SU855580A1 - Электродинамический сейсмоприемник - Google Patents
Электродинамический сейсмоприемник Download PDFInfo
- Publication number
- SU855580A1 SU855580A1 SU792816369A SU2816369A SU855580A1 SU 855580 A1 SU855580 A1 SU 855580A1 SU 792816369 A SU792816369 A SU 792816369A SU 2816369 A SU2816369 A SU 2816369A SU 855580 A1 SU855580 A1 SU 855580A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- seismic receiver
- coil
- frequency
- seismic
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
1
Изобретение относитс к измерительной технике, примен емой в сейс . моразведке. Кроме того, оно может быть использовано в сейсмических изыскани х при проведении трехкомпонентных наблюдений или наблюдени х при различных заданных углах наклона .сейсмоприемника относительно вертикали .
Известен электродинамический сейсмоприемник , содержащий подвижную катушку, подвешенную на пружинах в кольцевом зазоре посто нного магнита, имеющего частотную характеристику с резко выраженным механическим резонансом на собственной частоте колебаний механической система, с крутьин спадом (свыше 60 дБ/дек) в области частот ниже резонансной и подъемом (около 20 дБ/дек) на частотах выше .. резонансной Сейсмоприемник, обладающий такой частотной характеристикой , вносит большие искажени в результаты наблнвдений. Частичное уменьшение искажений достигают путем введени в сейсмический канал активных или пассивных фильтров, что увеличивает сложность сейсмической аппарату .ры. Наиболее эффективное уменьшение амплитудно-фазовых искажений в диапазоне частот сейсмического сигнала дает смещение резонансной частоты подвижной катушки сейсмоприемника в Область низких частот .и преобразование в выходной электрический сигнгш не параметра скорости перемещени катушки в магнитном поле, а параметра величины ее перемещени относительно корпуса сейсмоприемника.
10
Известен электродинамический сейсмоприемник , в котором дл регулировани его собственной частоты на корпусе и подвижной системе сейсмоприемника укреплены два обращенных
15 друг к другу разноименными полюсами посто нных магнита, зазор между полюсами которых регулируетс f 2.
Недостаток этого устройства состоит в том, что установка в сейсмо20 приемник двух дополнительных посто нных магнитов и механизма регулировани зазора между их полюсами сама по себе представл ет значительные трудности . Затем, если ориентаци от сей25 смоприемника относитапьно вертикали мен етс во времени, происходит нарушение равновеси между составл ющими силы т жести и силами взаимодействи этих магнитов, что, в конечном итоге,
30 приводит к нарушению регулировки и
равотоспособности сейсмоприемника. Кроме того, смещение резонансной частоты сейсмоприемника в область низких частот еще не обеспечивает исправление его амплнтудно фазовой частотной характеристики в диапазоне частот,ле ,жащих выше резонансной.
Цель изобретени - упрощение конструкции сейсмоприемника, улучшение его частотных характеристик и повышение надежност1|.
Поставленна цель достигаетс тем что в электродинамическом сейсмоприемнике , содержащем корпус с жестко ..закрепленным на нем посто нным магнитом , подвижную катушку с обмоткой, подвешенную на пружинах в его кольцевом зазорами электронно-преобразовательный блок, подвижна катушка . снабжена дополнительной магнитной массой, расположенной в поле посто нного магнита,, и датчиком ее положени относительно корпуса, выход которого через электронно-преобразовательный блок соединен с обмоткой подвижной катушки и с выходами сейсмоприемника .
На фиг. 1 приведена схема конструкции сейсмоприемника; на фиг. 2 электрическа принципиальна схема устройства, совмещенна с функциональной схемой электронно-преобразовательного блока; на фиг. 3 - расчетна схема сил; на фиг. 4 - графики функций сил, действующих на колебательную систему в зависимости от рассто ни между пассивной ферромагнитной массой и полюсом магнита. (
В корпусе 1 (фиг. 1) электродинамического сейсмоприемника установлен магнит 2. В кольцевом зазоре между корпусом и магнитом на ирисовых пружинах 3 и 4 закреплена подвижна катушка 5 с обмоткой 6. На катушке посредством прокладки 7 закреплена дополнительна магнитна масса 8 (ферритовое кольцо). На ней посредством диамагнитного стержн 9 закреплено второе ферромагнитное кольцо 10, вл ющеес сердечником датчика положений катушки 11 с обмотками 12 и 13, симметрично расположенными по ее длине . Катушка 11 закреплена на корпусе 1 посредством установочного механизма , содержащего направл ющий цилиндр 14, гайку с гильзой 15, пружину 16 и регулировочный винт 17. Обмотки 12 и 13 (фиг. 2) совместно с сопротивлени ми 18 и 19 образуют мрет,подключенный на вход-выход амплитудноуправл емого генератора 20, соединенного с нелинейным элементом 21. Эти узлы, охваченные внутренней, обратной св зью 22, образуют схему преобразовател величины перемещени сердечника 10 в сигнсШ посто нного тока. Выход нелинейного элеме 1та 21 через интегратор 23 и усилитель 24 подключен к обмотке 6 подвижной катушки 5
сейсмоприемника и на первый вход 25 электронно-преобразовательного блока . Это выход соединен с внешним прибором (вольтметром), по которому контролируетс ориентаци оси сейсмоприемника относительно вертикали.
