Система управления вибрационным источником сейсмических сигналов

Система управления вибрационным источником сейсмических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Севов Советсиин

СОцявлиетичюеиин

Рвепубяик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЯЬвударстаанныВ намнтат

СССР ю двнавт наабрвтвннй н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230182. Бнмлетень М 3 (53} тЙК 550.83 (088 8) Дата опубликования описания 2301.82 (72) Автор изобретения

В.В.Циммерман

Специальное конструкторское бюро с техники ческий (71) Заявитель (54) СИСТЕМА YA РАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫМ

ИСТОЧНИКОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Работа указанных систем управления происходит следующим образом, При запуске вибрационного источника преобразователь код-частота си4 темы управления начинает вырабатывать импульсную последовательность, из которой с помощью цифроаналогового преобразователя формируется сигнал управления вибрационным источником. Сигнал управления обычно представляет собой переменное напря жение синусоидальной формы с частотой, изменяющейся во времени по линейному закону.

Сигнал управления через суммирую щий усилитель поступает на вход электрогидравлического усилителя, приводящего в действие гидравлический дополнительный механизм возбудителя вибрации. Возникающее силовое воздействие через излучающую плиту воэ будителя вибрации прикладывается к грунту, возбуждая в нем сейсмическую волну.

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано для управления вибрационными источниками сейсмических сигналов, преимущественно электрогидравлическими, применяемыми при сеисморазведке на нефть и

S газ.

Известны системы управления вибрационными источниками сейсмических сигналов, содержащие программное устройство, подключенное к преобразователю код-частота, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, соединенного с одним из входов суммирующего усилителя, управляющего работой электрогидравлического усилителя, а также датчики обратных связей, подключенные к соответствующим детекторам датчиков обратных связей, выходы которых подключены к другим входам суммирующего усилителя, и генератор синусоидального напряжения для эапитки датчиков, 1

f 1

Г I

I г

3 9002

Сигналы датчиков обратных связей расположенных на электрогидравлическом возбудителе вибрации, поступают а вход суммирующего усилителя нереэ соответствующие детекторы вместе S с синусоидальным сигналом управления, обеспечивая тем самым рабочий режим электрогидравлического возбудителя вибрации.

Генератор синусоидального напря- 1© жения используется для запитки датчиков обратных связей f13.

Недостатком описанных систем управления вибрационными источниками сейсмических сигналов является слож- И ность, заключающаяся в наличии цифроаналогового преобразователя.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система управления вибрационным ис- go точником сейсмических сигналов.

Вибрационный источник содержит электрогидравлический возбудитель вибрации, состоящий из электрогидравлического усилителя и соединен- 33 ного с излучающей плитой гидравлического исполнительного механизма с расположенными на них датчиками обратных связей, а также содержит систему управления, включающую в себя ЗО последовательно соединенные йварцевый генератор, программное устройство, преобразователь код-частота, формирователь управляющего сигнала в виде цифроаналогового преобразователя, суммирующий усилитель, подключенный ко входу электрогидравлического усилителя, а также генератор синусоидального напряжения для эапитки датчиков обратных связей, 4п детекторы обратных связей, сигнальные,входы которых подключены к выхо дам датчиков обратных связей, а выходы - к входам суммирующего усилителя. 45

Работа источника и его системы управления -аналогична работе рассмотренных ранее источников с электрогидравлическим возбудителем вибрации и происходит следукнцим образом, 8 исходном состоянии датчики обратных связей устанавливают в рабочее положение электрогидравлическую систему вибратора.

При запуске вибратора с помощью кварцевого генератора, преобразователя код-частота и цифроаналогового преобразователя формируется сигнал

\ управления, параметры которого заданы в программном устройстве, Сиг нал управления вместе с сигналами обратных связей поступает на вход суммирующего усилителя, который приводит к действие злектрогидравлический усилитель вибрационного источника (21 .

Недостатком описанной выше системы управления является сложность устройства, заключающаяся в наличии цифроаналогового преобразователя и формирователя синусоидального сигнала управления.

