LU502640B1 - Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung zur Verfügung, das zum technischen Gebiet der Geophone gehört, und das Geophon umfasst ein erstes Kraftrückkopplungsmodul, einen Isolator, eine obere Abdeckung, einen Anschlusspfosten, eine obere Federplatte, einen Massenblock, ein Gehäuse, eine Dichtung, eine isolierende Dichtung, eine Leitungsfeder, einen Drahtrahmen, einen Magnetschuh, einen Kompensationsring, eine untere Federplatte, eine untere Abdeckung, ein zweites Kraftrückkopplungsmodul und ein drittes Kraftrückkopplungsmodul. Die vorliegende Erfindung bietet eine Breitband-Geophontechnologie, die auf einer dynamischen Kraftausgleichsrückkopplung basiert, und eine Breitband-Geophontechnologie mit vollem Neigungswinkel, die auf einer Neigungs-winkelerfassung basiert, und es durchbricht die Grenzen herkömmlicher Geophone in Bezug auf Empfindlichkeit, Frequenzband und Neigungswinkel und realisiert ein Geophon mit hoher Empfindlichkeit, breitem Frequenzband und vollem Neigungswinkel.
Description
LU502640
Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung
Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Geophone und bezieht sich insbesondere auf ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung.
Technologie im Hintergrund
Sobald die Konstruktionsphase eines herkömmlichen seismischen Sensors mit
Kraftrückkopplung abgeschlossen ist, wird die Rückkopplungsschaltung statisch im
Sensor zementiert, und der herkömmliche seismische Kraftsensor mit
Kraftrückkopplung ist nicht in der Lage, sich dynamisch anzupassen, um seine
Nennleistungsspezifikationen aufrechtzuerhalten, wenn die Rückkopplungs- parameter aufgrund von Faktoren wie der Alterung der Ausrüstung und Änderungen der Betriebstemperatur abweichen. Um der aktuellen Nachfrage nach unkonventioneller, induzierter seismischer Uberwachung gerecht zu werden, müssen Geophone oft in einer Vielzahl komplexer Oberflichenumgebungen eingesetzt werden. Um die Schwierigkeiten bei der Konstruktion zu verringern, ist es daher wichtig, dass die Geophone selbst in der Lage sind, sich an eine Vielzahl von nicht-horizontalen Einsatzumgebungen anzupassen. Bestehende kommerzielle
Geräte können in der Regel nur eine Verzerrungsrate von 0.1 % bei +10° erreichen und kommen mit schrägeren Umgebungen wie 420° und +30° nicht zurecht.
Daher besteht ein dringender Bedarf an einem fortschrittlichen Geophon, das auch bei +30° noch eine Verzerrungsrate von 0.1 % garantieren kann.
Inhalt der Erfindung 1
LU502640
Als Antwort auf die oben genannten Mängel des Standes der Technik bietet die vorliegende Erfindung ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller
Neigung, das eine hohe Empfindlichkeit, ein breites Band und eine vollständige
Neigung erreicht.
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, werden ın der vorliegenden
Erfindung folgende technische Lösungen verwendet:
Diese Lösung bietet ein Geophon, das ein erstes Kraftrückkopplungsmodul, einen Isolator, eine obere Abdeckung, einen Anschlusspfosten, eine obere
Federplatte, einen Massenblock, ein Gehäuse, eine Dichtung, eine isolierende
Dichtung, eine Leitungsfeder, einen Drahtrahmen, einen Magnetschuh, einen
Kompensationsring, eine untere Federplatte, eine untere Abdeckung, ein zweites
Kraftrückkopplungs-modul und ein drittes Kraftrückkopplungsmodul umfasst;
Das erste Kraftrückkopplungsmodul ist am Magnetschuh befestigt, das zweite
Kraftrückkopplungsmodul und das dritte Kraftrückkopplungsmodul beide in der
Mitte des Drahtrahmens befestigt sind, die obere Abdeckung fest auf den oberen
Federteller und den Magnetschuh gepresst ist, der Magnetschuh fest auf den unteren
Federteller und die untere Abdeckung gepresst ist, der Anschlusspfosten elastisch mit der Leitungsfeder verbunden ist elastisch verbunden, wobei der Isolator an dem
Gehäuse befestigt ist; der Massenblock ist neben dem Magnetschuh bzw. dem
Kompensationsring angeordnet und befindet sich in der Mitte des Geophons, die
Dichtung ist neben dem Federteller angeordnet und befindet sich am Boden des
Geophons, die isolierende Dichtung befindet sich am oberen Ende des Geophons und der Kompensationsring ist neben dem Magnetschuh angeordnet. 2
LU502640
Ferner umfassen das erste Kraftrückkopplungsmodul, das zweite
Kraftrückkopplungsmodul und das dritte Kraftrückkopplungsmodul jeweils ein erstes Steueruntermodul und ein zweites Steueruntermodul; wobei das erste
Steueruntermodul eine Spule und eine PID-Rückkopplungsschaltung umfasst; wobei das zweite Steueruntermodul eine Anwendungsschicht, eine mit der
Anwendungsschicht verbundene Algorithmusschicht und eine mit der
Algorithmusschicht verbundene Erfassungsschicht umfasst;
Die Anwendungsschicht, um dynamische Peilungen zu erhalten und die
Wahrnehmung von Niederfrequenzsignalen auf der Grundlage der dynamischen
Peilungen zu erhalten;
Algorithmusschicht zum Berechnen der Rückkopplungsparameter des
Geophons auf der Grundlage des ersten Kraftrückkopplungsmoduls unter
Verwendung eines auf dynamischer Kraftbilanzrückkopplung basierenden
Breitbandgeophonverfahrens und zum Entgegenwirken der Störung der
Schwerkraftkomponente auf der Grundlage des ersten Kraftrückkopplungsmoduls, des zweiten Kraftrückkopplungsmoduls und des dritten Kraftrückkopplungsmoduls unter Verwendung eines neigungsbewussten Breitbandgeophonverfahrens mit voller
Neigung und Rückkopplung von Informationen über die Winkellage des aktuellen
Geophons;
Erfassungsschicht zur Beeinflussung der Bewegung des Massenblocks entsprechend den erzeugten Rückkopplungskräften, um Ergebnisse der
Erfassungswahrnehmung zu erhalten;
Die PID-Rückkopplungsschaltung zur Erzeugung von Rückkopplungsströmen 3
LU502640 auf der Grundlage von Geophon-Rückkopplungsparametern und zur Erzeugung von
Rückkopplungskräften auf der Grundlage von Spulen.
