JP2001013256A - 電気的に傾斜を補償する弾性波ピックアップ装置 - Google Patents
電気的に傾斜を補償する弾性波ピックアップ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 設計目標とした通常の動作位置から非常に遠
い位置で動作するように適合された例えば受振器のよう
な弾性波をピックアップする装置を提供する。 【解決手段】 本装置は、磁石（１）、磁界に設置され
た可動コイル（２）、コイルの軸が選択された基準方向
に、例えば水平または垂直に、平行であるとき、十分に
中心を合せた静的位置にあるコイルを保持するように適
合されたスプリング（４）、及び基準方向に対するコイ
ルの軸の傾斜によるコイルの静的位置に対するコイルの
どんなアンバランスも補正するように適合された電流を
コイルに印加する手段、例えば直流電源（５）及び、分
圧比がピックアップの軸と基準軸の間の角度に依存する
分圧手段（Ｐ）、又は受振器のひずみ率を最小に抑える
ように適合された補償装置を有する電気力学的ピックア
ップを有する。補償されたピックアップは、垂直に対し
て様々な傾斜の坑井の中に又は海底に応用できる。
い位置で動作するように適合された例えば受振器のよう
な弾性波をピックアップする装置を提供する。 【解決手段】 本装置は、磁石（１）、磁界に設置され
た可動コイル（２）、コイルの軸が選択された基準方向
に、例えば水平または垂直に、平行であるとき、十分に
中心を合せた静的位置にあるコイルを保持するように適
合されたスプリング（４）、及び基準方向に対するコイ
ルの軸の傾斜によるコイルの静的位置に対するコイルの
どんなアンバランスも補正するように適合された電流を
コイルに印加する手段、例えば直流電源（５）及び、分
圧比がピックアップの軸と基準軸の間の角度に依存する
分圧手段（Ｐ）、又は受振器のひずみ率を最小に抑える
ように適合された補償装置を有する電気力学的ピックア
ップを有する。補償されたピックアップは、垂直に対し
て様々な傾斜の坑井の中に又は海底に応用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に傾斜を補
償した、したがって異なる向き（方向）における動作に
適した、受振器のような、弾性波をピックアップするこ
とを目的とする装置に関する。
償した、したがって異なる向き（方向）における動作に
適した、受振器のような、弾性波をピックアップするこ
とを目的とする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】可動コイルを有する受振器の分野におけ
る従来技術の例は、たとえば、米国特許公報第４，８１
１，２１１号、米国特許公報第４，６１８，９４９号、
米国特許公報第４，５２５，８１９号で説明されてい
る。
る従来技術の例は、たとえば、米国特許公報第４，８１
１，２１１号、米国特許公報第４，６１８，９４９号、
米国特許公報第４，５２５，８１９号で説明されてい
る。
【０００３】受振器は低周波あるいは超低周波の振動を
ピックアップするように設計されている。最も普通に
は、受振器はスプリングによって磁石の周りに吊り下げ
られた円筒状の可動コイルを有する。コイルは、スプリ
ングによって定められる平衡位置の両側の軸に沿って振
動する。超低周波の共振周波数を得るために、スプリン
グは必然的に非常に可撓性である。スプリングは、コイ
ルが垂直あるいは水平のどの位置にある場合にも動作す
るように適している。スプリングはコイルの重量を補償
し、かつコイルが磁石の周囲に中心を維持するように設
計されている。スプリングの特性は場合によって異なっ
ている。明確に定められた動作位置に対してのみ、補償
は完全である。受振器が設計動作位置から移されれば、
コイルは磁石の周囲に中心を適正に維持せず、高調波ひ
ずみの増加を招く。このようにして生成されたオフセッ
トは、コイルが停止する位置に来る静止位置の周りのコ
イルの最大行程を減少させる効果を有し、したがって受
振器の動的再生範囲を減少させる。
ピックアップするように設計されている。最も普通に
は、受振器はスプリングによって磁石の周りに吊り下げ
られた円筒状の可動コイルを有する。コイルは、スプリ
ングによって定められる平衡位置の両側の軸に沿って振
動する。超低周波の共振周波数を得るために、スプリン
グは必然的に非常に可撓性である。スプリングは、コイ
