S 789 го 11S 789 th 11
|i J66 l//( /| i J66 l // (/
J .J.
15 Изобретение относитс к приборо строительной промьдиленности и може быть исйользовано дл определени механических колебаний грунта, например при проведении геолого-геофизических работ в полевых услови а также дл компоновки буксируемых шланговых приемных устройств, используемых при проведении сейсмора ведочных работ на мелководье. Предварительные расчеты показыв ют, что наиболее целесообразной вл етс компоновка морских мелководны кос сейсмоприемниками скорости или смещени , имеющих устройство саморриентации при повороте корпуса сейсмоприемника вокруг горизонталь ной оси. Мелководна коса с самоориентирующимис сейсмоприемниками требует значительно меньше времени дл ее перестановки по профилю по сравнению с перестановкой отдельных сейсмоприемников. Известно устройство дл преобра зовани механических колебаний в электрический сигнал, содержащее не подвижные измерительную обмотку и коаксиальную магнитную систему с концентричными выступами на полюсны наконечниках и подвижный ферромагнитный корь также с концентричными выступами. При колебани х подвижной системы в данном устройстве под воз действием пришедших сейсмических волн измен ютс площади воздушного зазора между противоположными выступами кор , полюсного наконечника и кррпуса, что приводит к изменению проход щего через них магнитного потока. В результате этого в измерительной обмотке возникает электродвижуща сила, измен юща с с частотой воспринимаемого механического колебани . Достоинством устройства вл етс практическа не зависимость его чувствительности от поворота устройства вокруг горизонтальной оси tn . Недостатком данного устройства вл етс то, что оно по принципу действи относитс к малочувствител ньш приборам электромагнитной систе мы и обладает довольно сложной конструкцией . , Наиболее близким к изобретению вл етс самоориентирующийс сейсмо приемник, содержащий корпус, инертную массу с кольцевой ножевой опорой , преобразователь, упругий элемент преобразовател и жидкостный успокоитель. В сейсмоприемнике применен электродинамический преобразо ватель, содержащий индуктивности и подвижную инертную массу - магнитну систему, опирающуюс на выступч корпуса с помощью кольцевой ножевой опоры и удерживающуюс в положении равновеси с помощью упругого элемента - пружины. Сейсмоприемник обладает свойством самоориентации благодар кольцевой опоре L21 . Однако наличие в известном сейсмоприемнике электродинамического преобразовател с раалиренным рабочим зазором и несимметричным изменением магнитного потока в нем приводит к падению его чувствительности, особенно на низких частотах. Кроме того, недостатком сейсмоприемника вл етс недостаточна надежность и относительна сложность электродинамического преобразовател . Целью изобретени вл етс упрощение конструкции с одновременным повышением надежности и расширением частотного диапазона. Поставленна цель достигаетс тем, что в самоориентирующемс сейсмоприемнике , содержащем корпус, инертную массу с кольцевой ножевой опорой, преобразователь, упругий элемент преобразовател , жидкостный успокоитель,преобразователь выполнен в виде деформационного преобразовател перемещений,инертна масса св зана с деформационным преобразователем перемещений посредством струны,причем рассто ние от кольцевой ножевой опоры до центра т жести инертной массы больше радиуса кольцевой ножевой опоры. На чертеже схематично представлена конструкци сейсмоприемника. Сейсмоприемник содержит корпус 1, токовыводы 2 и 3, упругий элемент 4 преобразовател , деформационный преобразователь 5 механических колебаний в электрические сигналы, основание 6, струну 7, ножевую опору 8 кольцеобразной формы, подушку 9 кольцеобразной формы, инертную массу 10, контр щий винт 11, стекло 12, наконечник 13 струны, кремнийорганическую жидкость успокоител 14, кожух 15 , точки 16 и 17 опоры рычага. Деформационный преобразователь 5, например пьезоэлектрический, выполнен из тонкой пьезокерамической пластины , жестко прикрепленной к поверхности упругого элемента 4, выполненного , например, из стеклотекстолита в виде пластинки соответствующих преобразователю 5 размеров. Упругий элемент 4 установлен на основании 6 так, что его перемещение в радиальных направлени х ограничено корпусом 1, закрепленным на основании 6 герметично, например при помощи эластичного герметика УТ32 (не показан). Струна 7 жестко прикреплена одним концом к упругому элементу 4, а вторым концом также жестко под соответствующим нат гом упругого элемента 4 закреплена в,. наконечнике 13, кЬторый удерживаетс в отверстии инертной массы 10 при помощи контр щего винта 11. В основание б запрессована ножева опора 8 кольцеобразной формы к. которой под действием нат га струны прижата подушка 9 кольцеобразной формы, котора жестко запрессована в основание инертной массы 10. Подушка 9 снабжена центральным отверстием дл прохода струны 1, котора под действием инертной массы 10 опираетс на внутреннюю стенку отверсти в точке 16 опоры. Подушка 9 опираетс на ножевую опору 8 только в точке 17, так как остальным точкам опоры 8 прижатие подушки 9 ослаблено весом конструкции инертной массы 10. Радиус кольцевой ножевой опоры представл ет собой рычаг с центром вращени в точке 17, торцовьле поверхности инертной массы 10 и стекла 12 образуют регулируемый зазор жидкостного успокоител 14, заполненного в зкой кремнийорганической жидкостью. Стекло 12 