DE3586400T2

DE3586400T2 - Verfahren und anordnung zum analysieren von geophonen.

Info

Publication number: DE3586400T2
Application number: DE8585200868T
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Quellhorst
Original assignee: Halliburton Geophysical Services Inc
Current assignee: Western Atlas International Inc
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2005-06-01
Also published as: EP0203227A1; EP0203227B1; DE3586400D1; ATE78606T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren von Geophonen, umfassend das Senden von elektrischen Stromimpulsen durch die Geophone, Messen der Ausgangsspannungen und/oder -ströme als Funktionen der Zeit, welche die Information über die Geophone liefernde gesamte Impulsantwort bilden, und Vergleichen dieser Information mit gespeicherter oder berechneter Bezugsinformation umfaßt, nach welchem mindestens die Abweichungen zwischen gemessener Information und Bezugsinformation für eine weitere Bewertung und/oder Verarbeitung bestimmt und/oder dargestellt werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung zum Analysieren von Geophonen zur Durchführung des Verfahrens, die Mittel zum Verbinden eines Geophons oder einer Geophonfolge, ein Paar von Anschlüssen für wenigstens eine Spannungs- oder Stromquelle, die oder der durch das/die Geophon(e) zu senden ist, Mittel zum Erfassen der Antwort des Geophons/der Geophone auf die durch dieses/diese gesendeten Spannungs- oder Stromimpulse, Mittel zum Speichern oder Berechnen von Bezugsinformation und Mittel zum Ermöglichen eines zwischen der Impulsantwort eines untersuchten Geophons oder einer untersuchten Geophonfolge und der Bezugsinformation vorzunehmenden Vergleiches umfaßt.
Solch ein Verfahren und solch eine Vorrichtung sind auf dem Gebiet der seismischen Arbeit bekannt, insbesondere aus dem Artikel "System aids field testing of geophones" von J. P. Convert und anderen, der in Oil and Gas Journal, Vol. 77, November 1979, Seiten 88-96, Tulsa, USA veröffentlicht ist. Nach diesem Artikel wird die gesamte Einrichtung, die verwendet wird, um seismische Untersuchung durchzuführen, auch eingesetzt, um das System, d.h. die ganze Einrichtung mit den Datenerfassungseinheiten und den Geophongruppen in Aufnahmestellung, umfassend zu untersuchen. Die Untersuchung zeigt nur an, ob die Einrichtung in Ordnung ist oder nicht, gibt aber nicht an, was nicht in Ordnung ist. Information über die Geophonfolgen kann nur nach Untersuchen der durch Widerstände geschlossenen DA-Einheiten gewonnen werden. Außerdem wird die Impulsantwort, die einen ungefähren Hinweis auf die charakteri-Stischen Merkmale der Geophone geben kann, bestimmt, allerdings ist keine Einrichtung zum individuellen Bestimmen von Parameterwerten für Geophone mit einer speziellen Genauigkeit vorhanden, wie sie wünschenswert sein würde, um Schlüsse auf Fehler in den Geophonfolgen zu ziehen.
Es existieren unabhängige Untersuchungseinrichtungen für Geophone selbst und es ist am Anfang dargelegt, daß die Erfindung eine unabhängige Untersuchungseinrichtung ins Auge faßt, welche im Feld verwendet werden kann ("Felduntersuchungseinrichtung"), obschon die Offenbarung des oben erwähnten Artikels im Hinblick auf- das Verfahren den nächsten Stand der Technik darstellt.
Sowohl bei dem Verfahren als auch der Vorrichtung, die aus dem Artikel bekannt sind, sowie bei anderen, selbst bei der modernsten Untersuchungseinrichtung, die bis jetzt bekannt geworden ist - und die eine mikrocomputergestützte Einrichtung sein kann, welche zur automatischen Messung von bis zu 8 Parametern in der Lage ist, entweder an einzelnen Geophonen oder an ganzen Geophonfolgen jeder Konfiguration - muß man verschiedenen Problemen entgegentreten.
Erstes Problem ist der wesentliche Einfluß, welchen die Tempel ratur auf die Genauigkeit der vorgenommenen Messungen sowohl in Form von unmittelbaren Veränderungen in den erfaßbaren Geophonparametern als auch in Form von Instabilitäten oder Änderungen in charakteristischen Merkmalen des zur Erfassung und Analyse verwendeten elektronischen Schaltkreises hat. Dieses Problem ist das ernstere im Hinblick auf die extrem unterschiedlichen Zustände, unter welchen die Geophone benutzt werden.
Ein Einschränkung besteht darin, daß die bekannte Einrichtung die Information - obgleich in jeder gewünschten Form: digital auf einem Display, oder auf einem Drucker, auf einem externen Bildmonitor und eine Vorrichtung zur Speicheraufzeichnung umfassend - darstellt, jedoch der Bedienungsperson die Auswertung und die Entscheidung darüber überläßt, ob eine besondere einzelne Geophonfolge innerhalb der Toleranzen liegt oder nicht. Die Untersuchungsergebnisse werden insbesondere gemäß dem oben erwähnten Artikel in Form von Kurven dargestellt, die optisch mit Bezugskurven zu vergleichen sind. Dies bedeutet, daß der Einfluß der wichtigen Parameter bestenfalls qualitativ geschätzt werden kann. Obwohl die gesamte Impulsantwortkurve durch Mittel einer wenigaufwendigen Software numerisch analysiert werden kann, um den Vergleich zu vereinfachen, sind keine Mittel vorhanden, um einzelne Parameter in numerischen Werten zu bewerten.
Weitere Probleme und Einschränkungen betreffen die Tatsache, daß unabhängige Geophonuntersuchungseinrichtungen ihre weiteste Anwendung im Feld besitzen, obschon sie in einem Labor oder Büro verwendet werden. Einige davon sind ziemlich schwer und schwierig zu handhaben. Soweit die Speichereinrichtung die Form von Disketten erfordert, kann beobachtet werden, daß diese bei rauhen Bedingungen, insbesondere im Hinblick auf den Einfluß von Staub und Sand, schwierig zu handhaben sind.
Das Gleiche gilt für Prüfstände, auf welche der oben erwähnte Artikel nicht speziell bezogen ist, welche aber in der Technik bekannt sind und welche verwendet werden, um eine mechanische Erregung für eine oder mehrere Geophone im Hinblick auf Empfindlichkeits- und Polaritätsmessungen zu erzeugen Sowie notwendigerweise für eine gute Isolierung gegen äußere Schwingung gen sorgen müssen. Obwohl diese Isolierenden Führerstände in Ausführungen zur Verfügung stehen, welche bis zu 24 Geophone in einer Folge enthalten können, erfordert deren Verwendung die gesamte aus dem Feld aufzunehmende Folge, um eine Überprüfung durchzuführen.
Um die Besonderheit dieser Probleme einzuschätzen, sollte man bedenken, daß jeder Tag Feldarbeit einige 1800 Folgen für eine Mannschaft mit sich bringen. Wenn auf einer Rotationsgrundlage jeden Tag ungefähr 400 Folgen überprüft werden müßten und jede Prüfung 3 Minuten - noch nicht die Zeit miteingerechnet, die das Ersetzen unbrauchbarer Folgen nach sich zieht - in Anspruch nehmen würde, würde die Analyse 20 Arbeitsstunden pro Tag erfordern.
Im Hinblick auf dies alles hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, sowohl ein neuartiges Verfahren als auch eine neuartige Vorrichtung zu schaffen, mit denen alle diese Einschränkungen und Probleme vermindert werden können. Insbesondere will die Erfindung den Einfluß von Temperaturunterschieden auf die Genauigkeit von Messungen tatsächlich beseitigen und eine Einrichtung bereitstellen, die sowohl im Labor oder Büro als auch im Feld verwendet werden kann, wobei die Feldeinheit ausgesprochen zuverlässig und genau sowie ungeachtet dessen verhältnismäßig billig, leicht und einfach zu handhaben und nicht empfindlich auf Feldzustände wie Staub ist; weiterhin zielt die Erfindung ab auf eine Messzeit von nur ein paar Sekunden und einer quantitativen Darstellung der gemessenen Parameter, die nach Belieben entweder individuell und speziell ist oder zu einer automatischen Berechnung darüber führt, ob das fragliche Geophon oder die Folge innerhalb vorgegebener Spezifikationen und Toleranzen liegt oder nicht, so daß ein einfaches Ja- oder Nein-Signal abgegeben werden kann, welches das Prüfverfahren vom Fachwissen weniger abhängig macht. Außerdem will die Erfindung eine Reihe weiterer Vorteile und Merkmale erreichen, wie einen Festspeicher, welcher zum Halten einer Bibliothek von Parametern der bekannten Geophontypen imstande ist, und einen Arbeitsfestspeicher, welcher alle eingegangenen Parameter aufbewahrt, selbst wenn die Einrichtung von der Stromversorgung abgeschaltet ist.