ルが垂直あるいは水平のどの位置にある場合にも動作す
るように適している。スプリングはコイルの重量を補償
し、かつコイルが磁石の周囲に中心を維持するように設
計されている。スプリングの特性は場合によって異なっ
ている。明確に定められた動作位置に対してのみ、補償
は完全である。受振器が設計動作位置から移されれば、
コイルは磁石の周囲に中心を適正に維持せず、高調波ひ
ずみの増加を招く。このようにして生成されたオフセッ
トは、コイルが停止する位置に来る静止位置の周りのコ
イルの最大行程を減少させる効果を有し、したがって受
振器の動的再生範囲を減少させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】受振器が自然の動作位
置から離れるにつれて、アンバランスは大きくなる。離
れた坑井の場合が特に該当する受振器の動作位置の制御
が困難な応用に対しては、それは実質的なハンディキャ
ップである。既知の解決法は、ハウジングの実際の向き
にかかわらず振動システムを最適位置に保持するダブル
・ジンバルかつ不均衡な懸架装置に受振器を搭載するこ
とである。この解決法は複雑であり、したがって高価で
ある。この解決法は、地震の周波数帯域の上の部分で、
受振器の応答に影響を与える。この受振器は大きく、通
常利用できる限られたスペースに据え付けることは難し
い。
置から離れるにつれて、アンバランスは大きくなる。離
れた坑井の場合が特に該当する受振器の動作位置の制御
が困難な応用に対しては、それは実質的なハンディキャ
ップである。既知の解決法は、ハウジングの実際の向き
にかかわらず振動システムを最適位置に保持するダブル
・ジンバルかつ不均衡な懸架装置に受振器を搭載するこ
とである。この解決法は複雑であり、したがって高価で
ある。この解決法は、地震の周波数帯域の上の部分で、
受振器の応答に影響を与える。この受振器は大きく、通
常利用できる限られたスペースに据え付けることは難し
い。
【０００５】本発明の目的は、設計目標とした通常の動
作位置から非常に遠い位置で動作するように適合され
た、例えば受振器のような、弾性波をピックアップする
装置を提供することにある。
作位置から非常に遠い位置で動作するように適合され
た、例えば受振器のような、弾性波をピックアップする
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による弾性波（地
震波、または音波）をピックアップする装置は、前述の
欠点を伴わずに、装置が設計目標とした装置の通常の動
作位置から非常に遠い位置における動作に適している。
震波、または音波）をピックアップする装置は、前述の
欠点を伴わずに、装置が設計目標とした装置の通常の動
作位置から非常に遠い位置における動作に適している。
【０００７】本装置は、磁界を生成する手段と、磁界に
設置された可動コイルと、可動コイルの軸が基準方向
（たとえば水平あるいは垂直）に平行であるとき、十分
に中心を合せた静的位置にある可動コイルを保持するよ
うに適合されたスプリングを有する電気力学的ピックア
ップから構成される。本装置は、基準方向に対する可動
コイルの軸の傾斜による可動コイルの静的位置に対する
可動コイルのどんなアンバランスも補正するように適合
された電流を可動コイルに印加する手段を有することを
特徴とする。
設置された可動コイルと、可動コイルの軸が基準方向
（たとえば水平あるいは垂直）に平行であるとき、十分
に中心を合せた静的位置にある可動コイルを保持するよ
うに適合されたスプリングを有する電気力学的ピックア
ップから構成される。本装置は、基準方向に対する可動
コイルの軸の傾斜による可動コイルの静的位置に対する
可動コイルのどんなアンバランスも補正するように適合
された電流を可動コイルに印加する手段を有することを
特徴とする。
【０００８】上記印加する手段は、直流電源および、分
圧比が受振器の可動コイルの前記軸と基準軸の間の角度
に依存する分圧手段から構成される。
圧比が受振器の可動コイルの前記軸と基準軸の間の角度
に依存する分圧手段から構成される。
【０００９】分圧手段は、たとえば、カーソルがアンバ
ランスに接続されている分圧器から構成される。
ランスに接続されている分圧器から構成される。
【００１０】他の実施例によれば、前記印加手段はひず
みを最小に抑えるように適合された補正電流を生成する
ように適合されたひずみアナライザから構成される。
