<Desc/Clms Page number 1>
Cette invention est relative à des géophones à bobine mobile, qui sont des instruments employés en prospection géophysique pour détecter des ondes de choc réfléchies ou réfractées par des couches rocheuses de l'écorce terrestre.
Des géophones à bobine mobile pour détecter la composante ver- ticale de vibrations du sol, consistent habituellement en une bobine de fil métallique, à contre-poids, qui est suspendue élastiquement de telle manière qu'elle puisse se déplacer verticalement dans un entrefer magnéti- que annulaire d'un aimant permanent, lorsque le géophone a été mis à ni- veau pour l'emploi, c'est-à-dire avec les axes de la bobine' et de l'entre- fer verticaux. Il est souvent requis que la fréquence naturelle de la - suspension élastique de la bobine à contre-poids soit petite, disons inférieure à 6 pér, sec.
Une telle prescription apparaît lorsque la fréquence des vibrations du sol est basse, comme dans la topographie par réfraction à longue distance, ou chaque fois qu'il y a nécessité de disposer de la plus grande précision possible en amplitude et en réponse en phase aux vibrations du sol de fréquence plus élevée. Une suspension à bobine ayant la forme habituelle d'un ressort hélicoïdal, devient très longue lorsque sa fréquence naturelle est réduite, et accroît ainsi la dimension et le poids de l'instrument, En outre, il est requis un dispositif pour centrer la bobine dans l'entrefer annulaire de l'aimant, ce qui augmente la complexité de l'instrument et ajoute aussi de la rigidité au ressort principal qui requiert alors une augmentation de longueur correspondante.
On a récemment montré des dispositions dans lesquelles la bobine est suspendue au moyen de ressorts à lame, mais, dans de tels instru- ments, la difficulté consistait à combiner la compacité et la légèreté avec la sensibilité et une bonne réponse à basse fréquence. Il s'est avéré difficile également d'assurer la rigidité nécessaire de la suspension dans une direction horizontale sans l'emploi d'un dispositif de centrage pour la bobine.
L'objet principal de la présente invention consiste, par consé- quent, à fournir un géophone de campagne de basse fréquence naturelle, c'est- à-dire. inférieure à environ 4 pér/sec, pour enregistrer la composante verticale de vibrations du sol, dans lequel les fonctions d'une suspension courte et du dispositif de centrage sont combinées de manière à produire un instrument qui est considérablement plus petit et plus léger, et qui dispose de moyens de réglage initial plus simples que les géophones communément en usage à l'heure actuelle.
Selon l'invention, il est prévu un géophone à bobine mobile dans lequel la bobine est suspendue concentriquement dans un entrefer magnétique annulaire d'un aimant9 au moyen d'un ressort à lame maintenu dans un état de flexion au moyen d'une masse d'inertie, la suspension étant telle que la .bobine a sa liberté de mouvement uniquement dans la direction de l'axe de l'entrefer.
Selon une forme de construction préférée, le géophone comprend un aimant permanent présentant un entrefer magnétique annulaire dont l'axe est vertical dans la position d9emploi du géophone, une bobine, une masse d'inertie fixée à la bobine., un bras de levier fixé à une extrémité à la masse d'inertie!) et à l'autre extrémité à un ressort à lame plat qui est également fixé par rapport à l'aimant permanent., le ressort à lame étant maintenu par le poids de la masse d'inertie dans un état de flexion tel que la bobine est suspendue concentriquement dans l'entrefer annulaire dans lequel elle est libre d'osciller dans une direction verticale uniquement.
De préférence, le degré dont est fléchi le ressort de lame est tel que la fréquence naturelle de la suspension est inférieure à environ
<Desc/Clms Page number 2>
quatre périodes par seconde.
Le ressort à lame est avantageusement maintenu dans un état de flexion entre deux paires de bandes de serrage plates une paire étant fixée par rapport au bras de levier et !S'autre paire étant fixée par rap-
EMI2.1
port à 19aiman t permanent. la première paire de bandes étant réglée ou montée suivant un certain angle par rapport à 1'autre paire Le ressort peut être fixé entre les bandes au moyen de vis passant par des trous prévus dans les bandes et le ressorts, les trous dans le ressort étant de dia-
EMI2.2
mètre plus grand que les tiges de vis ce qui permet deeffectuer des réglages de l'équilibre de la bobine et de la masse d9inertiea Le degré dont le ressort est fléchi par rapport à son état plat normal.,
est déterminé par l'angle suivant lequel les deux paires de bandes sont fjxées ou
EMI2.3
montées 12une par rapport â l'autre, et le degré de flexion commande la fréquence naturelle d'oscillation de la bobine et de la masse deinertiea les bandes peuvent être réglées selon l'angle requis pour donner la fréquence naturelle désirée. De préférences chaque paire de bandes
EMI2.4
peut être réglée suivant le même angle par rapport à l9horizontale.
On peut employer deux ou plusieurs ressorts à lame au lieu d'un seuls, pour augmenter la rigidité de la suspension dans un plan horizontal et pour faciliter le remplacement des ressorts
La masse d'inertie peut être munie d'un cavalier mobile pour
EMI2.5
effectuer des réglages de l'équilibre de la masse d9.nertie lorsque l9ins= trument se trouve utilisé en campagne.
L)instl'1.i!'J8nt peut avantageusement être logé dans un boîtier mu- ni d'un dispositif de blocage, qui empêche le mouvement de la bobine et de la masse d'inertie lorsque l'instrument n'est pas utilisé.
