Сейсмограф

Сейсмограф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОеП И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1111 ВИ!76

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2752183/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М.К .

G 01V 1/16

Государственный комитет

СССР (53) УДК 550.834 (088.8) по делам изобретений и открытиЯ! г (72) Авторы изобретения

Т. К. Железняк, Л. К. Железняк и Д. П. Кири с

I уРнена ленина институт физики земли им. о. 1О (1 з ид (71) Заявитель (54) СEИСМОГРАФ

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, в частности, к сейсмографам.

Известны сейсмометрические каналы, содержащие сейсмодатчик с магнитоэлектрическим преобразователем и гальванометр (1). Чтобы уменьшить влияние гальванометра на маятник, применяют развязывающие цепи. В связи с этим частотные характеристики канала целиком определяются частотными характеристиками сейсмометра.

Известно, что для увеличения периода собственных колебании сейсмометра надо увеличить момент инерции, а соответственно и размеры. При этом с ростом периода в и раз чувствительность падает в и раз.

Наиболее близким техническим решением является устройство (2J, состоящее из сейсмометра с рабочей и демпфирующей обмотками, с периодом Т, = 10 — 12 с и гальванометра с периодом собственных колебаний Тк = 1,2 с.

Недостатком известного устройства является возможность регистрации по смещениям с допустимыми амплитудно- и фазо-частотными искажениями колебании почвы только до периодов 40 с в зависимости от используемого сейсмометра. Увеличение периода собственных колебаний таких сейсмометров без нарушения устойчивости возможно при увеличении момента инерции, т. е. при увеличении габаритов. Кроме того, пропорционально квадрату роста периода падает чувствительность канала. Это ограничивает возможности регистрации длиннопериодных колебаний.

Целью данного изобретения является увеличение диапазона регистрируемых сейсмических колебаний при одновременном

10 увеличении его чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в сейсмограф, содержащий магнитоэлектрический сейсмометр с рабочей и демпфирующеи катушками и гальванометр, введен

15 фазоинвертор, а гальванометр снабжен дополнительнои катушкой, подключенной через указанный фазоинвертор к демпфирующей катушке сейсмометра. Введение этих элементов и связей позволяет завести обратную связь на маятник. Отрицательная обратная связь, пропорциональная ускорению движения маятника, позволяет увеличить период его собственных колеоаний.

При этом с ростом периода маятника падает его чувствительность. Но эта замкнутая система имеет две степени свободы: по углу поворота маятника и по углу поворота гальванометра. При определенным образом выбранных параметрах угол поворота гальванометра становится много больше

811176 где н

6 1 ) Rs + Ry

G„g—

G„g—

6 — угла поворота маятника, позволяя увеличить чувствительность канала.

На чертеже представлена схема предлагаемого сейсмографа.

Сейсмометр 1 содержит рабочую катушку 2, соединяющуюся с основной катушкой

3 гальванометра 4. Дополнительная катушка 5 гальванометра подключена к входным клеммам фазоинвертора 6, а последние соединены с клеммами демпфирующей ка- 10 тушки сейсмометра 7.

Сейсмограф работает следующим образом. Под действием вынужденных колебаний почвы маятник сейсмометра отклоняется. В результате этого движения в ка- 15 тушках маятника возникают электродвижущие силы. Возникающий при этом в рабочей катушке 2 ток, пропорциональный с«орости движения маятника, протекает и по основной катушке 3, приводя его в движе- 20 ние. При это vl угол поворота гальванометра пропорционален скорости движения маятника. При повороте гальванометра на угол ср под действием тока основной катушки 3 в обеих катушках возникают электро- 25 движущие силы. При этом в дополнительной катушке 5 индуцируется ток, пропорциональный скорости движения гальванометра или, что то же, — ускорению движения маятника сейсмометра, с фазой, по- 30 вернутой на 180 фазоинвертором, который поступает в демпфирующую обмотку 8 сейсмометра. Момент, возникающий под действием этого тока, противодействует внешнему моменту, действующему на маятник 35 в результате движения почвы, что эквивалентно увеличению момента инерции маятника. В результате получается дополнительный «динамический» момент инерции маятника, который может в сотни раз пре- 40 вышать собственный момент инерции сейсмометра. При этом собственный период системы возрастает в десятки раз. Период системы с достаточной степенью точности определяется выражением 45 1 т %

sl К СС

Н, =

R, +,, G, + Gg2 G,g -+- 6, 2 1 1 1

Rsa+ ь R,d+ Rgi магнитоэлектрическая постоянная рабочей обмотки сейсмометра; то же демпфирующей обмотки сейсмометра; то же основной катушки гальвано- 60 метра;

Gg> — то же дополнительной катушки гальванометра;

R.g — сопротивление рабочей катушки сейсмометра;

Я,,ь — то же демпфирующей катушки;

Rg< — сопротивление основной катушки гальванометра;

R, — выходное сопротивление фазоинвертора;

Й вЂ” коэффициент передачи фазоинвертора;

С, — крутизна восстанавливающего момента сейсмометра;

Cg — то же гальванометра.

Если положить G,g —— G,а = G i = Gg2 =

=40 Вс, Rg Rsd=Rgi=R2= 1 кОм, Cg — — 3 10 — з кгм /с2, то (Н,< Hg< + k>> Н ) (Cg — величина, представляющая собой

«динамический» момент инерции при коэффициенте передачи фазоинвертора Й = 1, будет составлять 430 кгм ). Момент инерции сейсмометров Й составляет величину порядка 1 кгм2 (так для сейсмометра

СГК-Ш он равен 0,3 кгм2). При этих данных период системы увеличивается по сравнению с периодом сейсмометра более чем в 20 раз. Если в качестве фазоинвертора использовать усилитель, то период системы можно увеличить в еще большее число раз. Одновременно при соответствующем выборе параметров падение чувствительности может быть полностью компенсировано.

Предлагаемый сейсмограф может использоваться для регистрации длиннопериодных волн.

Формула изобретения

Сейсмограф, содержащий магнитоэлектрический сейсмометр с рабочей и демпфирующей катушками и гальванометр, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона регистрируемых сейсмических колебаний при одновременном увеличении его чувствительности, в него введен фазоинвертор, а гальванометр снабжен дополнительной катушкой, подключенной через указанный фазоинвертор к демпфирующей катушке сейсмометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Саваренский E. Ф., Кирнос Д. П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии, М., Гостехиздат, 1955.

2. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР. М., «Наука», 1974, с. 83 — 8б (прототип).

811176

Составитель В. Зверев

Техред А, Камышиикова

Корректор Н. Федорова

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 352/5 Изд. № 171 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3С,-35, Раушская наб., д. 4/5