みを最小に抑えるように適合された補正電流を生成する
ように適合されたひずみアナライザから構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１、２の受振器Ｇは、磁界を生
成する手段である磁石１、円筒状の支持体３の周りに巻
き付けられた可動コイル２、および円筒状の支持体３を
磁石１の周りに十分に中心を合せた位置で静的平衡状態
に維持する目的のスプリング４（ここでは略図で示す）
をハウジング（図示せず）内に、慣用の方法で有する。
スプリング４は動作モードに合わせられている。スプリ
ング４は、受振器がコイルの軸を水平に指向して動作す
るか、あるいは垂直に指向して動作するかの目的に応じ
て異なって調節される。
成する手段である磁石１、円筒状の支持体３の周りに巻
き付けられた可動コイル２、および円筒状の支持体３を
磁石１の周りに十分に中心を合せた位置で静的平衡状態
に維持する目的のスプリング４（ここでは略図で示す）
をハウジング（図示せず）内に、慣用の方法で有する。
スプリング４は動作モードに合わせられている。スプリ
ング４は、受振器がコイルの軸を水平に指向して動作す
るか、あるいは垂直に指向して動作するかの目的に応じ
て異なって調節される。
【００１２】図３の実施例では、本装置は水平軸の受振
器Ｇとの組み合わせで、コイル２の第１端子Ｃ1に接続
された中点Ｍを有する直流電源５、抵抗器Ｒにより分圧
器Ｐの端子Ｐ1、Ｐ2にそれぞれ接続された２つの端子＋
および−を有する。分圧器の本体は受振器のハウジング
に対して固定されている。分圧器Ｐの中点Ｐ3は受振器
のコイル２の他の端子Ｃ2に接続されている。分圧器Ｐ
のピン６は、たとえば垂直の振り子から成る固定された
基準方向を定めるように適合された要素７に機械的に接
続されている。受振器コイルの２つの端子Ｃ1、Ｃ2は、
受信した波に応じて生成される信号の取得を目的とする
装置８に、デカップリングコンデンサーＣにより接続さ
れている。分圧器の３つの端子Ｐ1からＰ3の接続点は、
通常の動作位置（たとえば図３の受振器では水平であ
る）にある受振器に印加される直流電圧が零であるよう
に、また基準方向に対する軸の傾斜が絶対値で最大９０
度に到達するまで、上記直流電圧が基準方向に対する軸
の傾斜に比例して増加するように選択される。この基準
方向に対して傾斜角が正（三角法の方向）であるか負で
あるかに応じて、印加される電圧の極性は反転する。
器Ｇとの組み合わせで、コイル２の第１端子Ｃ1に接続
された中点Ｍを有する直流電源５、抵抗器Ｒにより分圧
器Ｐの端子Ｐ1、Ｐ2にそれぞれ接続された２つの端子＋
および−を有する。分圧器の本体は受振器のハウジング
に対して固定されている。分圧器Ｐの中点Ｐ3は受振器
のコイル２の他の端子Ｃ2に接続されている。分圧器Ｐ
のピン６は、たとえば垂直の振り子から成る固定された
基準方向を定めるように適合された要素７に機械的に接
続されている。受振器コイルの２つの端子Ｃ1、Ｃ2は、
受信した波に応じて生成される信号の取得を目的とする
装置８に、デカップリングコンデンサーＣにより接続さ
れている。分圧器の３つの端子Ｐ1からＰ3の接続点は、
通常の動作位置（たとえば図３の受振器では水平であ
る）にある受振器に印加される直流電圧が零であるよう
に、また基準方向に対する軸の傾斜が絶対値で最大９０
度に到達するまで、上記直流電圧が基準方向に対する軸
の傾斜に比例して増加するように選択される。この基準
方向に対して傾斜角が正（三角法の方向）であるか負で
あるかに応じて、印加される電圧の極性は反転する。
【００１３】他の実施例では、コイル２の端子は振幅お
よび極性が可変な可変電圧電源９の端子に直接接続され
る。デカップリングコンデンサーＣにより、前の例と同
様に、これらの端子は受振器によりピックアップされる
信号の取得を目的とする装置８に接続される一方、また
他方では、ピックアップされた信号に影響を与えるひず
みを測定するように適合され、かつ、指定された基準方
向に対してコイルの軸が傾斜した結果として測定レベル
が（仕様書に対応する）正常な閾値より高ければ、ひず
みを最小に抑えるように適合された直流の可変電圧電源
９による電圧の印加を制御するように適合された組立体
である装置１０にも接続される。
よび極性が可変な可変電圧電源９の端子に直接接続され
る。デカップリングコンデンサーＣにより、前の例と同
様に、これらの端子は受振器によりピックアップされる
