Способ проверки цифровой пьезосейсмографной косы и устройство для его осуществления

Способ проверки цифровой пьезосейсмографной косы и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик iu903780

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторском свмдительстаю

Ж

1 и. и

,е (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.06.78 (2 т ) 2626753/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09.02.82 (51)М. Кл.

601 V 1/38 тооудорстынный квинтет

СССР по делаи изобретений н открытий (за) УДК 550. .834 (088.8) еммс т

1;

В. В. Меер, В. Рс Нестеров, Н. В. Ермюи иев и,А,B, Тареиеио в

E Ф

Особое конструкторское бюро вычислитель|щи,деехтттттсттр-Ряа®яскоГо в радиотехнического института (72) Авторы . изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЦИФРОВОЙ ПЬЕЗОСЕЙСМОГРАФНОЙ

КОСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к методике и техническим средствам сейсмической раз ведки на акваториях.

Известен прямой способ проверки параметров сейсмоприемников 1, основанный на подаче зондирующих колебаний в аналоговую пьезосейсмографную косу

E 21, состоящую из секционных сборочных единиц. Каждая иэ них представляет собой плавучий пластмассовый шланг, где в среде жидкого диэлектрика размещены пьезокристаллические сейсмоприемники, проводная соединительная система, согласующий элемент (трансформатор или предусилитель), и оканчивается с двух сторон полумуфтами сцепления с многоконтактными электроразъемами. Согласно способу Lll в конструкциях типа (.2 и (3 3, где сейсмоприемники каждой секции через последовательность электроразьс 20 емов в муфтах подключены к бортовой контрольной аппаратуре, по результатам прохождения зондирующего сигнала определяется неисправная секция с последующей ее заменой посредством расцепления полу муфт.

Известна также морскач многоканальная цифровая сейсмоприемная. система с уплотнением канадов в общую линию связи. Буксируемая часть таких систем (цифровая пьезокоса) содержит два вида сборочных единиц: секции пьезосейсмографной косы и модули телеметрпческих сейсмостанций, выполняющих преобразование сейсмосигналов в кодированную форму и уплотнение в общую линию связи

Е41

Однако поскольку секции соединяются с линией связи только через модули, то проверка исправности последних посредством известного прямого способа по прохождению зондирующего сигнала с борта судна позволяет выявить лишь часть отказов, а именно обрывы проводов питания и связи, выход из строя модулей и секций, а также параметрические отклонения модулей. Диагностировать природу параметрических отклонений секций по способу (13

3 9037 в такой системе нецелесообразно, так как это привело бы к дублированию проводной системы с числом проводников 2и при и каналах и полной утрате конструктивнотехнологических преимуществ систем с

5 уплотнением каналов. Поэтому одним из возможных способов выявления причины изменения чувствительности сейсмоприемников в секции является косвенная диагностика по результатам телеизмерения па- ц раметров .среды, в которой находятся сейсмоприемкики. На их чувствительность

I суммарно влияют 2 фактора: гидростатическое давление и влажность жидкого диэлектрика в секции. 15

Наиболее близким техническим реше« нием к предлагаемому является способ

t. 53 измерения статической силы, в т.ч. давления, по разности частот двух пьезокристаллов, разделенных прокладкой и нагруженных на конце измерительной силой, причем прокладка размещена вне активных зон пьезокристаллов, и устройс1.во 63 для его осуществления в составе системы с уплотнением каналов для ру измерения глубинного положения секций пьезосейсмографной косы. Внутри секций косы размешены преобразователи давлю ния в частоту, содержашие мембранный пьезорезонансный манометр, автогенератор и схему уплотнения, причем @ каждом манометре прокладка воспринимает давление через мембрану и выполнена в виде упругого кольца с выступами, прикрепленными к периферийной области конт53 рольных пьезокристаллов. Все элементы преобразователя герметизированы обшим корпусом, который размещается в жидком диэлектрике внутри секции косы. Отсчет давления в известной системе относитель-, ный и осуществляется в передаточной цепи "вода - шланг секции — жидкий диэлектрик заполнения — пьезорезонансный манометр по сдвигу резонансной частоты автоколебаний пьезокристаллов в послед45 нем.