Ferner umfasst die Anwendungsschicht einen Speicher und einen mit dem
Speicher verbundenen Kollektor;
Algorithmusschicht mit einer Rückkopplungsberechnungseinheit, die mit dem
Kollektor verbunden ist, und einem D/A-Wandler und einem D/A-Wandler, die
Jeweils mit der Rückkopplungsberechnungseinheit verbunden sind;
Erfassungsschicht umfasst einen Spulentreiber, der mit dem D/A-Wandler verbunden ist, eine Rückkopplungsspule, die mit dem Spulentreiber verbunden ist, einen Schwingspulensensor, der mit der Rückkopplungsspule verbunden ist, und einen Vorverstärker, der mit dem Schwingspulensensor verbunden ist, wobei
Vorverstärker an einen A/D-Wandler angeschlossen ist.
Darüber hinaus umfasst die Rückkopplungsberechnungseinheit Folgendes:
Ein Parameterschätzer zur Berechnung des Frequenzganges der erfassten und angeregten Signale und zur Extraktion der Differenzantwortkurve;
Untereinheit für die Berechnung von Steuerungsparametern zur dynamischen
Anpassung der Kalibrierungsparameter des aktuellen Geophons auf der Grundlage der berechneten Frequenzgangkennlinie;
Controller zur Einstellung der Erfassungsfrequenz entsprechend den
Controller-Parametern, um eine dynamische Kalibrierung des Geophons in Echtzeit zu erreichen.
Außerdem werden die Rückkopplungsparameter des Geophons wie folgt berechnet: 4
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Al. Ein Spulentreiber wird verwendet, der das analoge Signal vom D/A-
Wandler empfängt und die Rückkopplungsspule mit Hilfe des analogen Signals steuert, um ein Vibrationssignal mit einer bestimmten Frequenz zu erzeugen;
A2. Übertragung des Vibrationssignals an die Rückkopplungs- berechnungseinheit über den Drehspulensensor, den Vorverstärker und den A/D-
Wandler nacheinander;
A3. Berechnung des Frequenzganges des erfassten Signals und des
Anregungsschwingungssignals durch die Rückkopplungsberechnungseinheit und
Extraktion der Differenzgangkurve;
A4. Berechnen Sie die neuen Parameter g’ gg, des aktuellen Geophons mit
Hilfe der Frequenzkalibrierungsgleichung auf der Grundlage der
Differentialantwortkurve;
AS: Auf der Grundlage der Parameter g/g’ ¢/, wird die Rückkopplungsspule in einen Signalgenerator gemultiplext und das Frequenzband des Stromsignals ermittelt;
A6. Ermittlung des Banddriftwertes des aktuellen Geophons auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Frequenzband des aktuellen Signals und dem
Standardfrequenzband;
A7. Ausgehend von den Werten der Banddrift werden die
Rückkopplungsparameter g,, g und g, des Detektors durch Backpropagation auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse ermittelt.
Außerdem hat die Differenzantwortkurve den folgenden Ausdruck:
F =F-F
LL , , _LU502640
F'steht für die Differenzantwortkurve, F fiir das frequenzcharakteristische
Spektrum des erfassten Signals und = für das frequenzcharakteristische Spektrum des Schwingungserregungssignals.
Darüber hinaus hat die Frequenzkalibrierungsgleichung die folgenden
Ausdrücke: , = BOFO ? 1+a, —yö(1)[ F'(z)drt gm +a, dr" #04 g = N 7 1l+a, 6(t)=—(s+a,)F'(1) g,, g und g, bezeichnen alle Rückkopplungsparameter, s,a,7,a,,a,,a, bezeichnen alle adaptiven Verstärkungskoeffizienten, 6(#) bezeichnet die
Verstärkungszeitfunktion, F'(1) und F’ bezeichnen beide die
Frequenzdifferenzantwort, 7 bezeichnet die Zeit, F'(r) bezeichnet die
Frequenzbereichsdifferenzantwort und d bezeichnet das Integral.
Ferner wird der Rückkopplungsparameter wie folgt ausgedrückt: m(%X+W)+kx+cx+G, I, +G,1, =0
Vo = RI,
I,=H(s)V, -[e Lag,
Ss 8,» & und g, bezeichnen alle Rückkopplungsparameter, m bezeichnet die
Masse des Massenblocks, x bezeichnet die zweite Ableitung der
Massenblockposition, vw bezeichnet die zweite Ableitung der Bodenverschiebung, k bezeichnet den Federfaktor, x bezeichnet die Massenblockposition, c 6
LU502640 bezeichnet die Dämpferdämpfung, x bezeichnet die Ableitung der
Massenblockposition, G, bezeichnet die Induktionsspule, die die
Massenverschiebung erfasst, /, bezeichnet den induzierten Strom des Geophons aufgrund der Schwingungsverschiebung, G, bezeichnet die vertikal versetzte
Riickkopplungsspule, 7, bezeichnet den vom PID-Riickkopplungskreis erzeugten
Riickkopplungsstrom, 7, bezeichnet den Spannungswert des Geophonausgangs,
R bezeichnet den Widerstand, H (s) bezeichnet den PID-Rückkopplungskreis und s bezeichnet die Laplace-Variable.
