PL63229B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.VIH.1971 63229 KI. 42 c, 42 MKP G Ol v, 1/18 Wspóltwórcy wynalazku: Julian Smolenski, Andrzej Rzewuski, Leon Szalczynski, Zenon Piwowar Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Poszukiwan Geofizycznych, Warszawa (Pol¬ ska) Geofon o niskiej czestotliwosci wlasnej Przedmiotem wynalazku jest geofon o niskiej czesto¬ tliwosci wlasnej przeznaczony do polowych prac sejs¬ micznych prowadzonych metodami refrakcyjnymi.Wspólczesna sejsmika refrakcyjna wykorzystuje reje¬ stracje fal sejsmicznych o niskich czestotliwosciach, na¬ wet ponizej 10 Hz. Czestotliwosci wlasne czujników mu¬ sza byc kilkakrotnie nizsze od czestotliwosci rejestrowa¬ nych fal. Powszechnie stosowane geofony maja czesto¬ tliwosci wlasne od kilkunastu do kilkudziesieciu her¬ ców, nie moga wiec znalezc zastosowania w sejsmice refrakcyjnej. Istnieje zatem koniecznosc konstruowania geofonów refrakcyjnych o niskich czestotliwosciach wlasnych. Obecnie przyjmuje sie, ze na miano refrakcyj¬ nych zasluguja geofony o czestotliwosciach wlasnych w przedziale od 2 do 10 Hz.Geofon o niskiej czestotliwosci wlasnej jest uzywany masowo w pracach polowych i dlatego winien charak¬ teryzowac sie malymi wymiarami liniowymi, nie prze¬ kraczajacymi kilkudziesieciu milimetrów. Wymaganie to jest sprzeczne z warunkiem uzyskania niskiej czesto¬ tliwosci wlasnej, dla osiagniecia której masa bezwladna geofonu musi byc zawieszana na sprezynach o malym wspólczynniku sprezystosci, co powoduje znaczne wy¬ dluzenie sprezyn.Wydluzenie wyrazone w milimetrach oblicza sie z ilo¬ razu 250 : fD2, przy czym f0 jest czestotliwoscia wlasna wyrazona w hercach. Dla geofonu 10-hercowego wy¬ dluzenie wynosi zaledwie 2,5 mm, natomiast dla geofo¬ nu 2-heroowego przekracza 60 mm i jest konstrukcyjnie niedopuszczalne. Totez w praktyce spotyka sie najcze- 10 15 20 25 30 sciej geofony o czestotliwosciach wlasnych zblizonych do 10 Hz, konstruowane podobnie jak masowo stosowane geofony o wyzszych czestotliwosciach, o masie bez¬ wladnej zawieszonej na sprezynach plaskich.Koniecznosc rejestracji fal sejsmicznych o nizszych czestotliwosciach spowodowala, ze skonstruowane zosta^ ly i sa stosowane geofony o nizszych czestotliwosciach wlasnych, np. 4 Hz. W przyrzadach tych, celem uniknie¬ cia zbyt duzych zwisów masy bezwladnej, zmieniono siposób jej sprezystego zawieszania, stosujac zasade fi¬ zycznego wahadla pionowego.To rozwiazanie ma powazna wade, odznacza sie bo¬ wiem duza wrazliwoscia na sygnaly zaklócajace przy¬ chodzace z kierunków innych niz sygnaly uzyteczne. In¬ na wada rozwiazania wahadlowego, a takze powazna 'trudnoscia konstrukcyjna, jest mala wytrzymalosc kon¬ strukcji na mechaniczne wstrzasy i wibracje, na które narazony jest nieuchronnie kazdy przyrzad polowy.Celem wynalazku jest uniknac wymienionych niedo¬ godnosci w konstrukcji geofonów refrakcyjnych.Cfel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze w geofonie o niskiej czestotliwosci wlasnej wedlug wynalazku ob¬ wód magnetyczny stanowiacy mase bezwladna zawieszo¬ ny jest na dwu sprezynach plaskich pelniacych role ele¬ mentu prowadzacego i na jednej sprezynie spiralnej nosnej o duzym napieciu wstepnym sciskajacym, które powoduje ustawienie sprezyn plaskich w plaszczyznach poziomych. Ciezar masy bezwladnej [rozciaga sprezyne spiralna, jednakze jej calkowite wydluzenie jest nie¬ wielkie, poniewaz napiecie wstepne kompensuje wydlu- 63229 l3 zernie poczatkowe, jakie wystapiloby w przypadku zasto¬ sowania sprezyny spiralnej swobodnej