По второму кансшу выход нелинейного элемента 21 соединен с фильтром 26 низких частот, усилителем 27 и вторым выходом 28 блока. Этот выход соединен с внешним прибором (осциллографом ) , регистрирук дим сейсмические колебани .
На расчетной схеме- (фиг. 3) вместо двух пружин 3 и 4, удерживающих катушку 5, показана одна условна пружина 3, 4. Толщиной cf прокладки 7 задают среднее исходное рассто ние Sg между пассивной ферромагнитной массой 8 и полюсом магнита 2. Рассто нием L от полюса магнита 2 до плоскости симметрии обмоток 12 и 13 и сердечника 10 регулируют исходное положение катушки 5,и следовательно,величину зазора SQ .
Сейсмоприемник работает следующим образом.
В режиме отсутстви внешних колебаний любое отклонение сердечника 10 от плоскости симметрии обмоток 12 и 13 катушки 11 (фиг. 1) вызывает по вление соответствук цего сигнала на выходе нелинейного элемента 21. Этот сигнал после интегрировани его в интеграторе 23 с посто нной времени, намного превосход щей периоды ожидаемых сейсмических сигналов, н усилени в усилителе 24 поступает в обмотку 6 подвижной катушки. В результате катушка 5 перем цаетс в поле посто нного магнита 2 до совмещени середины длины сердечника с плоскостью симметрии обмоток 12 и 13 с точностью до бесконечно малой величины ошибки регулировани t . В случае изменени ориентации оси сейсмоприемника относительно вертикали получает изменение составл юща силы т жести, действукеда на массу подвижной системы, и следовательно, измен етс сила тока в обмотке 6 подвижной катушки так, что ее исходное положение остаетс неизменным. По изменению напр жени (или тока), действующего в цепи обмотки 6,с помощью прибора, подключенного к первому выходу 25, контролируют ориентацию сейсмсприемника. Исходное положение подвижной системы в целом задают при этом смещением катушки 11 датчика путем вращени винта 17.
При вибрационном воздействии на Сейсмоприемник сигнал на выходе интегратора 23 не получает существенных изменений, и следовательно, условие статического равновеси система сохран етс . Однако переменна составл юща сигнала, возникающа на выходе нелинейного элемента 21, выдел етс фильтром 26, усиливаетс в усилителе 27 и поступает на второй выхо 28 дл регистрации.
Величина этого сигнала пропорциональна смещению сердечника 10 относительно его исходного положени , и следовательно, параметру перемещени корпуса сейсмоприемника в области частот, лежащих вьвие резонансной. 1 В сейсмоприемнике расширение этой Кэбласти частот получают смещением его собственной резонансной частоты механических колебаний в область низких частот,-что достигаетс введением пассивной ферромагнитной массы 8 в поле посто нного магнита 2 и соединением ее с катушкой 5. Поскольку метеду силой F прит жени массы 8 к полюсу магнита 2 и ее рассто нием до полюса S существует нелинейна функциональна зависимость (фиг. 4), то результирующа сила F , действующа на подвижную систему, представлена графиком функции F F(S) с переменHbw наклоном к оси OS, так как
где FM - сила прит жени массы 8 к .
полюсу магнита 2, F-Q - сила действи пружин подвески ,
Fa - осева составл юща силы
т жести,
F - компенсирующа сила, созда ваема протеканием тока по
обмотке 6 катушки 5. Принима во внимание, что силы F и Fy, в рассматриваемой области пе ремещений S не измен ют своей величи ны, то график функции Fj F(S) об зательно имеет экстремум в некоторой точке Ъ . Равновесие оси в точке Ь или в любой другой точке, принадлежа щей кривой Fn справа в области bd ,мо жет быть достигнуто регулированием тока в обмотке 6, и следовательно, силы Fj, .
j Собственна частота механической резонансной системы определ етс соОтнсаиением:
:-{i
w,
pe-bl m
масса системы,
де m G упругость подвески, котора определ етс крутизной FR. т.е..
dFR ---df
Таким образом, задава винтом 17 (фиг. 1) исходное положение подвиж- 40 ной системе, получаем по первому каналу (фиг. 2) электронно-преобразовательного блока автоматическое регули-- рование баланса сил и закрепление положени рабочей точки. Так как крутизна кривой ( по модулю в интервв ле fad меньше крутизны и может приближатьс к нулю, например в интервале Ьа , то следовательно, собственна частотаШрв меньше собственной J частоты сейсмоприемника, не снабженного пассивной ферромагнитной массой. Таким образом, вращением винта 17 (фиг.1) производ т выбор рабочего участка на кривой F- и задают собст« венную резонансную частоту сейсмоприемника .