Darüber hinaus lauten die elektromechanischen Gleichungen für den
Geschwindigkeitsdetektor in dem Geophon nach dem neigungsabhängigen
Breitband-Vollneigungs-Geophon- Verfahren: mé+c(x-w)+k(x-w)+G1,+G,1,+G,1, =0
G,1,=mgsin 0
Gl (g,+ rs, I, +mg cos 9 m bezeichnet die Masse des Massenblocks, x bezeichnet die zweite
Ableitung der Massenblockposition, w bezeichnet die zweite Ableitung der
Bodenverschiebung, & bezeichnet den Federfaktor, c bezeichnet die
Dämpferdämpfung, x bezeichnet die Massenblockposition, w bezeichnet die
Bodenverschiebung, G, bezeichnet die Induktionsspule, die die
Massenverschiebung erfasst, /, bezeichnet den induzierten Strom des Geophons aufgrund der Schwingungsverschiebung, G, bezeichnet die vertikal versetzte
Rückkopplungsspule, 7, bezeichnet den vom PID-Rückkopplungskreis erzeugten
Rückkopplungsstrom, G, bezeichnet die horizontal versetzte Rückkopplungsspule, 7
I, bezeichnet den vom PID- Rückkopplungskreis erzeugten Rückkopphungsstom 9 g bezeichnet die Masse des Massenblocks, 9 bezeichnet den aktuellen Geophon-
Neigungswinkel, g,, g und g, bezeichnen alle Rückkopplungs- parameter und
V, bezeichnet den vom Geophon ausgegebenen Spannungswert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung: (1) Sobald die Konstruktionsphase eines herkömmlichen seismischen Sensors mit Kraftrückkopplung abgeschlossen ist, wird die Rückkopplungsschaltung statisch im Sensor zementiert, und der herkömmliche seismische Kraftsensor mit
Kraftrückkopplung ist nicht in der Lage, sich dynamisch anzupassen, um seine
Nennleistungsspezifikationen aufrechtzuerhalten, wenn die Rückkopplungs- parameter aufgrund von Faktoren wie der Alterung der Ausrüstung und Änderungen der Betriebstemperatur abweichen. Mit dem entworfenen ersten
Kraftrückkopplungsmodul, dem zweiten Kraftrückkopplungsmodul und dem dritten
Kraftrückkopplungsmodul kann die vorliegende Erfindung die Probleme herkömmlicher Geophone effektiv lösen, indem sie die dynamische
Kraftausgleichsrückkopplungsmethode und die auf dem vollen Neigungswinkel basierende seismische Breitbandgeophonmethode mit Neigungswinkelerfassung verwendet. (2) Um der aktuellen Nachfrage nach unkonventioneller, induzierter seismischer Überwachung gerecht zu werden, müssen Geophone oft in einer
Vielzahl komplexer Oberflächenumgebungen eingesetzt werden. Um die
Schwierigkeiten bei der Konstruktion zu verringern, ist es daher wichtig, dass die
Geophone selbst in der Lage sind, sich an eine Vielzahl von nicht-horizontalen 8
LU502640
Einsatzumgebungen anzupassen. Handelsübliche Geräte können nur eine
Verzerrungsrate von 0.3 % bei einer Neigung von 15 Grad erreichen und sind für stärker geneigte Umgebungen nicht geeignet. Die Erfindung durch die zweite
Kraftrückkopplungsmodul und die dritte Kraftrückkopplungsmodul kann eine vollständige Neigung (360 Grad) zu erreichen, um sicherzustellen, dass die
Verzerrung von 0.3 fortgeschrittenen Geophon Ausrüstung.
Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
Bild 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der vorliegenden
Erfindung.
Bild 2 zeigt die Schaltungsstruktur des Detektors in dieser Ausführungsform.
Bild 3 zeigt ein schematisches Diagramm, in dem ein herkömmliches Geophon mit Kraftrückkopplung mit einem dynamischen Geophon mit Kraftrückkopplung in dieser Ausführungsform verglichen wird.
Bild 4 zeigt die Schaltungsstruktur eines herkömmlichen Geophons mit
Kraftausgleichsrückkopplung.
Bild 5 zeigt ein schematisches Diagramm der Modalanalyse erster Ordnung des
Vollneigungs-Breitbanddetektors bei verschiedenen Winkeln in dieser
Ausführungsform.
Bild 6 zeigt die Frequenzgang- und Verzerrungseigenschaften des
Vollneigungsdetektors bei verschiedenen Winkeln in dieser Ausführungsform. 1. erstes Kraftrückkopplungsmodul, 2. Isolator, 3. obere Abdeckung, 4.
Anschlusspfosten, 5. oberer Federteller, 6. Masseblock, 7. Gehäuse, 8. Dichtung, 9. isolierende Dichtung, 10. Leitungsfeder, 11. Drahtrahmen, 12. Magnetschuh, 13. 9
LU502640
Kompensationsring, 14. unterer Federteller, 15. untere Abdeckung, 16. zweites
Kraftrückkopplungsmodul, 17. drittes Kraftrückkopplungsmodul.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung spezifischer Ausführungsformen der Erfindung dient dazu, dem Fachmann das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Es sollte jedoch klar sein, dass die Erfindung nicht auf den Umfang der spezifischen
Ausführungsformen beschränkt ist und dass alle Erfindungen, die unter Verwendung der Erfindung erdacht werden, für den Fachmann geschützt sind, vorausgesetzt, dass die verschiedenen Variationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der Erfindung liegen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert und festgelegt sind, die offensichtlich sind.
Beispiel für die Umsetzung
Wie in Bild 1 gezeigt, stellt die vorliegende Erfindung ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung bereit, das ein erstes
Kraftrückkopplungsmodul 1, einen Isolator 2, eine obere Abdeckung 3, einen
Anschlusspfosten 4, ein obere Federplatte 5, einen Massenblock 6, ein Gehäuse 7, eine Dichtung 8, eine isolierende Dichtung 9, eine Leitungsfeder 10, einen
Drahtrahmen 11, einen Magnetschuh 12, einen Kompensationsring 13, ein untere
Federplatte 14, eine untere Abdeckung 15, ein zweites Kraftrückkopplungsmodul 16 und ein drittes Kraftrückkopplungsmodul 17;
Das erste Kraftrückkopplungsmodul 1 ist am Magnetschuh 12 befestigt, das zweite Kraftrückkopplungsmodul 16 und das dritte Kraftrückkopplungsmodul 17
LU502640 beide in der Mitte des Drahtrahmens 11 befestigt sind, die obere Abdeckung 3 fest auf den oberen Federteller 5 und den Magnetschuh 12 gepresst ist, der Magnetschuh 12 fest auf den unteren Federteller 14 und die untere Abdeckung 15 gepresst ist, der
Anschlusspfosten 4 elastisch mit der Leitungsfeder 10 verbunden ist elastisch verbunden, wobei der Isolator 2 an dem Gehäuse 7 befestigt ist; der Massenblock 6 ist neben dem Magnetschuh 12 bzw. dem Kompensationsring 13 angeordnet und befindet sich in der Mitte des Geophons, die Dichtung 8 ist neben dem Federteller 5 angeordnet und befindet sich am Boden des Geophons, die isolierende Dichtung 9 befindet sich am oberen Ende des Geophons und der Kompensationsring 13 ist neben dem Magnetschuh 12 angeordnet.
