permanent magnetic field between the poles of the electromagnet (3), the terminals of the coil (4) of the electromagnet being connected to the output of a direct current generator (5), the input of which is connected to the output of the control unit (6), such as the terminals of the induction coil (2 ) through the comparator amplifier (7) are connected to the input of the recording unit (8) and the second output of the comparator amplifier (7) is connected to the input of the control unit (6).

A seismic receiver according to claim 1, characterized in that two coils are mounted at the end of the pendulum (1) - one induction (2 ') and the other attenuation (2'), each of which is located respectively in a constant magnetic field of two separate electromagnets (3 'and 3').