Das wichtigste Merkmal ist die beträchtliche Verminderung des Einflusses der Umgebungstemperatur.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß jeder oder mehrere der folgenden Parameter
Dämpfung, Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit einer gemessenen Folge von Geophonen einzeln von der Impulsantwort abgeleitet und mit entsprechenden Bezugsparametern, die für eine Folge von Geophonen desselben Typs wie die untersuchten bestimmt sind, sowie mit gleicher Anzahl in Reihe und in paralleln Verbindungen verglichen werden.
Durch Aufnahme der Parameter der Impulsantwort - anstatt des Vergleiches der Amplitude und Form der Antwortkurve zu dem Impuls mit vorher gespeicherter oder berechneter guter Antwort in Form von Amplitudenwerten - legt die Erfindung die Basis zum Beseitigen des Temperatureinflusses und einer automatischen Bewertung des Ergebnisses der Messung anstatt einer individuellen Interpretation.
Daher ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Messung an einer zu untersuchenden Folge eine Eichungsmessung an einem ohmschen Meßwiderstand durchgeführt wird.
Da Meßwiderstände auf dem Markt erhältlich sind, die auf Temperaturänderungen sehr unempfindlich sind, stellt dieses Merkmal eine tatsächlich vollständige Beseitigung von Temperatureinflüssen sowohl auf die Geophone als auch auf die elektonische Einrichtung sicher. Eine Eichungsmessung kann jederzeit vor einer Messung vorgenommen werden. Dies ist insbesondere aufgrund der sehr schnellen Antwortzeit möglich, welche die Einrichtung der Erfindung realisieren kann.
Dabei gibt es ein zusätzliches Problem, das oben noch nicht erwähnt worden ist, d.h. die eingeschränkte Genauigkeit von Messungen im Falle von Geophonen, die eine hohe Dämpfung sowohl innerlich als auch bei einem Shunt aufweisen. Die Feldgeophone sind gewöhnlich bis zu 0,65 oder 0,70 der aperiodischen Dämpfung gedämpft. Mit derartig hohen Dämpfungswerten ist die Genauigkeit bei der Bestimmung von bestimmten Parametern sehr gering.
Die Erfindung sieht auch eine Lösung dieses Problems dadurch vor, daß ein negatives Widerstandnetzwerk zu den Geophon-Anschlüssen parallel geschaltet wird.
Ein solches negatives Widerstandsnetzwerk, dessen Wert gemäß den Spezifikationen der untersuchten Geophone eingestellt werden kann, vermindert die Dämpfung in einem derartigen gewünschten Maße, um die erforderliche Genauigkeit für sämtliche betroffenen Parameter zu erhalten.
Wie zuvor gesagt, wird die Impulsantwortuntersuchung nach der vorliegenden Erfindung verwendet, um die Empfindlichkeit, Dämpfung und Resonanzfrequenz herzuleiten. Darüber hinaus wird der durch das/die Geophon(e) zum Überwachen der Impulsantwort gesendete Strom verwendet, um einen weiteren Parameter der Geophon-Wicklung, nämlich seinen DC-Widerstandswert zu berechnen.
Gemäß der oben erwähnten Veröffentlichung werden die Impulsantwort der Geophone und die Aufnahmesystemvorverstärker analysiert, um die nichtlineare Verzerrung der Kombination zu bestimmen. Nach der Erfindung werden vorzugsweise Verzerrungstests an den Geophonen auf der Grundlage von genauen Sinuswellenströmen, die durch das/die Geophon(e) gesendet werden, durchgeführt, im Gegensatz zu dem Oil & Gas Journal, wo die Amplitude verwendet wird, um die Verzerrung zu schätzen.
Genauer wird dies dadurch realisiert, daß Verzerrungstests auf der Grundlage von genauen Sinuswellenströmen, die durch das/die Geophon(e) gesendet werden, durchgeführt werden, wobei der Ausgang des Geophons/der Geophone durch eine schnelle Fouriertransformierte behandelt wird, um den Wert jeder der Oberschwingungen der Eingangssinuswelle zu erhalten, aus der die gesamte Verzerrung als ein Bruchteil der in der Basissinuswelle enthaltenen Energie berechnet wird, und wobei die Verzerrung als ein Durchtritt über eine Vielzahl von Sinusperioden, vorzugsweise über 16 Perioden, bestimmt wird.
Vorzugsweise wird eine Phasenmessung an dem Geophon/den Geophonen auf der Grundlage einer Sinuswelle durchgeführt, welche gleichermaßen wie die Sinuswelle für den Verzerrungstest erzeugt wird.
Abhängig davon, ob das/die untersuchte(n) Geophon(e) innerhalb zulässiger Toleranzen liegen oder nicht, wird ein Gesamt- Ja/Nein-Signal erzeugt.
Die Erfindung betrifft nicht nur das Verfahren, sondern auch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Ausgehend von der Anordnung des Standes der Technik, wie oben in dem zweiten Absatz definiert, ist nun diejenige nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine vom seismischen Registrierungssystem unabhängige Anordnung ist und daß diese umfaßt:
(a) Mittel zum automatischen, einzelnen und quantitativen Ableiten jeden der folgenden Parameter des Geophons/der Geophone aus der Antwortspannung und/oder dem -strom: Dämpfung, Resonanzfrequenz, Empfindlichkeit,
(b) Mittel zum quantitativen Speichern oder Berechnen von entsprechenden Bezugsparametern,
(c) Mittel zum Vergleichen der für sich gemessenen Parameter mit den Bezugsparametern, und
(d) Mittel zum Darstellen der durch den Vergleich aufgefundenen Abweichungen.
Wenn Mittel zum Speichern der von einer Messung abgeleiteten Parameter als die Bezugsparameter für wenigstens eine nachfolgende Messung vorgesehen sind, wird die Arbeit beschleunigt und darüber hinaus betriebszuverlässiger, da sie noch unabhängiger von Umgebungseinflüssen ist. Dies wird ermöglicht, da in der Praxis die Zusammensetzung von Folgen im Feld, in Form der Anzahl und der parallelen oder seriellen Verbindung davon, für die Messungslage insgesamt identisch ist.
Um die verschiedenen bevorzugten Verfahrensschritte, wie oben beschrieben, realisieren zu können, ist die Anordnung weiter gleichsam bevorzugt durch jedes der folgenden Merkmale gekennzeichnet:
- Mittel sind zum Schalten eines Meßwiderstandes parallel zu den Anschlüssen vorgesehen, um die Geophone zu verbinden;
- ein negatives Widerstandsnetzwerk kann zu den Geophon-Anschlüssen parallel geschaltet sein und der Wert des negativen Widerstandsnetzwerkes ist einstellbar;
- ein Speicher ist vorgesehen, der eine Sinuswelle in numerischer Form beinhaltet, und dem Speicher ein D/A-Wandler zum Durchführen von Verzerrungstests nachfolgt;
- eine Schaltung ist vorgesehen, die zum Durchführen einer Schnellen Fouriertransformierten an einem Geophon-Ausgangssignal imstande ist.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Figur 1 ist eine äquivalente elektrische Schaltung eines Geophons.
Figur 2 ist ein typisches Beispiel einer Impulsantwortkurve.
Figur 3 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung nach dieser Erfindung.
Figur 4 ist ein detaillierteres Blockdiagramm des in Fig. 3 mit 2 bezeichneten Datenerfassungssystems.
Figur 5 ist ein Schaltungsdiagramm, um das Merkmal des negativen Widerstandes zu verdeutlichen.
Figur 6 ist ein ähnliches Schaltungsdiagramm, das die Verwendung des Meßwiderstandes zeigt.
Figur 7 ist ein Flußdiagramm einer Eichung und Messung unter Verwendung des Meßwiderstandes, der in Fig. 6 gezeigt ist.
Figur 8 ist ein Flußdiagramm des Programms soweit die Regelung des Systems selbst betroffen ist.
Figur 9 ist ein ähnliches Flußdiagramm des "Test"-Modus des Vorganges.