In dieser Ausführungsform, wie in den Bildern 2 und 3 gezeigt, umfassen das erste Kraftrückkopplungsmodul 1, das zweite Kraftrückkopplungsmodul 16 und das dritte Kraftrückkopplungsmodul 17 jeweils ein erstes Steueruntermodul und ein zweites Steueruntermodul; wobei das erste Steueruntermodul eine Spule und eine
PID-Rückkopplungsschaltung umfasst; wobei das zweite Steueruntermodul eine
Anwendungsschicht, eine mit der Anwendungsschicht verbundene
Algorithmusschicht und eine mit der Algorithmusschicht verbundene
Erfassungsschicht umfasst;
Die Anwendungsschicht, um dynamische Peilungen zu erhalten und die
Wahrnehmung von Niederfrequenzsignalen auf der Grundlage der dynamischen
Peilungen zu erhalten;
Algorithmusschicht zum Berechnen der Rückkopplungsparameter des
Geophons auf der Grundlage des ersten Kraftrückkopplungsmoduls 1 unter 11
LU502640
Verwendung eines auf dynamischer Kraftbilanzrückkopplung basierenden
Breitbandgeophonverfahrens und zum Entgegenwirken der Störung der
Schwerkraftkomponente auf der Grundlage des ersten Kraftrückkopplungsmoduls 1, des zweıten Kraftrückkopplungsmoduls 16 und des dritten
Kraftrückkopplungsmoduls 17 unter Verwendung eines neigungsbewussten
Breitbandgeophonverfahrens mit voller Neigung und Rückkopplung von
Informationen über die Winkellage des aktuellen Geophons;
Erfassungsschicht zur Beeinflussung der Bewegung des Massenblocks entsprechend den erzeugten Rückkopplungskräften, um Ergebnisse der
Erfassungswahrnehmung zu erhalten;
Die PID-Rückkopplungsschaltung zur Erzeugung von Rückkopplungsströmen auf der Grundlage von Geophon-Rückkopplungsparametern und zur Erzeugung von
Rückkopplungskräften auf der Grundlage von Spulen.
In dieser Ausführungsform umfasst die Anwendungsschicht einen Speicher und einen mit dem Speicher verbundenen Kollektor, wie in Bild 3 dargestellt;
Algorithmusschicht mit einer Rückkopplungsberechnungseinheit, die mit dem
Kollektor verbunden ist, und einem D/A-Wandler und einem D/A-Wandler, die
Jeweils mit der Rückkopplungsberechnungseinheit verbunden sind;
Erfassungsschicht umfasst einen Spulentreiber, der mit dem D/A-Wandler verbunden ist, eine Rückkopplungsspule, die mit dem Spulentreiber verbunden ist, einen Schwingspulensensor, der mit der Rückkopplungsspule verbunden ist, und einen Vorverstärker, der mit dem Schwingspulensensor verbunden ist, wobei
Vorverstärker an einen A/D-Wandler angeschlossen ist. 12
LU502640
In dieser Ausführungsform umfasst die Rückkopplungsberechnungseinheit
Folgendes:
Ein Parameterschätzer zur Berechnung des Frequenzganges der erfassten und angeregten Signale und zur Extraktion der Differenzantwortkurve;
Untereinheit für die Berechnung von Steuerungsparametern zur dynamischen
Anpassung der Kalibrierungsparameter des aktuellen Geophons auf der Grundlage der berechneten Frequenzgangkennlinie;
Controller zur Einstellung der Erfassungsfrequenz entsprechend den
Controller-Parametern, um eine dynamische Kalibrierung des Geophons in Echtzeit zu erreichen.
In dieser Ausführungsform werden die Rückkopplungsparameter des
Geophons wie folgt berechnet:
Al. Ein Spulentreiber wird verwendet, der das analoge Signal vom D/A-
Wandler empfängt und die Rückkopplungsspule mit Hilfe des analogen Signals steuert, um ein Vibrationssignal mit einer bestimmten Frequenz zu erzeugen;
A2. Übertragung des Vibrationssignals an die Rückkopplungs- berechnungseinheit über den Drehspulensensor, den Vorverstärker und den A/D-
Wandler nacheinander;
A3. Berechnung des Frequenzganges des erfassten Signals und des
Anregungsschwingungssignals durch die Rückkopplungsberechnungseinheit und
Extraktion der Differenzgangkurve;
A4. Berechnen Sie die neuen Parameter g’ gg, des aktuellen Geophons mit
Hilfe der Frequenzkalibrierungsgleichung auf der Grundlage der 13
LU502640
Differentialantwortkurve;
AS: Auf der Grundlage der Parameter g' g’g wird die Rückkopplungsspule in einen Signalgenerator gemultiplext und das Frequenzband des Stromsignals ermittelt;
A6. Ermittlung des Banddriftwertes des aktuellen Geophons auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Frequenzband des aktuellen Signals und dem
Standardfrequenzband;
A7. Ausgehend von den Werten der Banddrift werden die
Rückkopplungsparameter g,, g, und g, des Detektors durch Backpropagation auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse ermittelt.
In dieser Ausführungsform umfassen sowohl das zweite
Kraftrückkopplungsmodul 16 als auch das dritte Kraftrückkopplungsmodul 17 eine
Spule und einen PID-Rückkopplungskreis;
Das erste Kraftrückkopplungsmodul 1, das zweite Kraftrückkopplungsmodul 16 und das dritte Kraftrückkopplungsmodul 17 werden alle in einem seismischen
Breitbanderfassungsverfahren mit vollem Neigungswinkel verwendet, das auf der
Neigungswinkelerfassung basiert, um Rückkopplungskräfte zu erzeugen, die die
Bewegung des Massenblocks 6 beeinflussen, um die Wahrnehmungsergebnisse zu beeinflussen.