信号の取得を目的とする装置８に接続される一方、また
他方では、ピックアップされた信号に影響を与えるひず
みを測定するように適合され、かつ、指定された基準方
向に対してコイルの軸が傾斜した結果として測定レベル
が（仕様書に対応する）正常な閾値より高ければ、ひず
みを最小に抑えるように適合された直流の可変電圧電源
９による電圧の印加を制御するように適合された組立体
である装置１０にも接続される。
【００１４】装置８および１０の機能（ディジタル化、
蓄積、ひずみ測定、コイルに印加する電圧の選択）は、
たとえば適切なプログラムを備えたコンピュータにより
実現することができる。
蓄積、ひずみ測定、コイルに印加する電圧の選択）は、
たとえば適切なプログラムを備えたコンピュータにより
実現することができる。
【００１５】図６（ａ）、図６（ｂ）および図７
（ａ）、図７（ｂ）は、受振器の周波数応答および位相
応答の重大なひずみを示し、これは通常の動作位置に対
する傾斜が大きいとさらに重大となる。図８（ａ）、図
８（ｂ）および、図５（ａ）、図５（ｂ）の比較は、水
中マイクロホンに適切な補償電圧を印加すると、周波数
応答および位相応答を顕著に大幅に回復させることを明
確に示している。
（ａ）、図７（ｂ）は、受振器の周波数応答および位相
応答の重大なひずみを示し、これは通常の動作位置に対
する傾斜が大きいとさらに重大となる。図８（ａ）、図
８（ｂ）および、図５（ａ）、図５（ｂ）の比較は、水
中マイクロホンに適切な補償電圧を印加すると、周波数
応答および位相応答を顕著に大幅に回復させることを明
確に示している。
【００１６】本発明による装置は、特に地震探査、ある
いは地下貯留層の積極的または受動的な監視の分野で応
用を見いだせる。これらの応用に対しては、たとえば米
国特許公報第５，３６３，０９４号、ＥＰ特許出願公開
公報第０，７４８，４５７号（米国特許公報第５，７２
４，３１１号）あるいはＥＰ特許出願公開公報第０，９
２１，４１６号に示すように、多くの場合垂直方向に
（ある部分では恐らく水平方向にも）多かれ少なかれ離
れている探査用／あるいは生産用坑井に受振器を多数配
列して設置しなければならない。下層土不連続により反
射された弾性波をより良く識別するために、３つの直交
の軸に沿って受信される信号の成分を検出するために、
（トリホーンと呼ばれる）複数構成要素の受振器が通常
設置される。本発明による装置は、この形式の応用にお
いて、使用深度における受振器の実際の傾斜にかかわら
ず正確に必要な補償を行うことができる。
いは地下貯留層の積極的または受動的な監視の分野で応
用を見いだせる。これらの応用に対しては、たとえば米
国特許公報第５，３６３，０９４号、ＥＰ特許出願公開
公報第０，７４８，４５７号（米国特許公報第５，７２
４，３１１号）あるいはＥＰ特許出願公開公報第０，９
２１，４１６号に示すように、多くの場合垂直方向に
（ある部分では恐らく水平方向にも）多かれ少なかれ離
れている探査用／あるいは生産用坑井に受振器を多数配
列して設置しなければならない。下層土不連続により反
射された弾性波をより良く識別するために、３つの直交
の軸に沿って受信される信号の成分を検出するために、
（トリホーンと呼ばれる）複数構成要素の受振器が通常
設置される。本発明による装置は、この形式の応用にお
いて、使用深度における受振器の実際の傾斜にかかわら
ず正確に必要な補償を行うことができる。
【００１７】受振器の傾斜補償機能、およびピックアッ
プされた信号の取得機能は、地上で、あるいは受振器の
近くの坑井の中に降ろされた局部的モジュールで部分的
に実現することができる。
プされた信号の取得機能は、地上で、あるいは受振器の
近くの坑井の中に降ろされた局部的モジュールで部分的
に実現することができる。
【００１８】多かれ少なかれ離れた坑井内の本装置の応
用を説明した。しかし、動作中の実際の向きの制御が困
難であるどんな応用にも、本装置が使用できることは明
確である。これは、地下の地層と結合されるために、水
塊の底にピックアップが降ろされる応用の場合に顕著で
ある。
用を説明した。しかし、動作中の実際の向きの制御が困
難であるどんな応用にも、本装置が使用できることは明
確である。これは、地下の地層と結合されるために、水
塊の底にピックアップが降ろされる応用の場合に顕著で
ある。
【図１】従来の電気力学的な受振器の構造を概略的に示
す。
す。
【図２】従来の電気力学的な受振器の構造を概略的に示