Übersicht über zu messende Parameter

Die folgenden Parameter werden über die Tastatur eingegeben oder über eine durch einen Benutzer programmierbare Bibliothek zugeführt, welche die Spezifikationen von bevorzugt 200 Geophonen enthalten kann:
- Resonanzfrequenz und Toleranz in %
- DC-Widerstand und Toleranz in %
- Dämpfung und Toleranz in %
- Empfindlichkeit und Toleranz in %
- sich bewegende Masse
- RtBcfn (die wohlbekannte Geophonkonstante, die ein Produkt aus Gesamtwiderstand, Dämpfung und Resonanzfrequenz ist)
- Reihen- oder Parallel-Anordnung.
Auf dieser Grundlage können die verschiedenen einstellbaren Werte des Stromes etc. ausgewählt werden und darauf wird eine Schritt-Antwort-Untersuchung für einzelne Geophone für die nachfolgenden Parameter verwendet:
- DC-Widerstand
- Dämpfung
- Resonanzfrequenz und
- Empfindlichkeit.
Getrennte Messungen werden durchgeführt für
- Phase
- Verzerrung
- Polarität und
- Kriechverlust.
Bei Geophonfolgen wird die erste Messung an einer Bezugsfolge ausgeführt, worauf Änderungen in folgenden Folgen im Vergleich mit der Bezugsfolge gemessen werden, wieder durch eine Schritt-Antwort-Untersuchung für
- DC-Widerstand
- Dämpfung
- Resonanzfrequenz und
- Empfindlichkeit.
Darauffolgend werden wieder durch getrennte Messung
- Phase
- Verzerrung und
- Kriechverlust
untersucht.

