PL45326B1 - - Google Patents

Description

i Opublikowano dnia 10 stycznia 1962 t.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr45326 KI. 42 g, 1/04 Przedsiebiorstwo Poszukiwan Geofizycznych *) Warszawa, Polska Sposób obnizenia czestotliwosci wlasne} geofonu dynamicznego Patent trwa od dnia 23 lutego 1961 r.W (poszukiwaniach geofizycznych prowadzo¬ nych metodami sejsmicznymi wielkoscia ba¬ dana sa drgania gruntu. Do odbioru drgan me¬ chanicznych i przetwarzania ich na drganie elektryczne sluza przetworniki elektromecha¬ niczne specjalnej konstrukcji zwane geofonami.Geofony sa uzywane masowo w bardzo trud¬ nych warunkach terenowych, oo sprawia, ze powinny one byc male, lekkie i bardzo wytrzy¬ male mechanicznie. Stare typy geofonów nie spelniaja tych warunków. Zagadnienie roz¬ wiazalo dopiero wprowadzenie geofonów dy¬ namicznych, w 'których masa bezwladna byla lekka cewka przetwornika, a tlumienie jest typu elektromagnetycznego.• Czestotliwosci wlasne uzywanych w klasycz¬ nych pracach 'sejsmicznych geofonów, ujete wzorem: *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa Andrzej Rzewuski Julian Smolenski i Leon Szalczynski. _1_ 2it M gdzie K jest wspólczynnikiem sprezystosci, a M-masa bezwladna, wynosza kilkadziesiat (nip. 30) herców. Nowe meitody sejsmiki, szcze¬ gólnie metody refrakcyjne, moga byc stosowa¬ ne tylko przy uzyciu geofonów o niskich cze¬ stotliwosciach wlasnych (kilka, np. 6 herców).Zmniejszenie czestotliwosci wlasnej geofonu osiaga sie poprzez oslabienie sprezyn (zmniej¬ szenie K) i zwiekszenie masy bezwladnej (zwiekszenie M). Nastepsrtiweim tych zmian jest znaczne zwiejkszenie ciezaru i wymiarów przy¬ rzadu oraz niedopuszczalne oslabienie kon¬ strukcji. Równoczesne skomplikowanie kon¬ strukcji zwieksza znacznie koszty geofonu.Takie przyrzady przypominaja raczej przyrzady stacyjne stosowane w obserwatoriach, a nie w pracach polowych. Ich masowe uzycie w ciez¬ kich warunkach terenowych jest bardzo utrud-nione. Mima to w polowych pracach refrak¬ cyjnych stosuje sie takie geofony.W skonstruowanych w wielu krajach geofo¬ nach o niskich czestotliwosciach wlasnych obnizenia czestotliwosci dokonywano zawsze klasycznym sposobem, zwiekszajac mase bez¬ wladna i zmniejszajac sprezystosc jej zawie¬ szenia.Wprowadzenie w geofonach dynamicznych tlumienia elektromagnetycznego poprzez zbocz- nikowanie cewki przetwornika opornoscia rze¬ czywista ma zrozumialy sens fizyczny. Jed¬ nakze formalnie oznacza to zmiane parametru mechanicznego przez wprowadzenie elementu elektrycznego. Przez analogie nasuwa sie mo¬ zliwosc zmiany na drodze elektrycznej innego parametru mechanicznego — czestotliwosci wlasnej geofonu. Trudnosci w interpretacji fi¬ zycznej tej mozliwosci zmuszaja do rezygnacji z fizycznego podejscia do problemu, sugerujac jako jedyna droge rozwiazania — droge ra¬ chunku formalnego. Opierajac sie na zasadzie analogii elektromechanicznej pierwszego rodza¬ ju mozna elektromechaniczny uklad geofonu przedstawic w postaci obrotu mechanicznego i wyliczyc — sposobami stosowanymi w elek¬ trotechnice — jego charakterystyke zespo¬ lona B: B = u^M^ K V juM + H+—+ — ju z gdzie: o = 2 nf, przy czym f oznacza cze¬ stotliwosc drgan wymusza¬ jacych, Z = H = MiK — wspólczynnik sprezenia elektromechanicznego przetwornika, impedancja obwodu elek¬ trycznego, wspólczynnik tlumienia, wspomniane juz masa bez¬ wladna i sprezystosc spre¬ zyn.Jezeli Z jest rzeczywiste, to tp2/Z jest tez rze¬ czywiste, ma wiec ten sam charakter co i H.Odpowiada to zwiekszeniu tlumienia, jest wiec matematycznym uzasadnieniem elektromagne¬ tycznego tlumienia geofonów dynamicznych.Jezeli Z jest typu pojemnosciowego, to znaczy Z = l/joC (C oznacza pojemnosc), to: -1— = jtoC^2 Z i iloczyn C jest równowazny pewnej dodat¬ kowej masie bezwladnej, musi wiec wywolac zmniejszenie czestotliwosci wlasnej geofonu.Jest wiec teoretyczna mozliwosc zmiany czesto¬ tliwosci wlasnej przyrzadu na drodze elektrycz¬ nej. Poniewaz obok opornosci pojemnosciowej jest/zawsze opornosc rzeczywista, wiec dysku¬ towane wyrazenie bedzie mialo czesc rzeczy¬ wista i urojona: Y = a+i'b co wprowadzi — obok obnizenia czestotliwos¬ ci — zwiekszenie tlumienia, eliminujac tym samym koniecznosc wprowadzania zmniejszaja¬ cego czulosc bocznika omowego. Poza tym mo¬ zliwosc pozostawienia duzych wartosci K po¬ zwala na prace geofonu nawet w pozycji po¬ ziomej. Ta wlasciwosc wraz z mozliwosciami regulacji czestotliwosci czynia geofon uniwer¬ salnym. ^^ W rozwinieciu powyzszych teoretycznych roz¬ wazan przeprowadzone badania wykazaly, ze istotnie wprowadzenie pojemnosci w obwód geofonu pozwala na wielokrtotne obnizenie czestotliwosci (np. z 33 Hz do 3 Hz). Efekt osia¬ ga sie przez wlaczenie kondensatora o pojem¬ nosci rzedu kilku — kilkunastu mikrofaradów (np. 10) równolegle do cewki geofonu. Wymiary produkowanych obecnie kondensatorów minia¬ turowych pozwalaja na montowanie ich wew¬ natrz geofonów ^czyniac zagadnienie elektrycz¬ nego obnizenia czestotliwosci walsnej tech¬ nicznie wykonalnym bez zwiejkszenia objetosci geofonu. Nalezy zaznaczyc, ze wyzej opisana metoda moze byc stosowana w geofonach dy¬ namicznych dowolnego typu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób obnizenia czestotliwosci wlasnej geofo¬ nu dynamicznego, znamienny tym, ze czesto¬ tliwosc wlasna dowolnego geofonu dynamiczne¬ go obniza sie przez równolegle podlaczenie kondensatora o pojemnosci odpowiednio do¬ branej do zadanego obnizenia czestotliwosci. Przedsiebiorstwo Poszukiwan. Geofizycznych Zastepca: mgr inz. Aleksander Zetel rzecznik patentowy ZG „Ruch" W-wa zam. 1233-61 B5 — 100 egz. BIBL! '!<< Urzedu Fai^1'- PL