Недостатком указанной системы является невозможность однозначной диагностики причины снижения чувствительности пьезоприемников в секции. Это ооуслог лено невозможностью отделить одну из вероятных причин ухудшения этого параметра — влажность диэлектрика — от других вероятных причин (изменения гидростатического давления или нарушения герметичности сейсмоприемников), причем отсчет в этой системе относительный и требует поправки на начальное давление диэлектрического жидкого наполнителя

80 ф секции, часто изменяемое в зависимости от условий нейтральной плавучести.

Нелью изобретения является повышение достоверности проверки цифровой пьезосейсмографной косы, основанное на совокупном контроле прохождения через модуль зондирующего сигнала с бортом судна, телеизмерении глубинного положения секций по абсолютному давлению и выявлении влажности их диэлектрического жидкого наполнителя, Поставленная цель достигается тем,,что ориентируют и герметизируют контрольный пьезокристалл таким образом,. чтобы он испытывал давление воды вдоль механической оси, а шунтируюшее действие диэлектрика — в направлении электрической оси, определяют величину затухания автоколебаний, по которым судят о влажности диэлектрика и измеряют величину сдвига резонансной частоты, по которой судят о заглублении секции или герметичности ее сейсмоприемников.

Кроме того, в цифровой пьезосейсмографной косе, содержащей секции с полумуфтами и герметичными электроразъемами на. концах, соединенные между собой через модули, имеющие на торцовых гранях ответную часть электроразъемов, и оснашенные преобразователями давления в частоту в виде мембранного пьезорезонансного манометра, соединенного с автогенератором и схемой уплотнения, полумуфта имеет внутреннюю полость, соббшаюшуюся с жидким диэлектриком, манометр герметизирован в сквозном отверстии стенки полости так, что мембрана выведена на наружную поверхность полумуфты, а выводы манометра погружены в диэлектрик и соединены через электроразъем полумуфты с автогенератором и схемой уплотнения, размешенными внутри модуля.

На фиг. 1 дана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - устройство для его осушествления.

Объект приложения способа - отрезок плавучей секции ць косы в виде пластмассового шланга 1, заполненного жидким диэлектриком 2, в котором на внутренней стороне металлической крышки 3 корпуса 4 прикреплены пьезокристаллические сейсмоприемники 5 с выводами 6 и 7, испытывающие изгибные колебания. На границе водной 8 и диэлектрической 2 сред размещен контрольный пьезокристалл 9, локализованный в герметизированном корпусе 10 между мембранной крышкой 11 и его дном, имеющим ного числа жестких 21 и эластичных 22 уплотнений, негерметичность которых может служить причиной влагозасоренности жидкого диэлектрика 2 в секции. Электронный автогенератор 14 и схема 15 уплотнения размешены в модуле, а подключение узлов 14, 15. и 17 к корпусам

4 сейсмоприемников и линии 16 связи осушествляется через проводной жгут 23.

Полумуфты 18 имеют внутренАюю полость

24, сообшаюшуюся с жидким диэлектриком 2 секции, например, через пазы 25.

Благодаря погружению выводов 12 и 13, которые соединяют манометр с автогенератором 14 через электроразъем 19, в жидкий диэлектрик в полости 24 осушествляется его модулируюшее влияние на добротность резонансного контура, основанного на соединении узлов 9 и 14. Выведение мембраны 11 манометра на наружную поверхность полумуфты 18 позволяет измерять абсолютное значение давления (глубины погружения) без необходимости поправки на начальное давление диэлектрика 2 и, тем самым, повысить достоверность диагностики.