Theoretische Grundlagen für die Messung

Allgemein verwendete Geophone umfassen einen Magneten und eine Wicklung, wobei eines dieser Elemente stationär angeordnet ist, das andere federnd und beweglich. Seismische Schwingungen bringen die Wicklung relativ zu und in Wechselwirkung mit dem magnetischen Feld zum Schwingen. Dies erzeugt eine elektromagnetische Kraft über die Wicklung und einen Strom durch diese, welche ermittelt werden können und wovon Daten über die seismischen Schwingungen abgeleitet werden können.
Um das Verhalten des Geophons analysieren zu können, kann eine äquivalente Schaltung verwendet werden, welche in Fig. 1 dargestellt ist. Sie ist durch folgende Formeln charakterisiert
worin die Symbole folgende Bedeutung haben:
E(t) = Ausgangsspannung (V)
ωo = 27πfo(Hz)
fo = Resonanzfrequenz (Hz)
m = eff. sich bewegende Masse (kg)
Rdyn = dynamischer Widerstand (X)
bo = Dämpfung
G = Empfindlichkeit (Vsec/m)
Rc = Wicklungswiderstand (X).
Darunter ist zu verstehen, daß E(t) die Ausgangsspannung des Geophons, während es verwendet wird, ist. Bei der Analyse eines Geophons, was der Gegenstand des Verfahrens und der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wird ein Strom von einer externen Quelle in das Geophon geschickt.
Die Schritt-Antwort-Untersuchung wird eingesetzt, um 4 Geophonparameter zu erhalten. Bei dieser Meßtechnik wird ein DC-Strom durch die Wicklung geschickt und dieser Strom wird zur Zeit Null plötzlich unterbrochen, welche die Startzeit für die Messung ist. Durch den Strom wird die Wicklung aus ihrer Ruheposition abgehoben und nimmt eine bestimmte Abweichung aus dieser Ruheposition ein, die vom Stromwert im Verhältnis zu den Folgecharakteristiken abhängig ist. Zur Zeit Null beginnt die Wicklung gemäß einer bestimmten Antwortkurve, die abhängig ist von der Dämpfung, der Resonanzfrequenz und der Empfindlichkeit des Geophons in die Ruheposition zurückzukehren. Ein typisches Beispiel der Antwortkurve ist in Fig. 2 gezeigt, welche die Ausgangsspannung als Funktion der Zeit wiedergibt.
Die gerade erwähnten Parameter können durch eine Analyse dieser Antwortkurve berechnet werden.
Auf der Grundlage wohlbekannter theoretischer Betrachtungen, die hier nicht wiederholt werden, kann die Antwort als das Produkt einer Sinusfunktion und einer Exponentialfunktion ausgedrückt werden. Durch Differentiation dieser Funktion können Ausdrücke für die Extremwerte gefunden werden, in welchen auch die Null-Übergangszeiten vorkommen. Wenn T die Null-Übergangszeit ist und A&sub1; und A&sub2; der erste und zweite Extremwert des Geophon-Ausganges E(t) sind, lassen sich die folgenden Ausdrücke ableiten: Dämpfung: Resonanzfrequenz Empfindlichkeit:
Es wird hervorgehoben, daß unter Empfindlichkeit, wie hier gebraucht, die Spannungsempfindlichkeit, zu verstehen ist. Sie ist als Ausgangsspannung (in Volt) des Geophons definiert, die durch eine bestimmte Geschwindigkeit der sich bewegenden Wicklung (ausgedrückt in Meter/Sekunde) erzeugt wird.
Des weiteren wird hervorgehoben, daß der Wicklungswiderstand Rc aus der Messung der Spannung an den Geophon-Anschlüssen berechnet wird, welche aus einem genauen Strom aus einer Stromquelle resultiert, der durch die Wicklung gesendet wird, wobei das wohlbekannte 0hm'sche Gesetz angewendet wird:
Rc = Vc/Ic (Ohm) (8)
Diese Messung kann in der effizientesten Weise durchgeführt werden, wenn Ic als der Strom genommen wird, der für die Impulsantwortuntersuchung durch das Geophon gesendet wird, d.h. der Spulenwiderstand kann aus der Spannung über das Geophon während des Fließens des Direktstromes vor der Zeit Null der Impulsantwortmessung hergeleitet werden.

Das Gesamtsystem

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des Datenverarbeitungssystems der gesamten Geophon-Untersuchungseinrichtung. Ein auf einem Mikroprogramm basierender Regler oder Mikroprozessor 1 weist Datenübertragungswege zu einem Datenerfassungssystem 2 auf, welches wiederum mit einem Geophon oder Geophonen 3 in Verbindung steht, das je nach dem ein einzelnes Geophon, eine Bezugsfolge oder eine zu untersuchende Folge ist.
Eine Tastatur 4, welche eine 16 Tasten umfassende Tastatur sein kann, kann zur Eingabe der Anweisungen oder Parameter verwendet werden. Viele Daten werden jedoch aus der Bibliothek 5 entnommen, die ein programmierbares Festkörperbibliotheksmodul ist, welche die Spezifikation bekannter Geophone enthalten kann. Sie kann ausgetauscht werden.
Das Datenspeicherungsmodul 6 ist ebenfalls als ein Festspeicher zur Aufzeichnung der Daten ausgeführt. Das Modul 6 kann ebenfalls ausgetauscht werden, so daß sein Inhalt im Büro ausgewertet werden kann. Des weiteren existiert ein mathematisches Untersystem 7, bestimmt um bestimmte mathematische Operationen auszuführen. Es erlaubt die Verwendung goniometrischer Funktionen, insbesondere für die Schnelle Fouriertransformierte, welche im Verzerrungstest angewendet wird, als auch die Verwendung von Fließpunktvariablen. Ein solcher arithmetischer Chip ermöglicht es, die Berechnungen zu beschleunigen, wobei das Programm einfach gehalten werden kann.
Die kleinste Einheit enthält auch ein Display 8, welches in der praktischen Ausführung ein LCD ist.
Das soweit beschriebene System bildet die kleinste unabhängige Einheit, welche, naturgemäß mit einer Batterie als Energiequelle versehen, eine vollständige Geophonuntersuchungseinrichtung für die Feldanwendung ist. Falls gewünscht, können Daten an das Verarbeitungszentrum übertragen werden, indem die Speichermodule 6 ausgetauscht werden. Ebenfalls gewünscht, kann eine Verbindung zu einem Drucker 9 hergestellt sein, der in der praktischen Ausführung ein Thermodrucker sein kann. Ein derartiger Drucker kann im Feld verwendet werden, aber er benötigt Platz und erfordert zusätzlich Kapazität der Energiequelle.