bez napiecia wstepnego. Dzieki temu w geofonie uzyskuje sie czesto¬ tliwosci wlasne blisko 2 Hz przy niewielkim zwisie ma¬ sy bezwladnej, a wiec niewielkich wymiarach przyrzadu.Sprezyny plaskie, w lodróznieniu od rozwiazania wa¬ hadlowego, skutecznie zmniejszaja czulosc geofonu na sygnaly zaklócajace. Konstrukcji zapewniono w prosty sposób duza wytrzymalosc mechaniczna na wstrzasy i wibracje, którym geofon podlega szczególnie podczas transportu. Odwrócenie przyrzadu o 180° w stosunku do pozycji pracy powoduje, ze masa bezwladna zostaje unieruchomiona i przytrzymywana w takim polozeniu sila wlasnego ciezaru, a przede wszystkim sila napiecia wstepnego sprezyny.Wynalazek zostanie wyjasniony na przykladzie wyko¬ nania geofonu o czestotliwosci wlasnej okolo 2 Hz, któ¬ rego przekrój pionowy przedstawiony jest na rysunku.Mase bezwladna geofonu stanowi cylindryczny ob¬ wód magnetyczny z centralnym magnesem 1 umocowa¬ nym na dnie zwory 2 i nabiegunnika 3 przymocowane¬ go w górnej czesci magnesu. Przestrzen miedzy nabie- gunniikiem i zwora stanowi szczeline robocza obwodu magnetycznego. Do zwory 2 obwodu magnetycznego sztywno zamocowany jest uchwyt górny 4 i dolny 5, do których zamocowano sprezyny plaskie 6 i 7. Wolne konce sprezyn 6 i 7 zwiazane sa z cylindrem centruja¬ cym 8. Do uchwytu dolnego 5 przymocowana jest spre¬ zyna spiralna 9 z duzym sciskajacym napieciem wstep¬ nym, przechodzaca przez otwór centralny w obwodzie magnetycznym. Drugi koniec sprezyny 9 zalozony jest na uchwycie 10, pozwalajacym na regulacje i korekte polozenia masy bezwladnej.Celem tej regulacji jest takie ustawienie masy bez¬ wladnej, by sprezyny prowadzace znalazly sie w pla¬ szczyznach poziomych, co zmniejsza wrazliwosc ukladu na zaklócenia, w szczególnosci powierzchniowe. Spre- 4 zyne 9 umieszcza sie na róznych wysokosciach na uchwycie 10, zmieniajac w ten sposób ilosc czynnych zwojów spirali. Pozwala to na dokladna regulacje cze¬ stotliwosci wlasnej przyrzadu i jej wyrównywanie w po- 5 szczególnych egzemplarzach.Identycznosc czestotliwosoi wlasnej serii geofonów jest bardzo wazna z punktu widzenia ich wykorzystania w sejsmice refrakcyjnej. W szczelinie obwodu magne¬ tycznego znajduje sie nawiniete na karkasie * 11 uzwoje- 10 nie 12, tworzace wraz ze sprezyscie zawieszonym obwo¬ dem magnetycznym elektromechaniczny przetwornik drgan. Pole magnetyczne rozproszone w obwodzie mag¬ netycznym wykorzystuje sie do wprowadzenia tlumienia ruchów wlasnych masy bezwladnej, poprzez umieszcze- 15 nie wewnatrz obwodu pierscienia tlumiacego 13. Calosc mechanizmu umieszczona jest w obudowie 14..Celem zapewnienia hermetycznosci geofonu stosuje sie nakladke 15, uszczelnia kapturem gumowym 16 i zamyka w obudowie za pomoca wieka 17 i nakretki 18. 20 Wyprowadzenia uzwojenia 19 doprowadzone sa do mo¬ stka lutowniczego 20, a nastepnie przechodza przez przepusty izolacyjne 21 i sa dolutowane do kabla 22.Gwintowany trzpien 23 obudowy pozwala na dokreca¬ nie bagnetu 24, sluzacego do pewnego ustawiania geofo- 25 nu w gruncie. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 30 Geofon o niskiej czestotliwosci wlasnej, którego masa bezwladna zawieszona jest sprezyscie, znamienny tym, ze obwód magnetyczny stanowiacy mase bezwladna, za¬ wieszony jest na dwu sprezynach plaskich (6 i 7) pelnia¬ cych role elementu prowadzacego i na jednej sprezynie 35 spiralnej nosnej (9) o duzym napieciu wstepnym sci¬ skajacym, które powoduje ustawienie sprezyn plaskich (6 i 7) w plaszczyznach poziomych. •KI. 42 c, 42 63229 MKP G 01 v, 1/18 PL PL