SU1078380A1

SU1078380A1 - Method of determination of electrodynamic geophone damping degree

Info

Publication number: SU1078380A1
Application number: SU833556079A
Authority: SU
Inventors: Эрнст Моисеевич Бромберг; Владимир Ильич Шлимак
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1984-03-07

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАТУХАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО СЕЙСМОПРИЕМНИКА , включающий возбуждение сейсмоприемника с известной собственной частотой одиночным электрическим импульсом и последующий анализ параметров выходного электрического сигнала, отличаю -щийс тем, что, с целью повышени точности измерени / определ ют моменты перехода выходного электрического сигнала через ноль и измер ют временной интервал между вторым и третьим переходами, по значени м длительности которого и собственной частоты сейсмоприемника определ ют степень затухани . 00 со ооA METHOD FOR DETERMINING THE DEGREE OF DECAY OF ELECTRODYNAMIC SEISMETRENER, including excitation of a geophone with a known natural frequency by a single electric pulse and subsequent analysis of the parameters of the output electrical signal, which is different in that, in order to improve the accuracy of the measurement, the output of the electrical signal through the output signal through the current electrical signal through the aim of improving the accuracy of the measurement / determine the transition points of the electrical signal through the output signal through the output electrical signal through the measurement of the measurement of the electrical signal used time interval between the second and third transitions, based on the duration of which and the natural frequency of the geophone determines the attenuation degree is made. 00 co oo

Description

Изобретение относитс к геофизическому приборостроению и может быть использовано в сейсмометрии.The invention relates to geophysical instrumentation and can be used in seismometry.

Известен способ определени степени затухани сейсмоприемника по измерению величины переменного тока подаваемого в тарировочную обмотку сейсмоприемника в фазе с выходным напр жением сигнальной обмотки и вызывающего незатухающие колебани подвижной массы сейсмоприемника СIX Однако этот способ применим только дл сейсмоприемников, имеющих тарировочную обмотку, подразумевает знание, кроме собственной частоты сейсмоприемника, также массы подвижной части, коэффициентов преобразовани сигнальной и тарировочной обмоток и, как следствие, имеет низкую точность определени степени затухани , так как все эти параметры измен ютс от образца к образцу, и измерение их представл ет собой сложные самосто тельные задачи.A known method for determining the attenuation degree of a seismic receiver by measuring the value of the alternating current supplied to the calibration winding of a seismic receiver in phase with the output voltage of the signal winding and causing continuous oscillations of the moving mass of the seismic receiver CIX However, this method is applicable only to the seismic receivers having the calibration winding implies knowledge other than its own frequency the seismic receiver, also the masses of the moving part, the conversion coefficients of the signal and calibration windings and, as a result s has a low accuracy of determining the degree of attenuation, as all these parameters are varied from sample to sample, and measurement of the complex is a problem singly.

Наиболее близким техническим решением к изобрет.ению вл етс способ определени степени затухани электродинамического сейсмоприемника , включающий возбуждение сёйсмоприемника .с известной собственной частотой.одиночным электрическим импульсом и последующий анализ параметров выходного электрического сигнала . При этом определение степени затухани производитс по отношению амплитуд анализируемого сигнала Г2The closest technical solution to the invention is a method for determining the degree of attenuation of an electrodynamic geophone, including the excitation of a coaxial receiver with a known natural frequency, a single electrical pulse and the subsequent analysis of the parameters of the output electrical signal. In this case, the attenuation degree is determined by the ratio of the amplitudes of the analyzed signal G2

Недостатком известного способа вл етс то, что при требуемой дл современных сейсмоприемников степени затухани не менее 0,5 от критического ,; отношение соседних амплитуд составл ет более 10, что затух Д н ет точное измерение их по одному измерительному каналу. Наличие двух каналов приводит к по влению дополнительной погрешности из-за неидентичности каналов. Кроме того, перва амплитуда свободных затухающих колебаний зависит от скорости подвижной массы в момент сн ти возбуждени . Чтобы подвижна масса не имела начальной скорости в этот момент длительность возбуждающего импульса должна быть не менее времени затухани свободных затухающих колебаний подвижной массы, что значительно увеличивает измерени , особенно дл низкочастотных сейсмоприемников .The disadvantage of the known method is that with the required attenuation degree for modern seismic receivers not less than 0.5 from the critical; the ratio of the neighboring amplitudes is more than 10, which is attenuated. It gives an accurate measurement of them along a single measuring channel. The presence of two channels leads to the appearance of an additional error due to the nonidentity of the channels. In addition, the first amplitude of free damped oscillations depends on the speed of the moving mass at the time of excitation. In order for the moving mass to have no initial velocity at this moment, the duration of the excitation pulse must be not less than the damping time of the free damped oscillations of the moving mass, which significantly increases the measurements, especially for low-frequency seismic receivers.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определе-ни степени затухани электродинамического сейсмоприемника, включающему возбуждение сейсмоприемника- с известной собственной частотой, одиночным электрическим импульсом иThe goal is achieved by the fact that according to the method of determining the attenuation degree of an electrodynamic seismic receiver, including the excitation of a seismic receiver, with a known natural frequency, a single electric pulse and

последующий анализ параметров выходного электрического сигнала, определ ют моменты выходного электрического сигнала через ноль и измер ют временной интервал между вторым иa subsequent analysis of the parameters of the output electrical signal, determine the moments of the electrical output signal through zero, and measure the time interval between the second and

третьим переходами, по значени м длительности которого и собственной частоты сейсмоприемника определ ют степень затухани .the third transitions, based on the duration of which and the natural frequency of the seismic receiver, determine the degree of attenuation.