Das Datenerfassungssystem

Das Datenerfassungssystem 2 (Fig. 3) ist genauer in Fig. 4 dargestellt.
Um die Impulsantwortuntersuchung durchzuführen, ist die Stromquelle ein Spannungs- und Stromumwandler 10, der von dem Ausgang einer DC-Quelle 11 angetrieben ist, welche durch einen programmierten Dämpfer 12 gedämpft ist.
Die Stromquelle 10 treibt das Geophon oder die Geophone 13 an, welche zwischen den Anschlüssen 14, 14' verbunden sind und welche diejenigen sind, die als Referenz zu verwenden sind als auch die zu untersuchen sind. Weitere Einzelheiten der Vergleichsmethode, die eine Referenz verwendet, sind unten angegeben.
Ein negatives Widerstandsnetzwerk 15 ist mit dem Ausgang der Stromquelle 10 verbunden, um dem Geophon, das untersucht wird, die negative Dämpfung hinzufügen zu können. Weitere Einzelheiten dieses Gedankens einer negativen Dämpfung werden unten gezeigt.
Ein weiteres spezifisches Merkmal ist die Verwendung eines Vergleichsmeßwiderstandes 16, um das System vor jeder Untersuchung zu eichen, als ein Mittel um Temperatureinflüsse auszuschließen. Weitere Einzelheiten zu dieser Idee eines Vergleichswiderstandes sind ebenfalls unten gezeigt.
Das zu messende Signal wird über eine Probe- und Halteeinheit 17 zu einem Analog/Digital-Wandler 18 gesendet, um in ein Digitalsignal, welches ausgegeben werden kann, umgewandelt zu werden.
Die Sinuswelle, welche für den Verzerrungstest verwendet wird, wird numerisch im ROM 19 aufgezeichnet. Dieser ROM ist vorzugsweise ein 1024-Bit-Speicher, womit die Sinuswelle mit einer Auflösung von 12 Bit aufgezeichnet wird. Über den Adressengenerator 20 wird der ROM 19 durch den ersten programmierbaren Taktgenerator 21 gelesen, der die gewünschte Frequenz erzeugt; das Ablesen wird im D/A-Wandler 24 in ein Analogsignal umgewandelt. Auf diese Weise wird eine Sinuswelle erzeugt, die in hohem Maße unverzerrt ist, während die gewünschte Amplitude durch den Dämpfer 12 eingestellt wird.
Angesichts der Auflösung von 12 Bit, die für die Aufzeichnung der Sinuswelle im Speicher 19 gewählt wird, ist der A/D-Wandler 18 bevorzugt ein 16-Bit-Wandler. Diese 16-Bit-Auflösung wird wegen des hohen dynamischen Ranges gewählt, die es erlaubt, eine Verstärkungsfaktormessung zu vermeiden, im wesentlichen in einem 12-Bit-System die gesamte verfügbare Auflösung zu verwenden. Der A/D-Wandler ist bevorzugt vom Hochleistungs- CMOS-Typ mit geringem Verbrauch.
Im Hinblick auf die Verwendung der schnellen Fouriertransfor mierten (FFT) zur Untersuchung der harmonischen Verzerrung, wird die Sinuswelle 32mal in jeder vollen Periode abgetastet. Eine volle Übereinstimmung des endlichen Analogwertes ist gewährleistet, wenn dieses Abtasten durch ein Taktsignal reguliert wird, das eine Frequenz besitzt, die 1/32 der ursprünglichen Frequenz des Taktgenerators 21 besitzt. Zu diesem Zweck ist ein Teiler durch 32, durch Bezugsziffer 22 gekennzeichnet, vorgesehen, dessen Ausgang an einem Regeleingang des A/D-Wandlers 18 geschaltet werden kann, wie in dem Diagramm der Fig. 4 angegeben (es wird darauf hingewiesen, daß 1024:32=32).
Für die Impulsantwortuntersuchung auf der Basis des DC-Impulses von der Quelle 11 kommt der Umwandlungsbefehl an den A/D- Wandler vom Programmierbaren Taktgenerator 23.

Die Vergleichende Methode

Ein Hauptproblem bei der Untersuchung von Geophonen und insbesondere von Geophonfolgen ist der große Einfluß der Temperatur. Es existiert ein Einfluß der Temperatur sowohl auf die Eigenschaften der Geophone selbst als auch auf die Meßeinrichtung. Der Einfluß beider Faktoren kann durch die vergleichende Meßmethode dieser Erfindung beträchtlich vermindert werden.
Dies impliziert nicht notwendigerweise, daß eine Bezugsfolge und die zu untersuchende Folge gleichzeitig verbunden und gemessen werden. Es reicht vollständig aus, wenn die Meßeinrichtung nur einen Satz Anschlüsse hat, an welchen eine erste Bezugsfolge angeschlossen und gemessen wird, worauf alle maßgeblichen Parameter, welche aus der Messung der Bezugsfolge hergeleitet werden, in einem Speicher beliebiger Form aufgezeichnet werden. Daraufhin kann die zu untersuchende Folge den Platz der Bezugsfolge an den Anschlüssen einnehmen und jeder der gemessenen Parameter kann mit dem entsprechenden Bezugswert im Speicher verglichen werden. Der Unterschied kann dem Benutzer entweder als Display der Unterschiede der einzelnen Parameter dargestellt werden oder, wenn diese Vorgehensweise bevorzugt ist, in einem Entscheidungsprozeß überarbeitet werden, welcher endlich eine Ja/Nein-Darstellung liefert. In jedem Fall ist es klar, daß das Ergebnis wieder aufgezeichnet werden kann, sowohl in einem lokalen als auch in einem zentralen Speicher.
Nachfolgende Folgen können untersucht und in der gleichen Weise mit den Bezugsparametern verglichen werden, und dies kann solange fortgesetzt werden, solang sich keine beträchtlichen Änderungen in den Temperaturbedingungen ergeben, sowohl im Feld am Ort der zu untersuchenden Folge und dem Ort der Bezugsfolge als auch in der elektronischen Einrichtung. Sobald die Bedienungsperson die Möglichkeit eines Temperaturwechsels wähnt, müßte sie die Parameter einer Folge als die Bezugsparameter für die nachfolgenden Messungen aufzeichnen.
Die vergleichende Methode ist insbesondere für Folgen im Feld nützlich. Obwohl es durchaus möglich ist, die gleiche vergleichende Methode für einzelne Geophone anzuwenden, besteht dazu gewöhnlich weniger Grund, da die Untersuchung einzelner Geophone eher in einer Zentralstation oder einem Labor ausgeführt wird als im Feld, so daß Temperaturbedingungen weniger Änderungen unterworfen sind.

