Геофон

По физической акустике и колебаниям механических систем издано значительное число фундаментальных книг (ряд названий помещен в списке литературы). Поэтому в данной книге нет традиционного раздела, посвященного основам акустики. Это позволило, сохранив разумный объем, более полно осветить теорию и методы получения заданных характеристик электроакустических аппаратов и поместить сведения не только по радиовещательной аппаратуре (микрофонам и громкоговорителям), но и по таким аппаратам, как магнитострикционные излучатели, геофоны, параметрические преобразователи. Такое распределение материала диктовалось желанием сделать книгу полезной для инженеров и научных работников различных отраслей промышленности, занимающихся вопросами разработки и использования электроакустической аппаратуры. [c.6]

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕОФОН Общие замечания [c.194]

На границах между разнородными слоями могут образоваться поверхностные волны, амплитуда которых резко убывает по мере удаления от границы. Направление движения частиц породы в волнах сжатия совпадает с направлением распространения. В сдвиговых оно перпендикулярно направлению распространения, а в поверхностных имеет составляющие, направленные как вдоль, так и перпендикулярно к направлению распространения. Для того чтобы установить характер волны, следует регистрировать векторную величину, характеризующую колебание, — ускорение, скорость или смещение. Все геофоны являются приемниками этих элементов движения. [c.195]

При регистрации смещений, скоростей и ускорений возникает вопрос о системе отсчета (координат), относительно которой следует вести измерения. Геофон должен регистрировать элементы движения относительно неподвижной земли. Однако опереть основание прибора о такую неподвижную землю невозможно, так как именно колебания земли следует измерять. Во всех геофонах для этой цели используется инерция массивной части, подвешиваемой на пружинах к корпусу прибора. При колебаниях грунта корпус движется вместе с ним, а (подвешенная на пружинах масса стремится сохранить свое положение. Движение корпуса относительно массы измеряется с помощью электромеханического преобразователя. [c.195]

Электрическое сопротивление подвижной системы геофона можно считать чисто активным ( о), так как на низких частотах сопротивление индуктивности катушки пренебрежимо мало. Нагружается геофон на омическое сопротивление ги=Ян, поэтому [c.197]

Рис. 4 55. К расчету параметров электродинамического геофона

При работе геофона на внешнюю нагрузку от него требуется отдача максимальной возможной электрической мощности (при заданных габаритах (массе) самого геофона. Мощность, отдаваемая геофоном при скорости измеряемых колебаний г о=1, составит [c.198]

Здесь р — коэффициент, учитывающий потери на поле рассеяния и неиспользованную часть объема рабочего зазора. Таким образом, в выражении (4.135) заданы все величины, кроме массы подвижной системы т. Дифференцируя (4.135) по т, можно найти, что мощность, отдаваемая геофоном на нагрузку, максимальна при условии [c.199]

Максимальная отдаваемая геофоном мощность при скорости колебаний у=1 ом/с составит [c.199]

Как видно из (4.138), максимальная мощность, которую можно получить от геофона, зависит только от массы магнита и качества магнитного материала, так как ими определяется имеющаяся в [c.199]

В отличие от переносного электродинамического геофона такой сейсмометр можно настроить на диапазон частот, начинающийся от десятых долей герца. Затруднения возникают в связи с тем, [c.200]

Время распространения звука от места взрыва до звукоприемника Гранаты, геофоны Время распространения звука зависит от атмосферной температуры и ветра Температура, ветры 30-80 [c.329]

При испытании потребители должны быть выключены. Существуют методы определения мест утечки (нарушение герметичности сети) приборами, действие которых основано на явлениях акустики (геофон, статоскоп). Приборы эти на жел.-дор. транспорте в СССР распространения не получили. [c.457]

Серийные геофоны характеризуются значением К=40 (В-с/м). Ниже резонанса выходной сигнал пропорционален третьей производной смещения частиц по времени (т. е. скорости изменения ускорения). [c.241]

Наземные приемники. Как указывалось выше, при обсуждении наземных источников, взаимодействия источников и приемников с поверхностью представляют два аспекта одной и той же ситуации. Чтобы показать их эквивалентность, предположим, что геофон имеет жесткий корпус, находящийся в контакте с поверхностью на площади, чьк размеры малы по сравнению с интересующей нас длиной волны. Определим скорость смещения геофона, вызванную сейсмической волной, которая в отсутствие геофона вызвала бы скорость частиц Уо на поверхности. Если бы движение [c.241]

Это совпадает по форме с выражением (6.39), где вместо механического импеданса геофона стоит механический импеданс источника. Коэффициент усиления скорости Ус/ о эквивалентен силовому коэффициенту усиления, показанному на рис. 6.15, [c.242]

Приемники в скважине. Чтобы минимизировать влияние трубных волн на сигнал геофона в глубоких скважинах, предлагались различные приемы, обеспечивающие прижимание прием- [c.242]