На участке кривой сЪ , где упругость с мен ет свой знак, система тер ет устойчивость. При этом положение S системы в точке b считаетс
5 критическим Syp.
Если рабоча точка Забыла выбрана в области S г 5кр ,то в случае воздействи непредусмотренных по величине возмущений, система может оказатьс
0 в неустойчивой области. При этом она
под действием силы F, автоматически I .
переводитс из точки с в точкус ,откуда затем по кривой возвращаетс в исходное состо ние, и сейсмоприемник
5 .посстанавливает свою работоспособность .
Таким образом, благодар введению пассивной магнитной массы в поле посто нного магнита и жесткого соединени ее с подвижной катушкой достигаетс упрощение конструкции сейсмоприемника и смещение его резонансной частоты в область низких частот, а введением датчика- положени магнитной
массы относительно корпуса и соединением его через электронно-преобразовательный блок с обмоткой подвижной катушки и со вторым выходом сейсмоприемника получают систему автоматической стабилизации положени подвижной катушки в магнитном зазоре, котора обеспечивает повышение надежности работы сейсмоприемника и преобразование в выходной сигнал параметра колебательного перемещени корпуса
5 сейсмоприемника . Последнее обсто тельство совместно с полученным смещением резонансной частоты в область низких частот улучшает частотную характеристику сейсмоприемникаг выравненную в рабочем диапазоне наблюдаемого спектра сейсмических колебаний. Кроме того, получение информгщии из канала автоматической стабилизации положени подвижной катушки дает возf можность контролировать ориентацию оси сейсмоприемника относительно вертикали .
Claims (1)
1. Авторское свидетельство СССР 333508, КЛ. G 01 V 1/16, 1965.
2; Авторское свидетельство СССР IP 115815, КЛ, G 01 V 1/16, 1958 (прототип ) .
ZA/vf/
5
10
ff ftrttf r-.
9 ii 12 14
i/i.S
1Лв. «
- ,
PH t f faf
Ынвксацил сил F nfL - nfдлины H - HatHtiiHHeit f - ttee к - KOMn9ncattttOHHa Я р лулш н р1/19щал
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792816369A SU855580A1 (ru) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Электродинамический сейсмоприемник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792816369A SU855580A1 (ru) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Электродинамический сейсмоприемник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU855580A1 true SU855580A1 (ru) | 1981-08-15 |
Family
ID=20849217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792816369A SU855580A1 (ru) | 1979-07-16 | 1979-07-16 | Электродинамический сейсмоприемник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU855580A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667692C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2018-09-24 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Блокирующий сейсмограф с двойным сердечником |
-
1979
- 1979-07-16 SU SU792816369A patent/SU855580A1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667692C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2018-09-24 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Блокирующий сейсмограф с двойным сердечником |
US10156649B2 (en) | 2014-12-29 | 2018-12-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Dual core locking geophone |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4446741A (en) | Vibration transducer | |
EP0799520B1 (en) | Electromagnetic force generator | |
US4412317A (en) | Transducer for picking up mechanical vibrations, in particular seismic waves, and a seismic measuring system including such a transducer | |
US2272984A (en) | Seismograph | |
US3727463A (en) | Shorted turn axial driver-sensor | |
EP0434702A1 (en) | GEOPHONIC SYSTEM. | |
US2776560A (en) | Means for measuring and for generating motion | |
GB1502741A (en) | Apparatus for measuring the velocity of low frequency vibrations | |
Bowden | Calibration of geophone microseismic sensors | |
SU855580A1 (ru) | Электродинамический сейсмоприемник | |
US3323372A (en) | Linear servo-accelerometer | |
US3067615A (en) | Condition responsive apparatus | |
EP0110431A1 (en) | Acceleration-sensitive geophone | |
RU2207522C2 (ru) | Устройство для измерения вибраций | |
JPH0627135A (ja) | 動電型加速度計 | |
US3559050A (en) | Motion detector with two separate windings and circuit interconnecting the windings | |
US3391560A (en) | Electroacoustic vibrator measuring system | |
GB2168481A (en) | Silicon transducer | |
RU203751U1 (ru) | Устройство для измерения вибраций | |
US3332290A (en) | Accelerometer | |
US3202847A (en) | Tunable vibration pick-up device | |
US3403547A (en) | Compensated electromagnetic velocity transducer | |
JPH11142492A (ja) | 磁気センサ | |
US2730665A (en) | Signal detector | |
SU800935A2 (ru) | Сейсмоприемник |