PL196761B1 - Sposób i układ do wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji - Google Patents

Abstract

2. Układ do wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji, posiadającego cewkę pomiarową podłączoną do wzmacniacza z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym realizującym ujemną oporność, znamienny tym, że układ ma pomiędzy wejściem nieodwracającym wzmacniacza a masą opornik nastawny (R2) oraz ma układ korygujący (Uk) składający się z generatora (G) sygnału okresowego o częstotliwości (fg) powyżej pasma rejestracji sejsmometru, detektora fazy (Fd), filtru (F) środkowo-przepustowego o częstotliwości przenoszenia (fg) oraz regulatora (R), przy czym wyjście z generatora (G) dołączone jest do wejścia cewki kalibracyjnej (Ck) sejsmometru (S) oraz do jednego z wejść detektora fazy (Fd), wyjście wzmacniacza dołączone jest do wejścia filtru (F), wyjście filtru (F) dołączone jest do drugiego wejścia detektora fazy (Fd) a wyjście detektora fazy (Fd) dołączone jest do wejścia regulatora (R), sterującego opornikiem nastawnym (R2).

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196761 (13) ^B1 (²¹) Numer zgłoszeni: 35⁷¹⁷0 ⁵¹¹ ) Int.CI.

G01V1/16 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 18.11.2002

Sposób i układ do wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji

	(73) Uprawniony z patentu: Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa,PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 31.05.2004 BUP 11/04	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	Jan Wiszniowski,Warszawa,PL Marian Hościłowicz,Warszawa,PL Jerzy Suchcicki,Warszawa,PL Andrzej Skrzyński,Warszawa,PL
31.01.2008 WUP 01/08	(74) Pełnomocnik: Gomólińska Małgorzata, Kancelaria Patentowa

(57) 2t Układ do wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji, posiadającego cewkę pomiarową podłączoną do wzmacniacza z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym realizującym ujemną oporność, znamienny tym, że układ ma pomiędzy wejściem nieodwracającym wzmacniacza a masą opornik nastawny (R2) oraz ma układ korygujący (Uk) składający się z generatora (G) sygnału okresowego o częstotliwości (fg) powyżej pasma rejestracji sejsmometru, detektora fazy (Fd), filtru (F) środkowo-przepustowego o częstotliwości przenoszenia (fg) oraz regulatora (R), przy czym wyjście z generatora (G) dołączone jest do wejścia cewki kalibracyjnej (Ck) sejsmometru (S) oraz do jednego z wejść detektora fazy (Fd), wyjście wzmacniacza dołączone jest do wejścia filtru (F), wyjście filtru (F) dołączone jest do drugiego wejścia detektora fazy (Fd) a wyjście detektora fazy (Fd) dołączone jest do wejścia regulatora (R), sterującego opornikiem nastawnym (R2).

PL 196 761 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji. Wynalazek jest szczególnie przydatny przy rejestrowaniu tą samą aparaturą sejsmiczną zarówno fal powierzchniowych jak i fal objętościowych podłużnych i poprzecznych.

Z opisu patentowego DE 3307575 znany jest układ poszerzający pasmo drgań sejsmicznych, szczególnie w kierunku niższych częstotliwości, sejsmometrów elektro dynamicznych. W rozwiązaniu tym zastosowano elektroniczny układ realizujący rezystancję ujemną, co spowodowało, poprzez zwiększenie tłumienia, zwiększenie pasma rejestracji drgań sejsmicznych. W rozwiązaniu tym do cewki pomiarowej sejsmometru dołączono układ elektroniczny zachowujący się jak rezystancja ujemna. Zastosowano wzmacniacz operacyjny ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym i dodatnim. Rozwiązanie to znalazło zastosowanie w sejsmometrach typu LE-xD firmy Lenartz. Sejsmometry o tej konstrukcji mogą wykazywać, w warunkach pomiarowych, niestabilność charakterystyki przenoszenia, niestabilność wskazań łącznie z niestabilnością pracy w zależności od warunków otoczenia, w których został zainstalowany. Zaobserwowano, że tak wykonany sejsmometr wykazuje w czasie pomiarów zmiany tłumienia w funkcji temperatury. Zapobiega się temu zjawisku w ten sposób, że stosuje się te same materiały do budowy cewki sejsmometru i oporników w układzie realizującym ujemną oporność lub też stosuje się kompensację temperatury. Rozwiązania te są kosztowne i niewystarczające dla rozszerzenia pasma rejestracji.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i układu do wykrywania zmian górnej częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji a przez to stabilizacji pasma rejestracji sejsmometru.

Istota wynalazku w zakresie sposobu polega na tym, że w warunkach pomiarowych do cewki sejsmometru magnetoelektrycznego oraz do układu porównującego fazę sygnału wyjściowego z sejsmometru i fazę sygnału podanego na cewkę, podaje się sygnał okresowy o częstotliwości powyżej częstotliwości rejestracji drgań sejsmicznych i otrzymanym sygnałem, proporcjonalnym do różnicy faz, steruje się wartością oporności w dodatnim lub ujemnym sprzężeniu zwrotnym wzmacniacza tak, aby otrzymać wartość stałą sumy oporności cewki pomiarowej sejsmometru oraz realizowanej na jej wyjściu oporności ujemnej.

Istota wynalazku w zakresie układu polega na tym, że układ ma pomiędzy wejściem nieodwracającym wzmacniacza a masą opornik nastawny oraz ma układ korygujący składający się z generatora sygnału okresowego o częstotliwości fg powyżej pasma rejestracji sejsmometru, detektora fazy, filtru środkowo-przepustowego o częstotliwości przenoszenia fg oraz regulatora, przy czym wyjście z generatora dołączone jest do wejścia cewki kalibracyjnej sejsmometru oraz do jednego z wejść detektora fazy, wyjście wzmacniacza dołączone jest do wejścia filtru, wyjście filtru dołączone jest do drugiego wejścia detektora fazy a wyjście detektora fazy dołączone jest do wejścia regulatora, sterującego opornikiem nastawnym.