При исследовании скважин весьма трудно контролировать ориентацию зонда в горизонтальной плоскости. По этой причине не так просто прослеживать волны вдоль всей скважины, так как относительные амплитуды и полярность варьируют от трассы к трассе. Сумма квадратов всех трех компонент (квадрат модуля) скорости движения частиц не зависит от ориентации и поэтому может быть использована для упрощения корреляции. На рис. 6.26 модуль скорости движения частиц сравнивается с тремя компонентами при записи геофонами, зацементированными на глубинах от 100 до 300 м. На сейсмограмме регистрируется прямая продольная волна от заряда массой 400 г, помещенного иа глубину 30 м на расстоянии 460 м от исследуемой скважины. [c.246]

Источниками упругих волн при натурных исследованиях служат естественная и наведённая эмиссия акустическая, возникающая при растрескивании массивов горных пород, специально проводимые взрывы, элект-рогидравлич. вибраторы, пьезоэлектрич., магннто-стрикц. и др. излучатели звука. Приём упругих воли ведут с помощью спец, приборов — геофонов. [c.436]

IIриёмники звука служат для восприятия звуковой энергии и преобразования её в другие формы. К приёмникам 3. относится, в частности, слуховой аппарат человека и животных. В технике для приема 3. применяются гл. обр. элоктроакустич. преобразователи — микрофоны в воздухе, гидрофоны в воде, геофоны в земной коре. Наряду с подобными приёмниками, воспроизводящими временную структуру звукового сигнала, существуют приборы, воспринимающие усреднённые но времени характеристики волны (наир., Рэлея диск, Радиометр акустический). [c.70]

КС-2 Кабель с двумя жилами из биметаллической проволоки (сталь-медь), изолированных фторопластом Ф-4МБ толщиной 0,3 мм в общей оболочке из полиустана Для комплектования геофонных групп в полевых условиях при проведении сейсморазведочных рабсп- при температуре окружающей среды от -50 С до -(-80 °С ТУ 5.502-029-93 [c.159]

Гидроакустическая аппаратура, которая в связи с развитием техники акустической подводной связи, измерения глубин моря, гидролокации и шумопеленгования также представляет собой специфическую группу электроакустических устройств. Близко к ним примыкают сейсмоакустические приборы и геофоны, служащие для сейсморазведки, предупреждения обрушений в горных выработках и для наблюдения за землетрясениями. [c.105]

Для полной характеристики сейсмических колебаний следует знать направление распространения волны и направление вектора колебаний (смещений, или скорости, или ускорения). Если расположение и вид источника колебаний известны, направление распространения и, как правило, характер волны (продольная, поперечная или поверхностная) также заранее известны. Тогда можно ограничиться измерением одной компоненты вектора смещений. В других случаях полезно бывает измерять три компоненты смещения — вертикальную и две взаимно перпендикулярные горизонтальные, чтобы определить поляризацТ1ю и характер колебаний. Для этой цели приходится применять трехкомпонентные геофоны, являющиеся, по существу, комбинацией трех систем. Колебания каждой из них могут происходить только в одном из трех взаимно перпендикулярных направлений. Геофон выдает три элeктJ)ичe киx сигнала, пропорциональных соответствующим составляющим колебаний. Для определения направления прихода волн применяют целую систему геофонов — групповую электроакустическую сейсмическую антенну. [c.196]

Электродинамический геофон представляет собой один из наиболее распространенных приборов. Принцип его действия понятен из рис. 4.546. Рассмотрим частотную характеристику его чувствительности. Используем, прежде всего, уравнения электродинамического преобразователя, записанные в форме (3.10). В этих уравнениях V — скорость подвижной системы относительно силовых линий магнитного поля, т. е. относительно корпуса прибора V. Р — сила, вызывающая это относительное движение. Для определения чувствительности геофона надо найти отнощение напряжения на его зажимах к скорости движения корпуса, т. е. к переносной скорости оо- сейсм= //уо . [c.197]

Рассмотрим теперь выражение для чувствительности электродинамического геофона на высоких частотах (соЭ соо), т. е. в основной части его рабочего диандзона. В этом случае можно считать [c.198]

Практически удается построить электродинамические геофоны, работающие на частотах от 15—20 Гц и выше. Верхний предел передаваемых частот лежит обычно около 5—6000 Гц. Выше начинают проявляться побочные резонансы элементов, составляющих конструкцию гибкого подвеса. Часто не удается достичь необходимого демпфирования электрическим путем. В этом случае применяется подвижная система с масляным демпфеоом. [c.200]

