RU2046375C1

RU2046375C1 - Seismic detector

Info

Publication number: RU2046375C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Петров
Original assignee: Юрий Павлович Петров
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: vibrations parameters measurements. SUBSTANCE: seismic detector has body, mounted in it base with nonmagnetic hollow cylinder, inertial mass in the form of permanent magnet, transversal fixer, acting as transversal magnetic taut ligament ferromagnetic cylinder, ferromagnetic cups, inertial mass vertical movement sensor. Seismic detector own frequency adjustment is exercised by vertical motion of cups in respect to nonmagnetic cylinder. EFFECT: simplification of design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборам для измерения параметров вибраций, колебаний почвы и сооружений и может быть использовано в сейсмометрии. The invention relates to instruments for measuring the parameters of vibrations, oscillations of the soil and structures and can be used in seismometry.

Известен сейсмоприемник, содержащий корпус, инерционную массу и две дополнительные массы, упруго связанные одна с верхним, а другая с нижним основанием корпуса, а инерционная масса упруго подвешена между ними [1]
Известен также сейсмоприемник, содержащий корпус с соосно установленной крышкой, расположенную в корпусе катушку, которая связана с корпусом посредством пружин с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, а также расположенный внутри катушки и жестко связанный с корпусом магнит, ориентированный своими полюсами вдоль оси корпуса [2]
Недостатком известного сейсмоприемника является низкая надежность вследствие недостаточной прочности пружин.Known seismic receiver containing a housing, an inertial mass and two additional masses, elastically connected one with the upper and the other with the lower base of the housing, and the inertial mass is elastically suspended between them [1]
A seismic receiver is also known, comprising a housing with a coaxially mounted cover, a coil located in the housing, which is connected to the housing via springs and can be moved along the housing axis, and a magnet located inside the coil and rigidly connected to the housing and oriented with its poles along the housing axis [2]
A disadvantage of the known seismic receiver is low reliability due to insufficient spring strength.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого технического решения, заключаются в наличии корпуса с крышкой, расположенной в корпусе катушки, которая связана с корпусом посредством пружин с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, а также в наличии расположенного внутри корпуса и жестко связанного с корпусом магнита, ориентированного своими полюсами вдоль оси корпуса. Signs of the prototype, which coincides with the essential features of the proposed technical solution, are the presence of a housing with a cover located in the housing of the coil, which is connected to the housing by means of springs with the possibility of movement along the axis of the housing, as well as the presence of a magnet located inside the housing and rigidly connected to the housing, oriented with its poles along the axis of the housing.

Недостатком прототипа является ограничение на увеличение прочности пружин, так как это увеличение прочности обусловливает необходимость увеличения сечения пружины, что ведет к увеличению жесткости пружинного подвеса катушки и, соответственно, к увеличению собственной частоты сейсмоприемника, что недопустимо по техническим стандартам. The disadvantage of the prototype is the restriction on increasing the strength of the springs, as this increase in strength necessitates an increase in the cross section of the spring, which leads to an increase in the stiffness of the spring suspension of the coil and, accordingly, to an increase in the natural frequency of the geophone, which is unacceptable by technical standards.

Цель изобретения увеличение прочности пружин. The purpose of the invention is to increase the strength of the springs.

Цель достигается при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности сейсмоприемника за счет увеличения прочности пружин при сохранении паспортного значения собственной частоты сейсмоприемника (10±0,6 Гц). The goal is achieved by the implementation of the invention is to increase the reliability of the geophone by increasing the strength of the springs while maintaining the passport value of the natural frequency of the geophone (10 ± 0.6 Hz).

В сейсмоприемнике, содержащем корпус, крышку, установленную на корпусе соосно с ним, катушку, расположенную в корпусе и связанную с ним посредством двух пружин с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, магнит, который расположен внутри катушки, жестко соединен с корпусом и ориентирован своими полюсами вдоль оси корпуса, введены два ферромагнитных кольца, которые установлены на боковой поверхности катушки соосно с ней и с возможностью перемещения вдоль образующей ее боковой поверхности. In a seismic receiver containing a housing, a lid mounted on the housing coaxially with it, a coil located in the housing and connected by two springs with the ability to move along the axis of the housing, the magnet located inside the coil is rigidly connected to the housing and oriented with its poles along the axis of the housing, two ferromagnetic rings are introduced, which are mounted on the side surface of the coil coaxially with it and with the possibility of movement along the side surface forming it.

Кроме того, сейсмоприемник отличается тем, что снабжен ферромагнитными сегментами, установленными на основании катушки, ориентированном в направлении крышки корпуса. In addition, the seismic receiver is characterized in that it is equipped with ferromagnetic segments mounted on the base of the coil, oriented in the direction of the housing cover.

Повышение прочности пружин (необходимое для повышения надежности сейсмоприемника) ведет к увеличению жесткости пружинного подвеса катушки, что обусловливает увеличение собственной частоты сейсмоприемника. Наличие же ферромагнитных колец на боковой поверхности катушки, а также ферромагнитных сегментов на одном основании катушки благодаря магнитному взаимодействию этих колец и сегментов с магнитом обусловливает эффект продольной магнитной растяжки, который уменьшает жесткость пружинного подвеса катушки. Это компенсирующее влияние ферромагнитных колец и ферромагнитных сегментов дает возможность увеличить прочность пружин и одновременно сохранить паспортное значение собственной частоты сейсмоприемника (10±0,6 Гц). Increasing the strength of the springs (necessary to increase the reliability of the geophone) leads to an increase in the stiffness of the spring suspension of the coil, which leads to an increase in the natural frequency of the geophone. The presence of ferromagnetic rings on the side surface of the coil, as well as ferromagnetic segments on one base of the coil due to the magnetic interaction of these rings and segments with a magnet, causes the effect of longitudinal magnetic stretching, which reduces the stiffness of the spring suspension of the coil. This compensating effect of the ferromagnetic rings and ferromagnetic segments makes it possible to increase the strength of the springs and at the same time maintain the passport value of the natural frequency of the seismic receiver (10 ± 0.6 Hz).