Wie in Bild 3 dargestellt, sieht die Erfindung eine algorithmische
Berechnungsschicht außerhalb der Erfassungs- und Anwendungsschicht vor, in der das Geophon intern Echtzeitberechnungen von Rückkopplungsparametern unter
Verwendung von FPGA-Recheneinheiten oder KI-Recheneinheiten durchführt. Die 14
LU502640 zu berechnenden Parameter für die Rückkopplung der Kraftbilanz sind die drei
Koeffizienten von g, g g, in Gleichung (1). Gleichung (1) ist ein Ausdruck der elektromechanischen Gleichung aus der Schaltungsstruktur in Bild 4: m(X+W)+kx+cx+G, I, +G I =0
V,=RI, (1
I,=H(s)V, -[e Lag, m bezeichnet die Masse des Massenblocks, x bezeichnet die zweite
Ableitung der Massenblockposition, w bezeichnet die zweite Ableitung der
Bodenverschiebung, k& bezeichnet den Federfaktor, x bezeichnet die
Massenblockposition, c bezeichnet die Dämpferdämpfung, x bezeichnet die
Ableitung der Massenblockposition, G, bezeichnet die Induktionsspule, die die
Massenverschiebung erfasst, /, bezeichnet den induzierten Strom des Geophons aufgrund der Schwingungsverschiebung, G, bezeichnet die vertikal versetzte
Rückkopplungsspule, 7, bezeichnet den vom PID-Rückkopplungskreis erzeugten
Rückkopplungsstrom, 7, bezeichnet den Spannungswert des Geophonausgangs,
R bezeichnet den Widerstand, H(s) bezeichnet den PID-Rückkopplungskreis und s bezeichnet die Laplace-Variable.
In dieser Ausführungsform basiert die Breitband-Geophontechnik auf der dynamischen Kraftausgleichsrückkopplung: Die dynamische Kraftausgleichs- rückkopplung erfordert die Bestimmung von drei Kontrollparametern g, g, g,, die bei der traditionellen Methode der Messung des Rückkopplungswerts der
Standardschwingung auf dem Schwingerreger durch Standardschwingungs- prüfungen vorausgesetzt werden. Bei der dynamischen Kraftausgleichs-
LU502640 rückkopplung hingegen muss das Geophon in der Lage sein, die Werte der
Steuerparameter selbst zu bestimmen, und zwar auf der Grundlage der gemessenen
Signale, wenn es bereits im Feld eingesetzt ist. Der Berechnungsprozess zur
Bestimmung der Geophonparameter besteht aus einem Algorithmus zur
Selbstidentifizierung der Breitband-Geophonfrequenz und einem Algorithmus zur
Erzeugung des dynamischen Kraftausgleichs: (1) Ein PID-Regler (Proportional-Ignitiv-Derivativ-Regler) besteht aus einer
Proportional-, Integral- und Derivativ-Einheit. Bei Systemen mit Kraftrückkopplung wird die Ausgangscharakteristik des Systems durch Einstellung der Verstärkung dieser drei Einheiten g, g, g, eingestellt. (2) Konventionelle PID-Regelung und die dynamische Steuerung der
Erfindung, wie in Bild 4 und in Bild 5, Bild 5, die natürliche Antwort Frequenz mit dem Winkel nicht abklingen, Verzerrungsgrad kann bei plus oder minus 30 Grad 0.1%
Verzerrungsgrad erreicht werden, in plus oder minus 180 Grad Neigungswinkel
Verzerrungsgrad von 0.3%. Im Vergleich zu konventionellen Steuerungssystemen verwendet die Erfindung eine adaptive Steuerung, die die Veränderung der
Umgebungsbedingungen erkennt und die Steuerungsaktion automatisch korrigiert, so dass das System eine optimale Steuerung erreicht, die speziell auf das Problem der Erfindung abgestimmt ist und wie folgt funktioniert: a. Zeitgesteuerte Datenanregung und -empfang, dieser Abschnitt regt eın
Vibrationssignal mit einer bestimmten Frequenz über eine Rückkopplungsspule an, die durch den Spulentreiber in Bild 3 gesteuert wird. b. Das Vibrationssignal wird über den Drehspulensensor, den Vorverstärker und 16
LU502640
A\D (digitale Erfassung) an das AI-Chip-Rückkopplungsberechnungsmodul übertragen, das aus drei Komponenten besteht: Parameterschitzer,
Reglerparameterberechnung und Regler, wobei der Parameterschitzer kontinuierlich die Modellstruktur und die Parameter des Systems auf der Grundlage der gemessenen Systemeingänge und -ausgänge identifiziert; die Berechnung der
Reglerparameter basiert auf den Änderungen des Modells, und die Regelwirkung wird ständig geändert, um eine zufriedenstellende Regelwirkung zu erzielen. c. Der Parameterschätzer berechnet den Frequenzgang des erfassten und des angeregten Signals über den AI-Chip und extrahiert die Differenzantwortkurve
F'=F,-F,wobei F, das frequenzcharakteristische Spektrum des erfassten Signals und = das frequenzcharakteristische Spektrum des angeregten Signals ist. e. Nach Erhalt der Differentialantwortkurve berechnet der AI-Chip die
Frequenzkalibrierungsgleichung: , 0F0 1+a, en —yö(1) [| F'(z)dr
Lo 1+a, (2) en (1) 1l+a, 6,(t)=-—(s+a,)F"'(t) g,, g und g, bezeichnen alle Rückkopplungsparameter, s,a,7,a,,a,,a, bezeichnen alle adaptiven Verstärkungskoeffizienten, 6(#) bezeichnet die
Verstärkungszeitfunktion, F'(1) und F’ bezeichnen beide die
Frequenzdifferenzantwort, 7 bezeichnet die Zeit, F'(r) bezeichnet die
Frequenzbereichsdifferenzantwort und d bezeichnet das Integral, und der neue, an 17
Description das aktuelle Gerät angepasste Parameter g/ g/ g, kann anhand der obigen Formel 7949 berechnet werden. (3) Der Frequenzselbsterkennungsalgorithmus des Breitbandgeophons multiplexiert die Rückkopplungsspule (Ga in Bild 4) zu einem Signalgenerator. Die
Frequenzcharakteristik des von der Riickkopplungsspule erzeugten
Standardstromsignals wird mit Messgeräten gemessen und dokumentiert, bevor das
Gerät das Werk verlässt, und während der Nutzung des Geräts kann das
Frequenzband des Stromsignals mit dem FPGA-Chip und dem AI-Chip ohne externe
Geräte gemessen und berechnet werden. (4) Nach dem Unterschied zwischen dem gemessenen Frequenzband und der
Standard-Frequenzband, können wir die aktuelle Ausrüstung wegen der Alterung und andere Gründe, die durch die Ausrüstung Band Drift-Wert, dann die dynamische
Rückkopplung Netzwerk-Generation Algorithmus auf der Grundlage der
Interpolation Ergebnisse zu back-propagate die entsprechenden g,g g, drei
Parameter entsprechend der aktuellen Ausrüstung, das heißt, wir können die
Rückkopplung Netzwerk, das automatisch den Zustand der entsprechenden ehemaligen seismischen Geophon, und Echtzeit-Balance die Auswirkungen auf die
Umwelt, die Geophon Arbeitsgruppe Band Anpassung an den erwarteten Wert, und der Dämpfungsfaktor Anpassung an die beste Dämpfung Wert.