Для обнаружения и (регистрации колебаний по-чвы, (происходящих от землетрясений, обвалов и т. п., приходится применять сейсмометрические приемники на весьма низкие частоты. Рассмот рение электродинамического геофона в параграфе 4.15 показало, что сейсмометрическая механическая система позволяет получить относительное смещение массы подвижной системы -и опоры, практически равное абсолютному смещению опары на частотах выше резонанса подвеса подвижной системы. При небольших габаритах геофона в конструктивном отношении трудно осуществить низкочастотный подвес. Сейсмометр же может быть весьма массивным. Большие габариты его не являются существенным недостатком,, так как это стационарный прибор. Таким образом, осушествлрние низкочастотного подвеса оказывается вполне возможным. [c.200]

ПРИЕМНИКИ ЗВУКА — акустич. приборы д,1я восприятия звуковых сигналов и преобразования ах с целью измерения, передачи, воспроизведения, еа-писи или анализа. Наиболее распространены П. з., преобразующие акустич. сигналы в электрические (см. Электроакустические, преобразователи). К ним относятся применяемые в воздухе микрофоны, в воде — гидрофоны, в грунте — геофоны. Важнейшие характеристики таких П. 3. чувствительность, представляющая отношение электрич. сигнала (напряжения, тока) к акустическому (напр., звуковому давлению) частотная характеристика собственное электрнч. сопротивление. По условиям приема звука различают точечные П. з., приемники градиента, П. з. больших размеров и зонды акустические. [c.198]

Акселерометры и геофоны. Два типа этих приемников наиболее широко используются в сейсморазведке и инженерной геофизике. Устройства первого типа имеют внутреннюю массу, которая связана с внешним корпусом посредством пьезоэлектрического кристалла или керамической пластинки. Жесткость кристалла и внутренней массы имеет резонанс на частоте, которая расцоло-жена выше исследуемого диапазона частот. Ниже резо.нансной частоты выходное напряжение пропорционально ускорению. частиц. Выше резонансной частоты выходной сигнал пропорционален смещению частиц. Устройства второго типа имеют катушку, которая прикрепляется к корпусу посредством пружины. Последняя центрирует катушку в сильном магнитном поле. Масса катушки и жесткость пружины определяют резонанс, расположенный ниже интересующего частного диапазона. Выше частоты резонанса выходное напряжение разомкнутой цепи пропорционально скорости смещения корпуса [c.241]

Хувер и О Брайен [69] непосредственно определяли ] циеят усиления по скорости без явного введения импеданса, предположили, что. нормальное напряжение в круге постоянно и что движение геофона определяется смещением в центре круга. В резульгате численного интегрирования был найден коэффициент усиления для широкого диапазона значений параметров геофона и упругих констант.- На рис. 6,23 приведены зависимости усиления от частоты для материала с коэффициентом Пуассона, равным 0.25,. Геофон имеет массу М и радиус Ь. На рис. 6.23 использованы следующие безразмерные параметры Е = М1лрЬ и р= /а. Авторы показали, что полученная численным интегрированием кривая усиления может-быть аппроксимирована спектральной характеристикой демпфированного осциллятора, а это и означает, что импеданс полупространства может быть выражен в виде комбинации жесткости пружины, сопротивления излучению и присоединенной массы. [c.242]

Даже при совершенном прижиме может наблюдаться влияние распространяющихся во флюиде волн. Некоторые исследователи предлагали заполнять скважину гравием илн цементом с невысокой жесткостью [75, 144]. Цель состояла в том, чтобы выбрать заполнитель со свойствами окружающих пород и поместить геофон в почти однородную среду. Сейсмограмма от зацемеигирован-ных геофонов приведена на рис, 6,25. Трехкомпонентная расстановка была зацементирована с интервалом 30 м на глубинах от 100 до 300 м. Сейсмограмма содержит запись вертикальных приемни ков от заряда массой 2 кг в мелкой скважине, расположенной в 16 м от исследуемой скважины. Точное повторение формы сигнала [c.244]

Трехкомпонентные расстановки. Чтобы полностью описать движение среды в некоторой точке, необходимо провести измерение на трех взаимно ортогональных компонентах. С этой целью три геофона могут быть змонтированы в один и тот же корпус, предназначенный либо для наземных, либо для скважинных измерений. Взаимоотношемке записей иа трех компонентах можег помочь распознаванию типов волн продольные и поперечные волиы характеризуются движением во взаимно перпендикулярных на- [c.245]

Установка на Луне научной аппаратуры пассивных сейсмометров трех активных сейсмометров и приборов для регистрации подрыва 21 пиротехнического з яда четырех пусковых устройств с гранатами, которые будут через по л го да подорваны с Земли (колебания грунта будут регистрироваться геофонами) детектора ионов для измерения состава и энергии заряженных частиц ионизационного манометра для измерения плотности нейтронной атмосферы на Луне в диапзвоне 10-6... 10-12 мм рт. ст., оценки температуры и вариаций плотности детектора заряженных частиц для регистрации протонов и электронов солнечного происхождения лазерного отражателя. [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...