Der Bezugsmeßwiderstand

Das zweite Merkmal, um Temperatureinfluß auszuschalten, ist die Verwendung eines Meßwiderstandes als ein Bezug. Fig. 6, welche im wesentlichen die gleiche Schaltung wie Fig. 5 darstellt, verdeutlicht, daß der Meßwiderstand Rp in die Rückkopplungsschleife des Verstärkers 25 mit Hilfe eines Schalters eingeschaltet werden kann, in anderen Worten ist er parallel über dem Satz Anschlüsse, welche zum Verbinden des Geophons oder der Geophonfolgen verwendet wird, angeordnet.
Es sind Meßwiderstände im Handel erhältlich, welche eine Toleranz von 0,01 % und einen Temperaturkoeffizienten von ± l ppm/ºC im Temperaturbereich von 0º bis +60º und ± 5 ppm/ºC im Temperaturbereich von -55º bis +155ºC besitzen.
Fig. 6 veranschaulicht auch eine Widerstandsleiter 28, die dazu verwendet werden kann, den konstanten Strom, der durch das Geophon geschickt wird, einzustellen.
Um die Schaltung zu eichen, wobei Rp eingefügt ist, wird der Strom zuerst auf Null eingestellt, indem alle Schalter im Netzwerk 28, mit Ausnahme des einen, der den Eingang erdet, geöffnet werden. In diesem Zusammenhang ist die Gegenwart einer Spannung an dem mit Vg gekennzeichneten Punkt ein Offset in dem System.
Der nächste Schritt besteht darin, den Strom durch Rp auf den Wert einzustellen, der beabsichtigt ist, für das zu untersuchende Geophon 26 verwendet zu werden (und in Abhängigkeit der Parameter dieses speziellen Geophontyps). Die Spannung wird wieder gemessen und nach dem Abziehen der Offset-Spannung ist die tatsächliche Spannung über Bezugswiderstand Rp bekannt.
Diese Eichung ist unabhängig davon, ob der Strom durch den Widerstand den exakten gewünschten Wert hat, aber insbesondere unabhängig von den Eigenschaften des A/D-Wandlers 18 (Fig. 4) und Temperatureinflüssen auf diese Eigenschaften.
Daraufhin wird die Spannung über das Geophon 26 bestimmt, was ermöglicht, dessen DC-Widerstand aus dem Verhältnis zwischen der Spannung über dem Geophon und der Spannung über Rp abzuleiten. Auf diese Weise ist der Widerstand des Geophons im wesentlichen mit der gleichen Genauigkeit bekannt wie die Genauigkeit des Widerstandes von Rp.
Auf diese Weise kann das System vor jeder Untersuchung einfach geeicht werden. Fig. 7 zeigt diese Schritte in einem Flußdiagramm.

Negative Dämpfung

In der Schritt-Antwort-Untersuchung resultiert eine höhere Dämpfung in einem niedrigeren zweiten Peak A&sub2; (siehe Fig. 2). Das macht es schwieriger, und manchmal sogar unmöglich, einen zweiten Peak aufzuzeichnen, ungeachtet davon, ob die Dämpfung von einer hohen inneren Geophondämpfung resultiert oder von der Verwendung eines Dämpfungswiderstandes.
Insbesondere ist es für eine Feldunteruchungseinrichtung wichtig, eine Lösung für diese Dämpfungsprobleme zu finden, weil im Feld alle Geophone gewohnlich durch einen externen Widerstand auf 65 oder 70 % der aperiodischen Dämpfung gedämpft werden.
Um die Verzerrung zu messen, wird das Geophon - oder werden die Geophonfolge, je nach Fall - mit einem verzerrungsfreien elektrischen Signal getrieben; die erzeugte Verzerrung wird an den Anschlüssen, wo das Geophon oder Folge angeschlossen sind, gemessen. Es wird daran erinnert, daß nichtlineare Verzerrung der Prozentsatz von Oberschwingungen in Bezug auf die Grundfrequenz ist.
Bei der Durchführung dieser Messung müssen verschiedene Korrekturen vorgenommen werden. Eine Korrektur folgt aus der Tatsache, daß Rc und Rdyn (siehe die elektrische äquivalente Schaltung von Fig. 1) eine spannungsteilende Funktion besitzen, hinsichtlich dessen, was als die erzeugende Spannung des Verzerrungsproduktes in dem Geophon betrachtet werden kann. Ein zweite Korrektur muß eingeführt werden, wenn ein Geophon untersucht wird, welches mit einer externen Dämpfung mittels eines zu dem Geophon selbst parallel geschalteten Widerstandes versehen ist.
Die zwei wichtigsten Faktoren, die die Verzerrung eines Geophons beeinflußen, sind Nichtlinearität der Folgen und Inhomogenität des magnetischen Feldes. Beide Faktoren neigen dazu, bei höheren Auslenkwerten anzusteigen, was in eine höhere Verzerrung resultiert. Daher ist es wichtig, die Verzerrung bei der richtigen Auslenkung zu untersuchen, welche durch die Bestimmung des richtigen Wertes des Stromes von der Quelle bestimmt wird, welche verwendet wird, um die Geophone während der Untersuchung anzutreiben.
Gemäß der Erfindung wird eine Verminderung der Dämpfung erreicht, indem ein negatives Widerstandsnetzwert, wie es im Schaltungsdiagramm von Fig. 5 dargestellt ist, verwendet wird. Der Verstärker 25 stellt die Ursprüngliche Stromquelle dar. Er ist als ein Operationsverstärker gekoppelt, wobei er einen Eingang an Erde aufweist und der andere Eingang das Ende einer Rückkopplungsschleife ist, welches das Geophon 26 enthält. Wegen der inhärenten Eigenschaften des Operationsverstärkers -Eingangsscheinwiderstan ∞ und Verstärkungsfaktors ∞ - wird der zweite (obere) Verstärkereingang ebenfalls bei Nullspannung sein. Daher wird eine Eingangsspannung U in die Schaltung einen Strom Ig = U/R erzeugen. Dies erzeugt einen Ausgleichsstrom Ig durch die Rückkopplungsschleife, d.h. durch das Geophon, unabhängig vom Geophonscheinwiderstand Zg. Der Vertärker 25 ist ein invertierender Verstärker und daher ist die Spannung über dem Geophon -Vg.
Ein Verstärker 27 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 25 und dem zweiten Eingang davon über einen Widerstand Rn und mit einem Schalter 28 gekoppelt. Wenn der Schalter 28 geschlossen wird, wird der Verstärker 27 die Geophonspannung -Vg invertieren und einen Strom In erzeugen, der durch den Wert Rn bestimmt wird. Dieser Strom In wird zu Ig in der Rückkopplungsschleife hizugefügt. Daher ergibt sich nun die Spannung über das Geophon:
Vg =Zg (Ig + In)
wobei In = Vg/Rn wie oben angegeben ersetzt wird. Man kann nun folgern, daß:
Vg = Ig/1Zg-1/Rn
Aus diesem letzten Ausdruck ergibt sich ein negativer Widerstand Rn, der virtuell parallel zum Scheinwiderstand Zg des Geophons geschaltet ist.
In der Praxis ist es möglich, ein Reihe von Widerständen mit verschiedenen Werten Rn zu verwenden, wobei jeder mit seinem entsprechenden Schalter wie 28 versehen ist, sodaß die Bedienungsperson oder das Programm eine Auswahl treffen kann.
Auf diese Weise kann die Amplitude A&sub2; des zweiten Extrems so hoch wie gewünscht gemacht werden. Beispielsweise kann die negative Dämpfung in einem praktischen Fall, bei dem A&sub1;/A&sub2; 15 wäre, verwendet werden, um ein Verhältnis A&sub1;/A&sub2; = 1,20 zu erhalten, d.h. das zweite Extrem oder Peak beträgt 80 % des ersten Peaks. Das macht die Genauigkeit der Schritt-Antwort-Untersuchung viel besser und erlaubt einen viel höheren Geräuschpegel.
Im Falle der Verzerrungsuntersuchung kann gezeigt werden, daß eine Steigerung um den Faktor 20 oder mehr im Vergleich mit einem Signal erhalten werden kann, das mit dem ursprünglichen Geophon gemessen wird, welches eine aperiodische Dämpfung von 65 % aufweist. Deshalb liefert auch hier das Ergebnis eine viel genauere Untersuchung.