жестко и герметично вмонтировано в кожух 15, герметично навинченный на основание б. Сейсмоприемник, будучи установлен ным горизонтально на колеблющуюс поверхность, например грунта, воспри нимает вертикальные колебани поверх ности основанием б и всеми остальными детал ми, жестко св занными с основанием б. При этом инертна масса 10, стрем сь сохранить первоначальное положение, поворачиваетс вокруг точки 17 и образует угол между горизонтальной осью и правой частью стру ны 7. В результате струна 7, перегиба сь в точке 16, приобретает дополнительное усилие нат га, образующее, дополнительно стрелу прогиба упругого элемента 4 вместе с преобразователем 5. Таким образом, механические колебани сейсмоприемника в вертикальном направлении преобразуютс в соответствующие электрические сигналы , снимаемые с токовыводов 2 и 3, В конструкции сейсмоприемника использован пьезоэлектрический преобразователь механических колебаний в электрические сигналы. Очевидно, что вместо пьезоэлектрического можно с таким же успехом применить полупроводниковый , тензометрический или любой другой деформационный преобразователь . Под деформационными преобразовател ми понимаютс преобразователи генераторного или параметрического типов, преобразующие элементы которых не имеют вно выраженных подвижных частей. В силу значительной жесткости упругих элементов таких преобразователей , вызванной малыми предельно возможными дл них деформаци ми, эти преобразователи относ тс к высокочастотным . Однако в предлагаемом устройстве рычажна передача смещена инерционной массой посредством рычага кольцевой ножевой опоры и струны и обеспечивает малые деформаций преобразовател и малую жесткость подвеса, тем самым снижа собственную частоту сейсмоприемника. Это в сочетании с тем, что указанный преобразователь в отличие от электродинамического не тер ет чувствительности на низких частотах (особенно при использовании тензодатчиков ), нар ду с высокой технологичностью и простотой конструкции обеспечивает преимущества изобретини ., Дл реализации этих преимуществ необходимо, чтобы передаточное отношение рычага было меньше единицы, что обеспечиваетс тем, что рассто ние от кольцевой ножевой опоры от центра т жести инертной массы больше радиуса кольцевой ножевой опоры. Достоинством сейсмоприемника пред1лагаемой конструкции вл етс совмещение микроамплитудного де-: .формационного преобр азов ат ел с максиамплитудным механизмом ма тникового типа. Такое сочетание упрощает конструкцию, так как позвол ет осуществл ть сейсмоприемники скорости и смещени герцевого диапазона на дешевых и надежных высокочуввтвительных микроамплитудных деформационных преобразовател х.15 The invention relates to a device for building construction and can be used to determine mechanical vibrations of the soil, for example, when carrying out geological and geophysical work in field conditions, as well as for arranging towed hose receiving devices used in conducting a seismic survey work in shallow water. Preliminary calculations show that the layout of the marine shallow water streams with geophysics of speed or displacement, which have a self-orientation device when the seismic receiver rotates around the horizontal axis, is most appropriate. A shallow water spit with self-orienting seismic receivers requires significantly less time for its permutation along the profile in comparison with the permutation of individual seismic receivers. A device is known for converting mechanical vibrations into an electrical signal comprising a non-movable measuring winding and a coaxial magnetic system with concentric protrusions at the pole ends and movable ferromagnetic measles with concentric protrusions. When the moving system oscillates in this device under the influence of incoming seismic waves, the area of the air gap between the opposing protrusions of the core, the pole tip and the crush is changed, which leads to a change in the magnetic flux passing through them. As a result, an electromotive force arises in the measuring winding, which varies with the frequency of the perceived mechanical oscillation. The advantage of the device is the fact that its sensitivity does not depend on the rotation of the device around the horizontal axis tn. The disadvantage of this device is that, by the principle of its operation, it relates to low-sensitivity devices of the electromagnetic system and has a rather complex structure. The closest to the invention is a self-orienting seismo receiver, comprising a housing, an inert mass with an annular blade support, a transducer, an elastic transducer element, and a liquid damper. In the seismic receiver, an electrodynamic converter is used that contains inductances and a mobile inert mass — a magnetic system supported on the body projection using an annular blade support and held in an equilibrium position by an elastic element — a spring. The seismic receiver has the property of self-orientation due to the ring support L21. However, the presence of an electrodynamic transducer in a known seismic receiver with a distributed working gap and an asymmetric change in the magnetic flux in it leads to a decrease in its sensitivity, especially at low frequencies. In addition, the lack of a geophone is the lack of reliability and relative complexity of the electrodynamic converter. The aim of the invention is to simplify the design while