SU857894A1 - Устройство дл калибровки сейсмографов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ СЕЙСМОГРАФОВ

1

Изобретение относитс  к геофизическим приборам и может быть использовано в сейсмометрии дл  контрол  параметров канала и его кривой увеличени  (калибровка канала ) .

Известны способы и устройства калибровки сейсмографов, в которых калибровка производитс  либо путем предварительного определени  параметров этих каналов и последующего расчета по ним кривых увеличени , либо при помощи источника синусоидальных колебаний по обычной методике сн ти  частотных характеристик линейных систем 1.

Недостаткам этих способов и устройств  вл етс  больща  длительность процедуры калибровки, сравнительно небольша  ее точность, необходимость прекращени  работы регистрирующей станции на весь период калибровки и в св зи с этим невозможность организации оперативного контрол  параметров станции и автоматизации процесса регистрации.

Известны также сейсмографы, калибровка которых производитс  методами импульсной калибровки. Такие сейсмографы снабжены импульсны.ми калибраторами, генерирующими короткие однопол рные импульсы, спектры которых равномерны в полосе пропускани  испытуемых сейсмографических каналов. Благодар  этому, спектр реакции испытуемого сейсмометрического канала на такой импульс (спектр временной характеристики канала) эквивалентен кривой увеличени  2.

Недостатком указанного способа и устройств , его реализующих,  вл етс  небольща  точность калибровки. Практически, с достаточной точностью удаетс  получить только длиннопериодный срез кривых увеличени , короткопериодный же срез осложнен высокочастотными помехами, не позвол ющими определить истинную форму в этой 15 области периодов. Кроме того, дл  определени  спектров требуетс  больша  информаци  о временных характеристиках, достигающа  многих сотен и тыс ч ординатных отсчетов, задаваемых с большой точностью, что ограничивает возможность организации

20 оперативного контрол  параметров сейсмографа .

Наиболее близким к предлагаемому по технической СУЩНОСТИ  вл етс  шестикомпонентный сейсмостенд, содержащий корпус , установочный стол и механизм перемещени  3.

Однако в св зи с тем, что механизм перемещени  этого устройства снабжен профилированными рейками, профильна  часть которых обеспечивает задание формы колебаний , не всегда достигаетс  необходима  точность из-за наличи  допусков при изготовлении профилированной части.

Цель изобретени  - увеличение точности калибровки при одновременном сокращении ее длительности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  калибровки сейсмографов, содержащем корпус, установочный стол и механизм перемещени , последний выполиен в виде вложенных один в другой блоков по числу регистрируемых компонент колебани , состо щий каждый из пространственно выполненной опоры, к внешней поверхности которой жестко прикреплены не менее одной плоской пружины, электромеханический преобразователь и датчик рассто ний , а на первой от центра опоре жестко закреплен установочный стол, причем последн   от центра опора соедин етс  с корпусом, а все опоры между собой посредством жесткого контакта - с указанными плоскими пружинами и электромеханическими преобразовател ми.

Плоские пружины ограничивают возможность их относительного перемещени  токов только одной компонентой движени , которую задает соответствующий электромеханический преобразователь и измер ет соответствующий датчик рассто ний.

На чертеже приведена принципиальна  схема одного из вариантов предлагаемого устройства (когда сейсмограф рассчитан на измерение трех компонент поступательного движени ).

Устройство состоит из внутренней опоры 1, промежуточной опоры 2, внещней опоры 3 и корпуса 4, соединенных между собой плоскими пружинами 5, электромеханических преобразователей 6 (например, пьезоэлектрических элементов). Датчики 7 рассто ний креп тс  на внешней поверхности опор и измер ют рассто ние между ними , а также между последней опорой и корпусом . Сейсмометр 8 жестко крепитс  к опоре 1.

Устройство работает следующим образом

Дл  задани  калибровочного импульса или гармонического колебани  электрический сигнал поступает на электромеханические преобразователи со схемы генератора (не показана). Например, дл  задани  гармонического колебани  вдоль вертикальной оси синусоидальный электрический сигнал подаетс  на нижний электромеханический преобразователь. Плоские пружины, заключенные между корпусом и внещней опорой, дают возможность перемещени  опоры относительно корпуса вдоль вертикальной оси. Так как все опоры при отсутствии электрического сигнала в цепи остальных электромеханических преобразователей жестко св заны между собой, а опора 1 - с сейсмометром 8, то сейсмометр совершает только поступательные движени  вдоль вертикальной оси. Параметры указанного движени  регистрируютс  датчиком рассто ний,например емкостным датчиком, расположенным между опорой 3 и корпусом, и посылаютс  на схему регистрации (не показана). Сравнение этих параметров с записью сейсмографа  вл етс  основой вычислени  его характеристик реакции на сейсмическое воздействие вдоль вертикальной оси. Аналогичным образом снимаютс  остальные характеристики сейсмографа.

Калибровочное устройство может задавать колебани  от одного до шестикомпонентного в зависимости от числа регистрируемых сейсмографом компонент и числа электромеханических преобразователей, подключенных к схеме генератора. В рассмотренном примере можно задавать три компоненты колебани , что позвол ет калибровать трехкомпонентный сейсмограф поступательных движений.

Расчеты и макетные испытани  подтверждают , что на калибровочном устройстве с применением пьезоэлектрических элементов в качестве электромеханических преобразователей достигаетс  воздействие всех регистрируемых сейсмографом компонент движени  в диапазоне частот 0,01 -1000 Гц с амплитудами в пределах 10 м и ниже. Калибровочное устройство при этом просто в изготовлении, обладает небольшими размерами и надежно в работе.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  калибровки сейсмографов , содержащее корпус, установочный стол и механизм перемещени , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности при одновременном уменьшении длительности калибровки , механизм перемещени  выполнен в виде вложенных один в другой блоков по числу регистрируемых компонент колебани , состо щий каждый из пространственно выполненной опоры, к внешней поверхности которой жестко прикреплены не менее одной плоской пружины, электромеханический преобразователь и датчик рассто ний, а на первой от центра опоре жестко закреплен установочный стол, причем последн   от центра опора соединена с корпусом, а все опоры между собой посредством жесткого контакта - с указанными плоскими пружинами и электромеханическими преобразовател ми .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Аранович 3. И., Кирнос Д. П. и Фремд В. М. Аппаратура и методика сейсмических наблюдений в СССР. М., «Недра, 1974. с. 117-159.
2. 2,. Сборник «Работы по машинной интерпретации сейсмических волн. М., «Наука, 1966.
3. 3. Авторское свидетельство СССР № 549762. кл. G 01 V 1/04, 1975 (прототип).