In dieser Ausführungsform, die volle Neigungswinkel-basierte Breitband-
Geophon-Technologie: traditionelle Geschwindigkeit Geophon mit der zunehmenden Neigungswinkel des Geophons, seine Störung Begriff durch die
Schwerkraft allmählich zunimmt, was wiederum macht die Lärmbelastung 18
LU502640
Erkennung Band, Verzerrungsrate zu erhöhen und die Empfindlichkeit abnimmt.
Um dieses Problem zu lösen, wurde die Erfindung auf der Grundlage einer dynamischen Riickkopplung entwickelt, die die Störungen = der
Schwerkraftkomponente bei der Messung durch die Einführung eines
Lagewinkelsensors in Verbindung mit einem elektronischen Ansatz adaptiv ausgleicht. Der Neigungssensor erfasst die genaueste aktuelle Winkellage des Geräts in Echtzeit und leitet die Lageinformationen an das dynamische
Rückkopplungsberechnungssystem weiter. Die Schaltungsstruktur, die diese
Technik verwendet, ist in Bild 2 dargestellt. Die herkömmliche Struktur eines
Drehspulen-Geophons wird durch eine Reihe von Rückkopplungsspulen (Bild 2, Gb) und eine Reihe von Winkelerkennungsschaltungen (Bild 2, 6 gibt den
Neigungswinkel des aktuellen Geophons an). Die elektromechanische Gleichung des Geschwindigkeits-geophons wird nach Anwendung dieser kraftausgeglichenen
Rückkopplungstechnik zu Gleichung (3), wobei Gb die Rückkopplungsspule mit horizontalem Versatz und Ga die Rückkopplungsspule mit vertikalem Versatz ist.
Unter der Wirkung des Winkelperzeptrons und der Rückkopplungskraft wird der durch die Schwerkraft hervorgerufene Störkraftterm um mehr als eine
Größenordnung reduziert, wodurch seine Interferenz mit der äquivalenten
Eigenfrequenz verringert und seine Auswirkung auf die Verzerrung abgeschwächt wird, wodurch die Linearität der Übertragungsfunktion erheblich verbessert, eine
Verringerung der Erfassungsverzerrung des Geräts erreicht und somit das Ziel der
Verbesserung der Erfassungsfihigkeit des Geophons für verschiedene
Winkelsignale erreicht wird. Zur gleichen Zeit aufgrund der vollen Neigungswinkel 19
LU502640 breite Frequenz Geschwindigkeit Detektor-Technologie beinhaltet eine Vielzahl von
Parametern koordiniert Kopplung, so dass die Erfindung verwendet werden, um die optimale Federstruktur und die gesamte Detektorstruktur Parameter zu bestimmen, wie in Bild 6 gezeigt, die Ergebnisse zeigen, dass die Ergebnisse der Erfindung ist deutlich besser als die herkömmlichen Detektor in verschiedenen Winkeln der
Verzerrungsrate und Eigenfrequenzgang, in Bild 6, 0 Grad ist der Boden der Fehler
Verschiebung durch keine Neigungswinkel gebracht, 30 Grad des Bodens Fehler
Verschiebung begann zu erscheinen, 60 Grad ist der Boden Fehler Verschiebung deutlich erhöht, der Boden Fehler Verschiebung, dass Neigungswinkel auf das Gerät
Messung von Störungen mit der physikalischen Größe.
Das Geophon, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein
Drehspulen-Geophon, das vertikal in den Boden eingeführt wird, wenn seismische
Fluktuationen gesammelt und erforscht werden, und das Geophon kann gut mit der
Erde gekoppelt werden, wenn die Erde vibriert, wird das Gehäuse des Drehspulen-
Geophons zusammen mit der Erde vibrieren; dann wird das Vibrationssystem innerhalb des Geophons eine Rolle spielen. Durch das Vorhandensein der
Federplatte im Inneren des Geophons erzeugt der Trägheitskörper im Inneren des
Geophons eine Relativbewegung gegenüber dem Gehäuse des Geophons, da dieser dazu neigt, unbeweglich zu bleiben. Wenn die relative Bewegung der Spule und der
Permanentmagnet im Inneren des Geophons erzeugt wird, dann ist der magnetische
Kreis-System in der beweglichen Spule Typ Geophon wird eine Rolle, nach dem
Prinzip der elektromagnetischen Induktion, wenn die Spule und der
Permanentmagnet in der Geophon produzieren relative Bewegung durch den
LU502640 magnetischen Fluss der Spule wird sich ändern, dann wird die Spule produzieren die induzierte elektrische Potential. Da die durch die Vibration induzierte elektromotorische Kraft über die beiden Elektroden des Drehspulen-Geophons an das Back-End-Datenerfassungssystem weitergeleitet wird, kann einfach davon ausgegangen werden, dass die Ausgangsspannung des Geophons umso größer ist, Je stärker die Vibration ist, so dass das Drehspulen-Geophon eine Rolle bei der
Umwandlung der seismischen Welle spielt. 21
Claims (9)
1. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung dadurch gekennzeichnet, dass es ein erstes Kraftrückkopplungsmodul (1), einen Isolator (2), eine obere Abdeckung (3), einen Anschlusspfosten (4), einen oberen Federteller (5), einen Massenblock (6), ein Gehäuse (7), eine Dichtung (8), eine isolierende Dichtung (9), eine Leitungsfeder (10), einen Drahtrahmen (11), einen Magnetschuh (12), einen Kompensationsring (13), eine untere Federplatte (14), eine untere Abdeckung (15), ein zweites Kraftrückkopplungsmodul (16) und ein drittes Kraftrückkopplungsmodul (17) umfasst; Das erste Kraftrückkopplungsmodul (1) ist am Magnetschuh (12) befestigt, das zweite Kraftrückkopplungsmodul (16) und das dritte Kraftrückkopplungsmodul (17) beide in der Mitte des Drahtrahmens (11) befestigt sind, die obere Abdeckung (3) fest auf den oberen Federteller (5) und den Magnetschuh (12) gepresst ist, der Magnetschuh (12) fest auf den unteren Federteller (14) und die untere Abdeckung (15) gepresst ist, der Anschlusspfosten (4) elastisch mit der Leitungsfeder (10) verbunden ist elastisch verbunden, wobei der Isolator (2) an dem Gehäuse (7) befestigt ist; der Massenblock (6) ist neben dem Magnetschuh (12) bzw. dem Kompensationsring (13) angeordnet und befindet sich in der Mitte des Geophons, die Dichtung (8) ist neben dem Federteller (5) angeordnet und befindet sich am Boden des Geophons, die isolierende Dichtung (9) befindet sich am oberen Ende des Geophons und der Kompensationsring (13) ist neben dem Magnetschuh (12) angeordnet.
2. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kraftrückkopplungsmodul (1), das zweite Kraftrückkopplungsmodul (16) und das dritte Kraftrückkopplungsmodul 1
Claims (17) jeweils ein erstes Steueruntermodul und ein zweites Steueruntermodul umfassen; wobei das erste Steueruntermodul eine Spule und eine PID- Rückkopplungsschaltung umfasst; wobei das zweite Steueruntermodul eine Anwendungsschicht, eine mit der Anwendungsschicht verbundene Algorithmusschicht und eine mit der Algorithmusschicht verbundene Erfassungsschicht umfasst;
Die Anwendungsschicht, um dynamische Peilungen zu erhalten und die Wahrnehmung von Niederfrequenzsignalen auf der Grundlage der dynamischen Peilungen zu erhalten;
Algorithmusschicht zum Berechnen der Rückkopplungsparameter des Geophons auf der Grundlage des ersten Kraftrückkopplungsmoduls (1) unter Verwendung eines auf dynamischer Kraftbilanzrückkopplung basierenden Breitbandgeophonverfahrens und zum Entgegenwirken der Störung der Schwerkraftkomponente auf der Grundlage des ersten Kraftrückkopplungsmoduls (1), des zweiten Kraftrückkopplungsmoduls (16) und des dritten Kraftrückkopplungsmoduls (17) unter Verwendung eines neigungsbewussten Breitbandgeophonverfahrens mit voller Neigung und Rückkopplung von Informationen über die Winkellage des aktuellen Geophons;
Erfassungsschicht zur Beeinflussung der Bewegung des Massenblocks (6) entsprechend den erzeugten Rückkopplungskräften, um Ergebnisse der Erfassungswahrnehmung zu erhalten;
Die PID-Rückkopplungsschaltung zur Erzeugung von Rückkopplungsströmen auf der Grundlage von Geophon-Rückkopplungsparametern und zur Erzeugung von Rückkopplungskräften auf der Grundlage von Spulen.
2
Claims
3. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendungsschicht einen Speicher und einen mit dem Speicher verbundenen Kollektor umfasst; Algorithmusschicht mit einer Rückkopplungsberechnungseinheit, die mit dem Kollektor verbunden ist, und einem D/A-Wandler und einem D/A-Wandler, die Jeweils mit der Rückkopplungsberechnungseinheit verbunden sind; Erfassungsschicht umfasst einen Spulentreiber, der mit dem D/A-Wandler verbunden ist, eine Rückkopplungsspule, die mit dem Spulentreiber verbunden ist, einen Schwingspulensensor, der mit der Rückkopplungsspule verbunden ist, und einen Vorverstärker, der mit dem Schwingspulensensor verbunden ist, wobei Vorverstärker an einen A/D-Wandler angeschlossen ist.
4. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungsberechnungseinheit Folgendes umfasst: Ein Parameterschätzer zur Berechnung des Frequenzganges der erfassten und angeregten Signale und zur Extraktion der Differenzantwortkurve; Untereinheit für die Berechnung von Steuerungsparametern zur dynamischen Anpassung der Kalibrierungsparameter des aktuellen Geophons auf der Grundlage der berechneten Frequenzgangkennlinie; Controller zur Einstellung der Erfassungsfrequenz entsprechend den Controller-Parametern, um eine dynamische Kalibrierung des Geophons in Echtzeit zu erreichen.
5. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungsparameter des 3
Claims Geophons wie folgt berechnet werden: 1006080
Al. Fin Spulentreiber wird verwendet, der das analoge Signal vom D/A- Wandler empfängt und die Rückkopplungsspule mit Hilfe des analogen Signals steuert, um ein Vibrationssignal mit einer bestimmten Frequenz zu erzeugen;
A2. Übertragung des Vibrationssignals an die Rückkopplungs- berechnungseinheit über den Drehspulensensor, den Vorverstärker und den A/D- Wandler nacheinander;
A3. Berechnung des Frequenzganges des erfassten Signals und des Anregungsschwingungssignals durch die Rückkopplungsberechnungseinheit und Extraktion der Differenzgangkurve;
A4. Berechnen Sie die neuen Parameter g' g/g, des aktuellen Geophons mit Hilfe der Frequenzkalibrierungsgleichung auf der Grundlage der Differentialantwortkurve; AS: Auf der Grundlage der Parameter g g/g, wird die Rückkopplungsspule in einen Signalgenerator gemultiplext und das Frequenzband des Stromsignals ermittelt;
A6. Ermittlung des Banddriftwertes des aktuellen Geophons auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Frequenzband des aktuellen Signals und dem Standardfrequenzband;
A7. Ausgehend von den Werten der Banddrift werden die Rückkopplungsparameter g,, g und g, des Detektors durch Backpropagation auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse ermittelt.
6. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach 4
Claims Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzantwortkurve den folgenden Ausdruck hat: FSK F’ steht für die Differenzantwortkurve, F für das frequenzcharakteristische Spektrum des erfassten Signals und F für das frequenzcharakteristische Spektrum des Schwingungserregungssignals.
7. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzkalibrierungsgleichung den folgenden Ausdruck hat: , 0F0 1+a, (1) | F'(T)dr (1) 8a = 1+a, 6(t)=—(s+a,)F'(1) 8,» g und g, bezeichnen alle Rückkopplungsparameter, s,a,,y,a,,4,,a, bezeichnen alle adaptiven Verstärkungskoeffizienten, 6(#) bezeichnet die Verstärkungszeitfunktion, F'(1) und F' bezeichnen beide = die Frequenzdifferenzantwort, 7 bezeichnet die Zeit, F'(7) bezeichnet die Frequenzbereichsdifferenzantwort und d bezeichnet das Integral.