improving reliability and extending the frequency range. The goal is achieved by the fact that in a self-orienting seismic receiver comprising a housing, an inert mass with an annular knife support, a transducer, an elastic transducer element, a liquid damper, the transducer is made in the form of a deformation transducer of displacements, the inert mass is connected with a deformation transducer of displacements by means of a string, and The distance from the annular knife support to the center of the body of the inert mass is larger than the radius of the annular knife support. The drawing shows schematically the structure of a seismic receiver. The seismic receiver includes a housing 1, current terminals 2 and 3, an elastic element 4 of the converter, a deformation converter 5 of mechanical oscillations into electrical signals, a base 6, a string 7, a knife-shaped support 8 of an annular shape, a pillow 9 of an annular shape, an inert mass 10, a counter screw 11, glass 12, the tip 13 of the string, the silicone liquid of the pacifier 14, the casing 15, the points 16 and 17 of the support of the lever. The deformation transducer 5, for example, a piezoelectric, is made of a thin piezoceramic plate rigidly attached to the surface of an elastic element 4, made, for example, of fiberglass textolite in the form of a plate corresponding to a converter of 5 sizes. The elastic element 4 is mounted on the base 6 so that its movement in radial directions is limited by the housing 1 fixed to the base 6 tightly, for example by means of an elastic sealant UT32 (not shown). The string 7 is rigidly attached at one end to the elastic element 4, and the second end is also rigidly fixed under the corresponding tension of the elastic element 4, in. tip 13, the second one is held in the inertial mass hole 10 by means of the counter screw 11. The base is pressed into a ring-shaped knife support 8 which is under the action of a ring-shaped pillow 9 which is rigidly pressed into the base of the inert mass 10. under the action of the tension of the string. 9 is provided with a central opening for passage of the string 1, which, under the action of the inert mass 10, rests on the inner wall of the opening at point 16 of the support. The cushion 9 rests on the blade support 8 only at point 17, since the rest of the support points 8 are pressed against the cushion 9 by the weight of the inert mass structure 10. The radius of the annular blade support is a lever with a center of rotation at point 17, the face of the inert mass 10 and glass 12 form an adjustable clearance of a liquid quencher 14 filled with a viscous silicone fluid. Glass 12 is rigidly and hermetically mounted into the housing 15, hermetically screwed onto the base. B. The seismic receiver, being installed horizontally on an oscillating surface, for example, the ground, perceives vertical fluctuations of the surface by the base b and all other parts rigidly connected to the base b. In this case, the inert mass 10, striving to maintain its original position, turns around point 17 and forms an angle between the horizontal axis and the right part of the string 7. As a result, the string 7, bent at point 16, acquires an additional pull force, which forms, in addition, an arrow deflection of the elastic element 4 together with the transducer 5. Thus, the mechanical oscillations of the seismic receiver in the vertical direction are converted into the corresponding electrical signals taken from the current leads 2 and 3, In the design of seismic emnika used piezoelectric transducer mechanical vibrations into electrical signals. It is obvious that instead of a piezoelectric one can equally well apply a semiconductor, strain gauge or any other strain transducer. By deformation converters are understood to be converters of generator or parametric types, the converting elements of which do not have clearly expressed moving parts. By virtue of the considerable rigidity of the elastic elements of such converters, caused by small possible deformations for them, these converters are referred to as high-frequency ones. However, in the proposed device, the lever transmission is shifted by the inertial mass through the lever of the annular blade support and the string and provides small deformations of the transducer and low rigidity of the suspension, thereby reducing the natural frequency of the geophone. This, combined with the fact that the specified converter, unlike the electrodynamic one, does not lose sensitivity at low frequencies (especially when using strain gauges), along with high manufacturability and simplicity of design, provides the advantages of inventing. To realize these advantages, the gear ratio of the lever was less than one, which is ensured by the fact that the distance from the annular knife support from the center of gravity of the inert mass is greater than the radius of the annular knife support. The advantage of the seismic receiver of the proposed design is the combination of the micro-amplitude de-: atformational transformation of the atom with the maximal amplitude mechanism of the pendulum type. This combination simplifies the design, as it allows the seismic receivers of the speed and displacement of the hertz range to be used on cheap and reliable high sensitivity micro amplitude deformation transducers.