Die FFT-Methode

Die nichtlineare Verzerrung einer Folge von Geophonen oder eines einzelnen Geophons wird durch die Verwendung einer schnellen Fouriertransformierten bestimmt. Dies ermöglicht, die Verzerrung eines Geophons zu messen, ohne an Extreme gehen zu müssen, um diese von den äußeren Schwingungen zu isolieren.
Die Verzerrung wird gemessen, indem ein Mittel über 16 Perioden der Sinuswelle genommen wird, welche durch den Sinuswellengenerator 19-21 (Fig. 4) erzeugt wird. Als Ergebnis der Verzerrung kann die Welle, welche aus dem Geophon/den Geophonen kommt, Oberschwingungen verschiedener Ordnungen und verschiedener Größe enthalten. Die nichtlineare Verzerrung kann bis zur 16. Oberschwingung hin gemessen werden, falls erwünscht, obwohl es regelmäßig ausreichend sein wird, bis zur dritten Oberschwingung zu gehen. Die FFT - die eine Operation darstellt, welche an sich als Mittel zur Transformation der Domäne der Zeit in die Domäne der Frequenzen bekannt ist - ergibt jede Oberschwingungsfrequenz mit der zugehörigen Amplitude. Endlich wird die gesamte Energie, welche in den Oberschwingungsfrequenzen enthalten ist, bestimmt und üblicherweise als ein Prozentsatz der Energie der Basissinuswelle ausgedrückt.

Die Phasenmessung

Es wird ebenfalls eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Messung der Phasendifferenz zwischen dem Signal, durch welches das Geophon oder die Geophonfolgen angetrieben ist bzw. sind und dem Ausgangssignal durchzuführen. Dies kann als eine Kontrolle der Messung der Dämpfung für diejenigen Bedienungspersonen, die das bevorzugen, verwendet werden.
Die Phasenmessung kann auf der Grundlage einer Sinuswelle, welche aus dem gleichen Generator 19-21 (siehe Fig. 4) wie die Sinuswelle für die Verzerrungsuntersuchung entnommen wird, durchgeführt werden. In diesem Fall wird der programmierbare Takter 21 auf eine geeignete Frequenz gesetzt, welche das 1,4fache der Resonanzfrequenz des untersuchten Geophons beträgt.