EMI2.6
L'invention sera maintenant décrite à titre d9ex6mple, avec référence aux dessins ci-annexés., dans lesquels
La figure 1 est une coupe prise par le centra lu géophone et son boîtier et
La figure 2 est une vue de géophone prise dans la direction de la flèche A de la figure 1, le boîtier étant enlevé.
Le géophone consiste en un aimant permanent 10 comprenant un organe central Il.0 fixé à une plaque de base 12 au moyen d-une vis 13, un organe extérieur annulaire 14, un élément de bague ou annulaire 15 et une plaque supérieure 16, Des boulons 17, passant entre les plaques 12 et 16,
EMI2.7
maintiennent ensemble les parties 12Q 14i) 15 et 16. L9élément de bague 15 forme avec l'organe central 11 un entrefer annulaire 18, dont l'axe est vertical et dans lequel est placée une bobine 19.
La bobine 19 est fixée par des vis 20 à une masse d'inertie 21, qui est fixée par des vis 22 à un bras de levier 23. Le bras de levier 23 et la plaque supérieure 16 ont des faces inclinées planes 24 et 25 auxquelles sont fixées des bandes de serrage métalliques plates 26 et 27. Des ressorts à lame plate 28 et 29 sont calés en position, comme montrée au moyen de bandes de serrage métal-
EMI2.8
ligues plates 30 et 31Q fixées par des vis 32 et 33. Les ressorts 28 et 29 jouent ainsi le rôle de charnière pour le bras de levier 23, la masse d'inertie 21 et la bobine 19, et° lorsque les parties sont assemblées
EMI2.9
correctement, la bobine 19 est placée en position concentrique#n"L 5 l9entrefer annulaire 18g et est libre d9y osciller- en direction verticale uniquement.
Afin de permettre de régler de façon précise la position de la bobine et afin de permettrades réglagesqui reviennent nécessaires par suite de la fatigue des ressorts 28 et 29, les trous ménagés dans les ressorts 28 et 29, et par lesquels passent les vis 32 et 33, sont conçus de ma-
<Desc/Clms Page number 3>
nièreà être plus grande que les tiges des vis. Chaque ressort présente une série de trous 34 de telle manière que, lorsque la moitié supérieure d'un ressort est devenue inutile à cause de la fatigue, le ressort peut être retourné et la moitié inférieure utilisée.
Les parties des ressorts compri- ses entre les bandes 26 et 30 et les bandes 27 et 31, sont inclinées suivant des angles identiques par rapport à l'horizontale lorsque l'instrument a été mis à niveau correct pour l'emploi, avec l'axe de la bobine et celui de l'entrefer annulaire verticaux. Dans ce géophone particulier, les bandes de serrage de ressorts 26, 27, 30 et 31, et, par conséquent, les portions des ressorts serrés entre elles, ont été réglées ou fixées à 68 par rapport à l'horizontale de sorte que, lorsque la masse d'inertie est en équilibre et que la bobine se déplace librement dans la direction verticale, la période naturelle de l'oscillation de la masse d'inertie est approximativement de 1,8 périodes/seconde. La position d'équilibre de la bobine et de la masse d'inertie est telle que la masse d'inertie est horizontale et l'axe de la bobine vertical.
Afin de permettre des réglages poussés de l'équilibre de la masse d'inertie, comme cela devient nécessaire par suite de la fatigue des ressorts au cours de l'emploi de l'instrument en campagne, la masse d'inertie présente une fente 35 dans sa surface supérieure, dans laquelle est monté à coulissement un cavalier 36 présentant lui-même une fente centrale 37 dans laquelle passe la tige d'une vis 38.
Sur la plaque supérieure 16 sont fixés trois montants 39 qui sont creux à l'intérieur et sont taraudés à leurs extrémités supérieures pour permettre au géophone d'être fixé au moyen de trois vis 40 au couvercle 41 d'un boîtier 42 destiné à contenir l'instrument. Le couvercle 41 est vissé sur le boîtier 42 au moyen de vis 43. Un niveau à alcool (non représenté) est prévu dans le couvercle pour permettre à l'instrument se trouvant dans son boîtier d'être réglé à l'horizontale. Des connexions (non montrées) venant de la bobine 19 communiquent avec une douille (également non montrée) prévue dans le couvercle. Le signal venant de la bobine est amené à un amplificateur à l'aide d'un câble qui est branché dans la douille.
Le couvercle est muni d'un bouchon de blocage 44 qui peut être vissé vers le bas pour venir s'appuyer contre la vis 38 de façon à caler la masse d'inertie contre une paire de goujons ou ergots (non montrés) sur la plaque supérieure 16, et empêcher son mouvement lorsque l'instrument n'est pas utilisé.
Aucun dispositif de centrage n'est nécessaire pour maintenir la position concentrique de la bobine dans l'entrefer annulaire, vu que la suspension à ressorts à lame assure celle-ci en vertu de sa rigidité dans toutes les directions horizontales. Tous les joints à vis sont munis de rondelles indesserrables.
Les régressions "vertical" et "horizontal", lorsqu'elles sont utilisées dans la spécification et dans les revendications pour décrire la position ou le mouvement des parties du géophone, doivent être comprises comme s'appliquant au géophone lorsqu'il a été mis à niveau pour l'emploi, c'est-à-dire avec l'axe de l'entrefer annulaire vertical.
Dans la spécification et les revendications, les références au réglage des bandes de serrage doivent être comprises comme s'appliquant au géophone lorsqu'il a été mis à niveau pour l'emploi et lorsque la bobine, la masse d'inertie et le bras de levier sont stabilisés dans leur position d'équilibre.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.