8. Fin hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungsparameter wie folgt ausgedrückt wird:
Claims LU502640 m(%X+W)+kx+cx+G, I +G,1, =0 Vo=RI, I, =H(s)V, -[e Lig, Jr g,» g und g, bezeichnen alle Rückkopplungsparameter, m bezeichnet die Masse des Massenblocks, i bezeichnet die zweite Ableitung der Massenblockposition, w bezeichnet die zweite Ableitung der Bodenverschiebung, k bezeichnet den Federfaktor, x bezeichnet die Massenblockposition, c bezeichnet die Dämpferdämpfung, x bezeichnet die Ableitung der Massenblockposition, G, bezeichnet die Induktionsspule, die die Massenverschiebung erfasst, 7, bezeichnet den induzierten Strom des Geophons aufgrund der Schwingungsverschiebung, G, bezeichnet die vertikal versetzte Rückkopplungsspule, 7, bezeichnet den vom PID-Rückkopplungskreis erzeugten Rückkopplungsstrom, 7, bezeichnet den Spannungswert des Geophonausgangs, R bezeichnet den Widerstand, H (s) bezeichnet den PID-Rückkopplungskreis und s bezeichnet die Laplace-Variable.
9. Ein hochempfindliches, breitbandiges Geophon mit voller Neigung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanische Gleichung fiir den Geschwindigkeitsdetektor in dem Geophon nach dem neigungsabhängigen Breitband-Vollneigungs-Geophon- Verfahren lautet: mi+c(x—w)+k(x-—w)+GI +G.1,+G, I, =0 G,1,=mgsin 0 Gl [ 8, +s, J +mg cos 9 m bezeichnet die Masse des Massenblocks, x bezeichnet die zweite 6
Claims Ableitung der Massenblockposition, w bezeichnet die zweite Ableitung der 202640 Bodenverschiebung, k& bezeichnet den Federfaktor, c bezeichnet die Dämpferdämpfung, x bezeichnet die Massenblockposition, w bezeichnet die Bodenverschiebung, G, bezeichnet die Induktionsspule, die die Massenverschiebung erfasst, /, bezeichnet den induzierten Strom des Geophons aufgrund der Schwingungsverschiebung, G, bezeichnet die vertikal versetzte Riickkopplungsspule, 7, bezeichnet den vom PID-Riickkopplungskreis erzeugten Riickkopplungsstrom, G, bezeichnet die horizontal versetzte Riickkopplungsspule, I, bezeichnet den vom PID- Rückkopplungskreis erzeugten Rückkopplungsstrom, g bezeichnet die Masse des Massenblocks, 9 bezeichnet den aktuellen Geophon- Neigungswinkel, g,, g und g, bezeichnen alle Riickkopplungs- parameter und V, bezeichnet den vom Geophon ausgegebenen Spannungswert.
7
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Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2017303B (en) * | 1978-03-15 | 1982-10-06 | Secr Defence | Vertical selsmometers |
| FR2554600B1 (fr) * | 1983-11-09 | 1986-02-07 | Elf Aquitaine | Dispositif de mesure pour profil sismique dans un puits de forage |
| IL77057A (en) * | 1985-03-26 | 1990-03-19 | Wright Barry Corp | Active vibration isolation system |
| NL8802000A (nl) * | 1988-08-11 | 1990-03-01 | Jacobus Wilhelmus Petrus Van D | Geofoonstelsel. |
| GB2318019B (en) * | 1994-07-20 | 1998-09-09 | Shaw Ind Ltd | Geophone shock absorber |
| US5469408A (en) * | 1994-07-20 | 1995-11-21 | Shaw Industries Limited | High resolution geophone |
| US6161433A (en) * | 1999-10-15 | 2000-12-19 | Geosensor Corporation | Fiber optic geophone |
| US6776035B2 (en) * | 2002-09-12 | 2004-08-17 | Schlumberger Technology Corporation | Method and device for calibration of dual-axis tilt meter |
| CN2733380Y (zh) * | 2004-08-06 | 2005-10-12 | 北京市地震局 | 宽频带反馈式地震计 |
| US7225662B2 (en) * | 2004-08-27 | 2007-06-05 | Schlumberger Technology Corporation | Geophone calibration technique |
| CN101089656A (zh) * | 2006-06-15 | 2007-12-19 | 威海双丰电子集团有限公司 | 速度型磁电式地震检波器 |
| CN2924555Y (zh) * | 2006-07-21 | 2007-07-18 | 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 | 柔性限位检波器 |
| CA2658143C (en) * | 2009-03-06 | 2013-06-04 | Nanometrics Inc. | Force-feedback seismometer |
| US8040754B1 (en) * | 2010-08-27 | 2011-10-18 | Board Of Regents Of The University Of Texas System | System and method for acquisition and processing of elastic wavefield seismic data |
| US9046547B2 (en) * | 2012-08-13 | 2015-06-02 | Pgs Geophysical As | Accelerometer having multiple feedback systems operating on a given proof mass |
| CN204044374U (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-24 | 威海双丰物探设备股份有限公司 | 低频检波器 |
| RU2658117C1 (ru) * | 2015-03-25 | 2018-06-19 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Сейсмоприемник с магнитной системой гашения собственных колебаний |
| CN106019361B (zh) * | 2016-05-18 | 2017-07-04 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 动圈式双参数地震检波器以及检波系统 |
| RU2650839C1 (ru) * | 2016-12-15 | 2018-04-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | Низкочастотный векторный акустический приемник |
| CN108519618A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-09-11 | 四川吉赛特科技有限公司 | 动圈式5Hz地震检波器 |
| CN208459607U (zh) * | 2018-05-24 | 2019-02-01 | 天津市石大同方新能源技术有限公司 | 一种微地震监测系统 |
| CN110095809B (zh) * | 2019-06-13 | 2024-06-04 | 中油奥博(成都)科技有限公司 | 井中光纤时频电磁和四分量地震数据采集装置及方法 |
| CN114879252B (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-13 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 基于深度学习的das同井监测实时微地震有效事件识别方法 |
| CN115291281B (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-20 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 基于深度学习的实时微地震震级计算方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20230209 |