す。
す。
【図３】静的角変位の補正を目的とする手段と組み合わ
された図１、図２に示す受振器を有する装置の第１の実
施例を示す。
された図１、図２に示す受振器を有する装置の第１の実
施例を示す。
【図４】受振器がひずみアナライザと組み合わされてい
る装置の他の実施例を示す。
る装置の他の実施例を示す。
【図５】受振器のコイルの軸が水平に対して平行に動作
するように設計上適合された受振器の周波数応答および
位相応答を参考として示す。
するように設計上適合された受振器の周波数応答および
位相応答を参考として示す。
【図６】水平に対して４５度の傾斜角により外乱を受け
た同じ受振器の周波数応答および位相応答を示す。
た同じ受振器の周波数応答および位相応答を示す。
【図７】垂直の位置に置かれることによりさらに外乱を
受けた同じ受振器の周波数応答および位相応答を示す
（受振器の傾斜角水平に対して９０度）。
受けた同じ受振器の周波数応答および位相応答を示す
（受振器の傾斜角水平に対して９０度）。
【図８】垂直に配置された同じ受振器に、適切な直流補
償電圧を印加したときに行われた完全な補償を示す。
償電圧を印加したときに行われた完全な補償を示す。
１ 磁石 ２ 可動コイル ３ 支持体 ４ スプリング ５ 直流電源 ６ ピン ７ 基準方向を定めるように適合された要素 ８ 信号の取得を目的とする装置 ９ 可変電圧電源 １０ 電圧の印加を制御するように適合された装置 Ｃ デカップリングコンデンサー Ｐ 分圧器 Ｒ 抵抗器
Claims (6)
- 【請求項１】磁界を生成する手段（１）と、 前記磁界に設置された可動コイル（２）と、 前記可動コイルの軸が基準方向に平行であるとき、十分
に中心を合せた静的位置にある前記可動コイルを保持す
るように適合されたスプリング（４）とを有する、電気
力学的ピックアップから構成される弾性波を感知する装
置において、 前記基準方向に対する前記可動コイルの前記軸の傾斜に
よる、前記可動コイルの静的位置に対する前記可動コイ
ルのどんなアンバランスも補正するように適合された電
流を、前記可動コイルに印加する手段を有することを特
徴とする弾性波を感知する装置。 - 【請求項２】 前記印加する手段は、直流電源（５）
と、分圧比が前記可動コイルの前記軸と前記基準方向の
間の角度に依存する分圧手段とから構成される請求項１
記載の弾性波を感知する装置。 - 【請求項３】 前記分圧手段は、たとえば、カーソルが
恒久的に垂直方向に一致して要素（７）に機械的に接続
されている分圧器（Ｐ）から構成される請求項２記載の
弾性波を感知する装置。 - 【請求項４】 前記印加手段は、 可変電圧電源（９）と、 受振器のひずみを測定するように適合され、かつ、前記
ひずみを最小限に抑えるように適合された補正電流を、
前記可変電圧電源により前記可動コイル（２）へ印加す
ることを、制御するように適合された組立体（１０）と
から構成される請求項１記載の弾性波を感知する装置。 - 【請求項５】 離れた坑井の中に降ろされた場合の受振
器の傾斜の補償のための、請求項１から請求項４のいず
れか１項に記載の弾性波を感知する装置の応用装置。 - 【請求項６】 水塊の底に設置された受振器の傾斜の補
償のための、請求項１から請求項４のいずれか１項に記
載の弾性波を感知する装置の応用装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9907242A FR2794531B1 (fr) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | Dispositif capteur d'ondes elastiques compense electriquement des effets de l'inclinaison |
| FR99/07242 | 1999-06-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001013256A true JP2001013256A (ja) | 2001-01-19 |
| JP2001013256A5 JP2001013256A5 (ja) | 2007-07-19 |
Family
ID=9546540
Family Applications (1)
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