На чертеже схематично показана конструкция сейсмоприемника. The drawing schematically shows the design of the geophone.

Сейсмоприемник содержит корпус 1 с соосно установленной на нем крышкой 2, катушку 3 с обмоткой 4, установленную в корпусе 1 соосно с ним и связанную с этим корпусом посредством пружин 5 с возможностью упругого перемещения относительно корпуса 1 вдоль его оси, магнит 6, который расположен внутри катушки 3, ориентирован своими полюсами вдоль оси корпуса 1 и жестко связан с последним посредством элемента 7 крепления, верхнее и нижнее ферромагнитные кольца 8, которые установлены на боковой поверхности катушки 3, соосной с ней, и с возможностью перемещения вдоль образующей ее боковой поверхности, ферромагнитные сегменты 9, установленные на верхнем основании катушки 3, т.е. на основании, ориентированном к крышке 2. Возможность упомянутого перемещения ферромагнитных колец 8 может быть обеспечена, например, закреплением на катушке 3 специального цилиндра 10, с наружной поверхностью которого кольца 8 могут быть связаны посредством резьбы (не показана). Магнитные сегменты 9 закреплены на верхнем основании катушки 3 посредством, например, клея. The seismic receiver comprises a housing 1 with a cover 2 coaxially mounted on it, a coil 3 with a winding 4 mounted in a housing 1 coaxially with it and connected to this housing via springs 5 with the possibility of elastic movement relative to the housing 1 along its axis, a magnet 6, which is located inside coil 3, is oriented at its poles along the axis of the housing 1 and is rigidly connected to the latter by means of an attachment element 7, the upper and lower ferromagnetic rings 8, which are mounted on the side surface of the coil 3, coaxial with it, and with the possibility of shifting eniya generatrix along its lateral surface, ferromagnetic segments 9 mounted on the upper base of the coil 3, i.e. on the basis oriented to the cover 2. The possibility of the said movement of the ferromagnetic rings 8 can be provided, for example, by fixing on the coil 3 a special cylinder 10, with the outer surface of which rings 8 can be connected by means of a thread (not shown). The magnetic segments 9 are fixed to the upper base of the coil 3 by, for example, glue.

Настройка и работа сейсмоприемника заключаются в следующем. The setup and operation of the seismic receiver are as follows.

Первоначально производят грубую настройку собственной частоты сейсмоприемника путем перемещения ферромагнитных колец 8 относительно катушки 3. Затем кольца 8 фиксируют на катушке 3 (например клеем), которую после этого устанавливают в корпусе 1. Затем производят тонкую настройку собственной частоты сейсмоприемника установкой на верхнем основании катушки 3 ферромагнитных сегментов 9, которые на указанном основании фиксируют. Влияние указанных колец 8, а также сегментов 9 на собственную частоту сейсмоприемника обусловлено физическими эффектами поперечной и продольной магнитных растяжек. После указанной регулировки корпус 1 закрывают крышкой 2 и сейсмоприемник готов к работе. Initially, the natural frequency of the geophone is coarsely tuned by moving the ferromagnetic rings 8 relative to the coil 3. Then, the rings 8 are fixed on the coil 3 (for example, with glue), which is then installed in the housing 1. Then, the natural frequency of the geophone is fine tuned by installing a ferromagnetic coil 3 on the upper base segments 9, which are fixed on the specified basis. The influence of these rings 8, as well as segments 9, on the natural frequency of the geophone is due to the physical effects of transverse and longitudinal magnetic stretch marks. After this adjustment, the housing 1 is closed with a lid 2 and the geophone is ready for operation.

В процессе работы сейсмоприемника вертикальные составляющие колебаний среды вызывают относительные перемещения инертной массы (катушки 3) сейсмоприемника по отношению к его корпусу 1 и соответственно к магниту 6, в результате чего в обмотке 4 катушки 3 наводится ЭДС индукции, пропорциональная скорости смещения. Напряжение с выхода сейсмоприемника подается на вход сейсмической станции. During the operation of the seismic receiver, the vertical components of the vibrations of the medium cause relative displacements of the inertial mass (coil 3) of the seismic receiver with respect to its body 1 and, accordingly, to magnet 6, as a result of which an induction EMF is induced in the winding 4 of the coil 3, which is proportional to the displacement velocity. The voltage from the output of the seismic receiver is fed to the input of the seismic station.

Claims

1. A SEISMIC RECEIVER, comprising a housing, a coil located in it, connected to the housing by two springs with the possibility of elastic movement relative to the housing along its axis, and a permanent magnet rigidly connected to the housing and oriented by its poles along the housing axis, and a magnetic frequency adjustment device of natural frequency a movable element, characterized in that the permanent magnet is located inside the coil, while the housing is equipped with a cover mounted coaxially with it, and a device for magnetic adjustment of its own The frequency of the movable element is made in the form of two ferromagnetic rings mounted on the side surface of the coil coaxially with it with the possibility of movement along the side surface forming it.

2. The seismic receiver according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with ferromagnetic segments mounted on the base of the coil from the side of the housing cover.