Кроме того, устройство (фиг. 2) содержит элементы, позволяющие реализовать ремонт по результатам диагностики-. гайки 26, посредством которых осушествляется разборка и замена конструктивных единиц (секций и модулей), а также ниппель 27, через который осушествляется подкачка жидкого диэлектрика (трансформаторное или соляровое масло) в случае

Формула изобретения

1. Способ проверки цифровой пьезосейсмографной косы, содержащей оснашенные пьезокристаллическими сейсмоприемниками и заполненные жидким диэлектри» ком плавучие секции, соединенные между собой через модули тепеметрических сейсмостанцнй, основанный на контроле прохождения через модуль зондируюшего сигнала с борта судна и телеизмерении гидростатического давления в секции по резонансной частоте контрольного пьезокристалла, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения достоверности проверки, ориентируют и герметизируют контрольный пьезокристалл таким образом, чтобы он испытывал давление воды вдоль механической оси, s шунтируюшее действие диэлектрика — в направлении электрической оси, и определяют величину

5 903780 4 выводы 12 и 13. Совокупность элементов 9-13 представляет. собой мембранный пьеэорезонансный манометр, соединенный через соответствуюший автогенератор 14 и схему 15 уплотнения с линией 16 связи. Ко второму входу схемы 15 подключены телеметрическая цифровая сейсмостанция 17, преобразующая сигналы с выходов 6 и 7.

Символами х и у в пьезокристаллах 10

5 и 9 соответственно обозначены их алектрическая и механическая оси, причем пьезокристалл 5 испытывает суммарное действие гидростатического давления Р„ диэлектрика 2 и его шунтирующее дейст- И вне (череэ выводы 6 и 7) в направлении оси х. Для контрольного пьезокристалла 9 действие этих факторов отделяют: давление водной среды Р кристалл 9 . испытывает в направлении механической 20 оси, а шунтирующее действие диэлектоика 2 (через выводы 12 и 13) — в направлении электрической оси. Благодаря этому резонансная частота в системе манометр — автогенератор изменяется толь- 25 ко под действием Р, а затухание или срыв автоколебаний - вспедствие ухудшения добротности контура при влажности диэлектрикаl2l.

Способ проверки состоит,в подаче 36 контрольного сигнала с борта дпя оценки работоспособности сейсмостанции 17 и схемы 15 уплотнения, затем в случае недостаточной чувствительности секции оценивают наличие колебаний на выходе 35 блока 14. Если они отсутствуют, то наи- ухудшения плавучести секции. более вероятной причиной этого, а также снижения чувствительности сейсмоприемника 5 является влагозасоренность диэлектрика 2, при наличии колебаний причиной ухудшения чувствительности сейсмоприемника 5 является либо частичная потеря плавучести (эаглубление) секции, либо нарушение герметичности корпуса 4 и затекание диэлектрика внутрь него.

Наиболее вероятный вид отказа здесь уточняют по величине сдвига частоты автоколебаний кристалла 9: первая причина соответствует большей частоте, влияние второй сохраняется и на малых глубинах (частотах).

Конструктивная реализация способа (фиг. 2) основана на раэмешении корпуса

10 пьезореэонансного манометра в сквозном отверстии полумуфты 18 сцепления, соединенной через электроразьем 19 с междусекционными модулями 20 телеметрических цифровых сейсмостанций 17, т.е. в области сосредоточения максималь«

7 90378 затухания автоколебанпй, по которыМ судят о влажности ди лектрика, а также измеряют величину сдвига резонансной частоты, по которой судят о заглублении секции или герметичности ее сейсмоприемников.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее водонепроницаемые соединения соседних сейсмоприемных секций, жидкий диэлектрик в которых л6- 16 кализован оконечными полумуфтами саепления с герметичными электроразъемами через междусекционные модули с ответной частью электроразъема на их торцовых гранях, и оснащенное преобразователями

М давления в частоту в виде мембранного пьезорезонансного манометра, соединенного с автогенератором и схемой уплотнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что полумуфта имеет внутреннюю полость, сообщающуюся с жидким диэлектриком, манометр герметизирован в сквозном отверстии стенки полости так, что мембра0 8 на выведена на наружную поверхность полумуфты, а выводы манометра погружены в диэлектрик и соединены через электроразъем полумуфты с автогенератором и схемой уплотнения, размещенными внутри модуля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 127768, кл, 601 V 1/16 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 113924, кл. 601 М 1/16, 1955.

3. Патент США ¹ 3376948, кл. 181—

0,5, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 558236, кл. 901 V 1/24, 1975.

5. Авторское свидетельство СССР

¹ 302629, кл. 601 4 1/16, 1969 (прототип) .

6. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2355030/25, кл, 801 Ч 1/16, 1 976 (прототип) .

4Щ /