Известно, что дл колебательнойKnown for vibrational

системы второ э пор дка, какой по существу вл етс сейсмоприемник, степень затухани определ етс следующим образом:second-order systems, which essentially is a geophone, the attenuation degree is determined as follows:

ww

HIHI

/i--где f - собственна частота сейсмоприемника; f - условна частота свободных/ i - where f is the natural frequency of the seismic receiver; f - conditional frequency of free

затухающих колебаний подвиж ной массы сейсмоприемника.damped oscillations of the seismic receiver mobile mass.

В реальных сейсмоприемниках, при возбуждении их одиночным электрическим импульсом, электрический сигнал на выходе имеет два сно выраженных условных полупериода собственных зату хающих колебаний подвижной массы, Одна ко-момент первого перехода сигнала через ноль зависит также от переходного процесса, обусловленного электрическими параметрами сейсмоприемника: индуктивностью и сопротивлением катушки сейсмоприемника, сопротивлением шунта и, кроме того, входным импедансом измерительного канала. Поскольку степень затухани определ етс разностью собственнойIn actual seismic receivers, when they are excited by a single electric pulse, the electrical signal at the output has two clearly expressed conditional half-periods of its own damping oscillations of the moving mass. One co-moment of the first zero signal transition also depends on the transient caused by the electrical parameters of the seismic receiver: inductance and the resistance of the geophone coil, the resistance of the shunt and, in addition, the input impedance of the measuring channel. Since the attenuation degree is determined by the difference of its own

частоты сейсмоприемника и условной частоты свободных затухающих колебаний подвижной масйы (1), то даже небольша погрешность определени последней приводит к значительнойthe frequency of the seismic receiver and the conditional frequency of the free damped oscillations of the moving wave (1), then even a small error in determining the latter leads to a significant

погре лности определени этой разности , а следовательно, и степени затухани . Последующие моменты времени пересечени сигналом нул вл ютс уже функцией только свободных затухающих колебаний подвижной массы. Поэтому условна частота этих колебаний определ етс какdefinitions of this difference, and, consequently, the degree of attenuation. The subsequent times of zero crossing by the signal are already a function of only free damped oscillations of the moving mass. Therefore, the conditional frequency of these oscillations is defined as

бb

(2)(2)

f f

г- длительность интервала врегде мени между вторым и третьим переходом сигнала через ноль. Отсюда степень затухани равнаd is the duration of the interval between the second and third transition of the signal through zero. Hence the degree of attenuation is equal to

ww

ft ft

(3)(3)

2Cf 2Cf

На чертеже приведена одна из возможных схем устройства дут определени степени затухани предлагаемым способом.The drawing shows one of the possible schemes of the device, which are used to determine the degree of attenuation by the proposed method.

Сейсмоприемник 1 возбуждаетс импульсным генератором 2 тока. Электрический сигнал сейсмоприемника усиливаетс усилителем 3 и через фильтр 4 подаетс на ноль-орган 5. Логическа схема 6 выдел ет интервал времени между вторым и третьим переходом сигнала через ноль. Измеритель временных интервалов 7 преобразует длительность импульса в цифровой код, поступающий в арифметическое устройство 8, которое производит вычисление степени затухани по формуле (3). Результат вычислений выда-. етс блоком индикации 9.The seismic receiver 1 is excited by a pulse current generator 2. The electrical signal of the geophone is amplified by the amplifier 3 and through the filter 4 is applied to the zero-body 5. Logic circuit 6 allocates the time interval between the second and third signal transition through zero. The time interval meter 7 converts the pulse duration into a digital code fed into the arithmetic unit 8, which calculates the attenuation degree using the formula (3). The result of the calculations is issued. display unit 9.

Погрешность предлагаемого способа состоит из погрешности определени The error of the proposed method consists of the error in determining

моментов перехода электрического сигнала через ноль, преобразовани длительности импульса в цифровой код и определени собственной частоты сейсмоприемника. Первые две составл ющие погрешности составлгпот сотые доли %, а собственна частота сейсмопрнемника в насто щее врем определ етс с точностью до дес тых долей процента.moments of the electric signal going through zero, converting the pulse duration to a digital code and determining the natural frequency of the geophone. The first two components of the error are hundredths of a%, and the natural frequency of the seismic transmitter is currently determined to the nearest tenths of a percent.

Таким образом, суммарна погрешность способа измерени степени затухани определ етс погрешностью измерени собственной частоты сейсмоприемника и составл ет менее 1%.Thus, the total error of the method for measuring the attenuation degree is determined by the measurement error of the natural frequency of the geophone and is less than 1%.

5five

Положительный эффект способа состоит в повышении точности измерени и оперативности контрол параметров Сейсмоприемников, что особенно важно в услови х его массового использовани ..The positive effect of the method is to improve the measurement accuracy and speed of monitoring the parameters of the seismic receivers, which is especially important in terms of its mass use.

Claims

METHOD FOR DETERMINING THE DEGREE OF ATTENUATION OF AN ELECTRODYNAMIC SEISMIC RECEIVER, including excitation of a seismic receiver with a known natural frequency by a single electric pulse and subsequent analysis of the parameters of the output electric signal, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the moments of transition of the output electric signal through n measure the time interval between the second and third transitions, the values of the duration of which and the natural frequency of the geophone determine Degree of attenuation.