Przedmiot wynalazku zostanie poniżej wyjaśniony z wykorzystaniem rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat ideowy przykładowo wykonanego układu według wynalazku, a fig. 2 przedstawia charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową i fazowo-częstotliwościową tego układu.

Przedstawiony na fig. 1 schemat ma sejsmometr magnetoelektryczny S, którego cewka pomiarowa Cg dołączona jest do wzmacniacza operacyjnego z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym, realizującego ujemną oporność. Układ ma pomiędzy wejściem nieodwracającym wzmacniacza a masą opornik nastawny R2 oraz ma układ korygujący Uk składający się z generatora G sygnału okresowego o częstotliwości fg powyżej pasma rejestracji sejsmometru, detektora fazy Fd, filtru F środkowo - przepustowego o częstotliwości przenoszenia fg oraz regulatora R. W przykładowo wykonanym urządzeniu sygnałem okresowym jest sinusoida. Wyjście z generatora G dołączone jest do wejścia cewki kalibracyjnej Ck sejsmometru S oraz do jednego z wejść detektora fazy Fd, wyjście wzmacniacza dołączone jest do wejścia filtru F, wyjście filtru F dołączone jest do drugiego wejścia detektora fazy Fd a wyjście detektora fazy Fd dołączone jest do wejścia regulatora R, sterującego opornikiem nastawnym R2. W tym układzie oporność ujemna jest równa co do wartości bezwzględnej oporności R2.

Działanie układu według wynalazku jest następujące:

Do cewki kalibracyjnej Ck sejsmometru S podawany jest z generatora G sygnał sinusoidalny o częstotliwości wyższej niż żądane pasmo rejestracji sejsmometru S. Ten sam sygnał, jako sygnał wzorcowy, podawany jest do detektora fazy Fd, w którym wykrywana jest różnica faz między sygnałem z generatora a sygnałem z wyjścia filtru F. Zastosowany filtr jest filtrem środkowo-przepustowym o dużej selektywności i częstotliwości przenoszenia równej częstotliwości pobudzającego sygnału sinusoidalnePL 196 761 B1 go. W filtrze F następuje wydzielenie sygnału sinusoidalnego o częstotliwości fg od sygnału sejsmicznego. Sygnał otrzymany na wyjściu detektora fazy Fd, podany na wejście regulatora R, jest proporcjonalny do różnicy faz. Regulator R zmienia oporność opornika R2 stabilizując tym samym różnicę faz. W wyniku tego, pasmo pracy sejsmometru staje się stabilne. Stabilizacja różnicy faz pozwala na ustabilizowanie położenia częstotliwości sejsmometru przetłumionego i w efekcie uzyskuje się uniezależnienie pomiarów sejsmicznych od wpływów zewnętrznych, wywołujących zmiany charakterystyki sejsmometru. Wynik zastosowanego układu według wynalazku ilustrują charakterystyki przedstawione na fig. 2. Przedstawiona na fig. 2 charakterystyka amplitudowo-fazowa odpowiedzi układu sejsmometru na pobudzenie ilustruje zmiany położenia częstotliwości granicznej zaobserwowane w czasie pomiarów w różnych warunkach temperaturowych. Po zastosowaniu układu według wynalazku stabilizuje się pasmo rejestracji.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (2)

1. je się pasmo rejestracji.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji, która to częstotliwość graniczna w trakcie pomiarów sejsmicznych podlega wahaniom zależnym od zewnętrznych warunków pomiarów, co z kolei powoduje zmianę charakterystyki sejsmometru, znamienny tym, że w warunkach pomiarowych do cewki sejsmometru magnetoelektrycznego oraz do układu porównującego fazę sygnału wyjściowego z sejsmometru i fazę sygnału podanego na cewkę, podaje się sygnał okresowy o częstotliwości powyżej częstotliwości rejestracji drgań sejsmicznych i otrzymanym sygnałem, proporcjonalnym do różnicy faz, steruje się wartością oporności w dodatnim lub ujemnym sprzężeniu zwrotnym wzmacniacza tak, aby otrzymać wartość stałą sumy oporności cewki pomiarowej sejsmometru oraz realizowanej na jej wyjściu oporności ujemnej.
2. 2. Układ do wykrywania zmian częstotliwości granicznej sejsmometru i jej stabilizacji, posiadającego cewkę pomiarową podłączoną do wzmacniacza z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym realizującym ujemną oporność, znamienny tym, że układ ma pomiędzy wejściem nieodwracającym wzmacniacza a masą opornik nastawny (R2) oraz ma układ korygujący (Uk) składający się z generatora (G) sygnału okresowego o częstotliwości (fg) powyżej pasma rejestracji sejsmometru, detektora fazy (Fd), filtru (F) środkowo-przepustowego o częstotliwości przenoszenia (fg) oraz regulatora (R), przy czym wyjście z generatora (G) dołączone jest do wejścia cewki kalibracyjnej (Ck) sejsmometru (S) oraz do jednego z wejść detektora fazy (Fd), wyjście wzmacniacza dołączone jest do wejścia filtru (F), wyjście filtru (F) dołączone jest do drugiego wejścia detektora fazy (Fd) a wyjście detektora fazy (Fd) dołączone jest do wejścia regulatora (R), sterującego opornikiem nastawnym (R2).

   Rysunki