Цель изобретения - упрощение конструкции системы управления и повышение точности

Указанная цель достигается тем, что в системе управления, содержащей кварцевый генератор и программное устройство, подключенные к преобразователю код-частота, соединенному с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к одному из входов суммирующего усилителя, соединенного с входом электрогидравлического усилителя, а также генератор синусоидального напряжения, подключенный к датчикам обратных связей, выходы которых через соответствующие детекторы подключены к другим входам суммирующего усилителя, формирователь управляющего сигнала выполнен в виде двух идентичных делителей импульсов, сумматора импульсов и синхронного детектора, вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, выход - ко входу суммирующего усилителя, а управляющий вход - к выходу одного из делителей, импульсов вход которого соединен с выходом сумматора импульсов, входы которого подключены к выходам кварцевого генератора и преобразователя код-частота, вход другого делителя импульсов подключен к выходу кварцевого генера- ора, а выход - ко входу генератора синусоидального напряжения.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой системы управления; на фиг.2 - 7 диграммы напряжений, поясняющие работу формирователя управляющего сигнала.

Устройство содержит кварцевый генератор 1 и программное устройство 2, подключенные к преобразователю 3 код-частота, выход которого подключен к одному, из входов суммаМ14Ъ4 t) (t) й

8 этом случае частоты сигналов на сигнальном входе (фиг.5) и на управ ляющем входе (фиг.6) синхронного детектора 8 не совпадают, и на его выходе образуется переменное напряжение Ugpp синусоидальной формы (Фиг.7) с частотой f>(t), равной разности частоты f < и fg(t) сигналов на выходе детектора 8.

5 9002 тора 4 импульсов, другой вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 1, два идентичных делителя 5 и 6 импульсов, вход первого из которых соединен с выходом кварцевого генератора 1, а выход - со входом генератора 7 синусоидального напряжения, вход второго делителя импульсов соединен с выходом сумматора 4 импульсов, а выход - с управ- 1о ляащим входом синхронного детектора 8, выход генератора 7 синусоиадального напряжения 7, подключен к сигнальному входу синхронного детекто ра 8, выход которого подключен к од- и ному из входов суммирующего усилителя 9, нагруженного на электрогидравлический усилитель 10, расположенный на инерционной массе 11 гидравлического исполнительного механизма 12, 20 на котором расположены датчики 13 и

14 обратных связей, подключенные к генератору 7 синусоидального напряжения и к другим входам симмутирующего усилителя 9 через детекторы 15 is и 16.

Устройство работает следующим образом.

Кварцевый генератор 1 генерирует высокостабильную импульсную после- ЗВ довательность с частотой Yq (фиr.2), которая поступает на вход делителя

5 импульсов с коэффициентом деления

N. При этом на выходе делителя образуется импульсная последовательность с частотой f = (фиг.4);

Vq

1 N

Генератор 7 синусоидального напряжения использует эту импульсную последовательность для формирования синусоидального напряжения датчиков О* (фиг.5) той же частоты. Формирование синусоидального сигнала постоянной частоты fq не представляет трудности. В качестве такого формирова теля может быть использован высокодобротный резонансный усилитель, настроенный на частоту f< . Кроме того, при необходимости полученное нанапряжение может быть отфильтровано.

С выходов датчиков 13 и 14 обратных связей синусоидальные напряжения

Uä с амплитудой, пропорциональной перемещениям распределительного золотника электрогидравлического усилителя 10 и инерционной массы ll гидравлического исполнительного механизма 12, поступают на входы детекторов 16 и 15 соответственно.

На выходах этих детекторов при этом

35 4 образуются сигналы обратных связей, которые поступают на вход суммирующего усилителя 9, обеспечивая тем самым, рабочий режим электрогидравлического усилителя 10 и гидравлического исполнительного механизма 12.

На вход синхронного детектора 8 поступает синусоидальное напряжение с выхода генератора 7, а на управляющий вход поступает считывающий импульс с выхода делителя 6, имеющего также коэффициент деления N.

Перед началом работы, т.е. когда преобразователь 3 код-частота не вырабатывает импульсы, на вход делителя 6 поступают лишь импульсы кварцевого генератора 1 частотой, а на выходе образуется импульсная последовательность с частотой f =<, в данном случае равной частоте синусоирального напряжения запитки датчиков обратных связей 13 и 14. Пос.кольку частоты сигналов на входах синхронного детектора 8 одинаковы, то на его выходе образуется постоянное напряжение равное нулю.

После запуска вибрационного источника преобразователь 3 код-частота начинает вырабатывать кмпульсную последовательность с линейно изменяющейся частотой w(t), пропорциональной мгновенному значению частоты F(t) управ" ляющего сигнала, информация о котором заложена в программном устройст ве 2. Пусть, например

u(t)=N r(t).

Сумматор 4 импульсов суммирует импульсные последовательности кварцевого генератора 1 (фиг.2) и преобра-. зователя 3 код-частота и подает pesyльтирующую импульсную последовательность с частотой f (t} 1 „Ф w(t) (Фиг.3) на вход делителя 6, на выходе которого образуется импульсная последовательность, с частотой (фиг.6) 900235

В данном конкретном случае

fy(t)Fg(t)-f,(t) †м г с) и ), 4

CO

N N

- — -F(t) т.е. частота сформированного синхронЭ ным детектором 8 синусоидального нап- ряжения 0„, в точности равна мгновенному значению частоты управляющего сигнала, параметры которого заданы !

О в программном устройстве 2.

Полученное таким образом синусоидальное напряжение испольэуют для управления вибрационным источником сейсмических сигналов.

1%

Введение дополнительных делителей

5 и 6 импульсов, сумматора 4 импульсов синхронного детектора 8 позволяет осуществить формирование синусоидального сигнала управления с линейно изменяющемся во времени частотой

ЗЕ путем преобразования переменного напряжения, используемого для защиты датчиков обратных связей. Ори этом достигается упрощение за счет исклюЭЗ чения сложного цифроаналогового преобразователя, содержащего прецизионные элементы, а дополнительно вводимые устройства являются относительно простыми и выпускаются промышленностью в микросхемном исполнении.

Кроме того, формируемый таким способом синусоидальный сигнал управления имеет весьма незначительную дискретность и высокую точность аппроксимации, которые определяются частотой синусоидального напряжения запитки датчиков. Например, при частоте

4 кГц формирование сигнала управления с частотой 4 Гц осуществляется с дискретностью 1000 отсчетов на период,4©

)(ри такой аппроксимации гармонические составляющие синусоидального сигнала управления практически отсутствуют.

Изобретение отличается более простой конструкцией эа счет замены цифроаналогового преобразователя и в связи с этим сокращения количества комплектующих, а также позволяет формировать сигнал управления с меньшим 56 содержанием гар) )нических составляющих, что повышает качество получаемой сейсмической информации.

Формула изобретения

Система управления вибрационным источником сейсмических сигналов, содержащая кварцевый, генератор и программное устройство, подключенные к преобразователю код-частота, соединенному с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к одному из входов суммирующего усилителя, соединенного с входом электрогидравлического усилителя, а также генератор синусоидального напряжения, подключенный к датчикам обратных связей, выходы которых через соответствующие детекторы подключены к другим входам суммирующего усилителя, о т л и ч .а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности управления, формирователь управляющего сигнала выполнен в виде двух идентичных делителей импульсов, сумматора импульсов и синхронного детектора, вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, выход - ко входу суммирующего усилителя, а управляющий вход - к выходу одного из делителей импульсов, вход которого соединен с выходом сумматора импульсов, входы которого подключены к выходам квар" цевого генератора и преобразователя код-частота, вход другого делителя импульсов подключен к выходу кварцевого генератора, а выход - ко входу генератора синусоидального напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 патент США < 3979715, кл.340- 15,5, опублик.1976.

2, Composite Hanual Servo Hydraui!с Unit Hodel SHV210A 387910-701 И, TEG-243СЕ, Electro Technicals Division, Geosource, Inc, Houston, Texas, 1976 (прототип).