Das Fließdiagramm des Programms

Um das Verfahren und die Anordnung der Erfindung zu veranschaulichen und weiter zu verdeutlichen, werden Fließdiagramme des Programms in den Figuren 8 und 9 gezeigt.
Zu Beginn muß die erste Auswahl zwischen "System" und "Untersuchung" gemacht werden.
"System" ist in Fig. 8 gezeigt. Die erste Auswahl ist hier zwischen "Bibliothek" und "Kennwort". "Bibliothek" beinhaltet alle Möglichkeiten, um Inhalte zu "Kopieren", "Drucken" (auf Bildschirm oder Drucker) oder "Modifizieren" und neue Module für die Verwendung von "Daten" oder "Bibliothek" zu "Initiieren".
Für Modifizierungen wird ein Kennwort benötigt und in der Abteilung "Kennwort" ist es dem autorisierten Benutzer möglich, ein neues Kennwort zu eröffnen.
Im "Untersuchungs"-Modus, der in dem Fließdiagramm von Fig. 9 veranschaulicht ist, wird wieder ein Kennwort abgefragt. Wenn dieses korrekt eingegeben wird, können die Daten des zu untersuchenden einzelnen Geophons bzw. der Folge eingegeben werden. Dies kann entweder durch eine einfache Bezugnahme auf eine Daten-Dateinummer in der Bibliothek erfolgen oder für den Fall, daß ein Geophon untersucht werden soll, welches noch nicht in die Bibliothek eigegeben worden ist, können dessen Daten mit Hilfe einer Tastatur eingegeben werden.
Dann muß eine Auswahl zwischen einer "Folge" oder einem "Einzelnen" Geophon getroffen werden.
Für eine "Folge"-Untersuchung wird die Anzahl der Geophone, welche in Reihe in der Folge verbunden sind, abgefragt und auch die Anzahl, welche "parallel" verbunden ist. Auf der Grundlage dieser Informationen berechnet der Mikroprozessor die Testparameter. Diese Parameter können den Stromwert für die Impulsuntersuchung, welche durch die Folge geschickt wird (vgl. die Widerstandsleiter 28 in Fig. 6) den Wert des negativen Widerstandes, wenn er angewendet wird, die Frequenz und Amplitude der Sinuswelle für die Verzerrungsuntersuchung beinhalten. Diese Parameter werden natürlich im Arbeitsspeicher registriert.
Die nächste Anweisung, die eingegeben werden muß, ist, ob die "Verzerrung" und/oder "Phase" gemessen werden soll oder nicht und ob die Daten aller zu messenden Folgen erhalten, d.h. in dem Datenmodul 6 gespeichert werden sollen oder nicht.
Dann muß eine Auswahl getroffen werden, ob eine vollständige Untersuchung durchgeführt werden soll, d.h. eine Untersuchung mit Display und/oder Aufzeichnung aller einzelner Parameter, oder eine Untersuchung, bei der das System selbst auf der Basis von Information über Toleranzen wie sie in der Bibliothek und/oder Speicher aufgezeichnet sind, darüber entscheidet, ob das untersuchte Geophon oder Folge den Standards entsprechen oder nicht, so daß ein einfaches "Ja/Nein"-Signal angezeigt wird, wobei das Anzeigen auf dem Bildschirm der Parameter, für die das Geophon oder Folge zurückgewiesen sind, beinhaltet ist.
In jedem Fall muß die Bezugsfolge verbunden und untersucht werden und die Versuchsdaten werden in dem Arbeitsspeicher des Zentralprozessors aufbewahrt, daraufhin kann die unbekannte Folge angeschlossen werden. Eine derartige Untersuchung kann effektiv gestartet werden und die Parameter, welche gemessen werden, werden dargestellt. Das Display enthält auch bevorzugt eine Hoch/Niedrig-Anzeige für den Fall, daß geschlossen wird, daß die Folge außerhalb ihrer Spezifikationen liegt.
Das Endergebnis der ganzen Anfangsphase, d.h. bis zu dem Moment, in dem die unbekannte Folge angeschlossen wird, wird im Speichermodul gespeichert. Da dies ein Festspeicher ist, wird die ganze Information sicher aufbewahrt, auch wenn die Energiezufuhr abgeschaltet wird. Nach dem Wiedereinschalten kann die Untersuchung sofort durch Drücken der Taste "Start" nach dem Anschluß der nächsten zu untersuchenden Folge begonnen werden.
Im "Ja/Nein"-Modus wird das Endergebnis eine Anzeige der Anweisung "Ja" oder "Nein" sein, wenn ein Parameter außerhalb der Spezifikationen liegt. Vorzugsweise wird auch der zurückgewiesene Parameter als auch ein Hoch/Niedrig-Anzeige dieses Parameters angezeigt. Auch ist es möglich, ein hörbares Warnsignal zu erzeugen, welches die Verwendung auf dieser Linie noch einfacher macht.
Wenn einzelne Geophone gemessen werden sollen, kann man sofort zu der Stufe fortfahren, auf der festgestellt wird, ob die Verzerrung und die Phase gemessen und die Versuchsdaten aufbewahrt werden sollen oder nicht. Auch das Anschließen und Untersuchen eines Vergleichs wird übersprungen und für den Rest wird das Programm in derselben Weise wie für die Untersuchung von Folgen, wie oben beschrieben, durchgeführt.

Claims

1. Verfahren zum Analysieren von Geophonen, das Senden von elektrischen Stromimpulsen durch die Geophone, Messen der Ausgangsspannungen und/oder -ströme als Funktionen der Zeit, welche die Information über die Geophone liefernde gesamte Impulsantwort bilden, und Vergleichen dieser Information mit gespeicherter oder berechneter Bezugsinformation umfaßt, nach welchem mindestens die Abweichungen zwischen gemessener Information und Bezugsinformation fur eine weitere Bewertung und/oder Verarbeitung bestimmt und/oder dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder oder mehrere der folgenden Parameter

Dämpfung, Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit einer gemessenen Folge von Geophonen einzeln von der Impulsantwort abgeleitet und mit entsprechenden Bezugsparametern, die fur eine Folge von Geophonen desselben Typs wie die untersuchten bestimmt sind, sowie mit gleicher Anzahl in Reihe und in parallelen Verbindungen verglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Messung an einer zu untersuchenden Folge eine Eichungsmessung an einem ohmschen Meßwiderstand durchgefuhrt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, angewendet auf Geophone mit hoher Dämpfung, entweder anfänglich oder durch einen Shunt, dadurch gekennzeichnet, daß ein negatives Widerstandsnetzwerk zu den Geophon-Anschlussen parallel geschaltet wird.

4. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das/die Geophon(e) zum Erzeugen der Impulsantwort gesendete Strom verwendet wird, um den Geophon-Wicklungs-DC-Widerstandswert zu berechnen.

5. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verzerrungstests auf der Grundlage von genauen Sinuswellenströmen, die durch das/die Geophon(e) gesendet werden, durchgeführt werden, daß der Ausgang des Geophons/der Geophone durch eine schnelle Fouriertransfomierte behandelt wird, um den Wert jeder der Oberschwingungen der Eingangssinuswelle zu erhalten, aus der die gesamte Verzerrung als ein Bruchteil der in der Basissinuswelle enthaltenen Energie berechnet wird, und daß die Verzerrung als ein Durchschnitt über eine Vielzahl von Sinusperioden, vorzugsweise über 16 Perioden, bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenmessung an dem Geophon/den Geophonen auf der Grundlage einer Sinuswelle durchgefuhrt wird, welche gleichermaßen wie die Sinuswelle für den Verzerrungstest erzeugt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamt-Ja/Nein-Signal erzeugt wird, das davon abhängig ist, ob das/die untersuchte(n) Geophon(e) innerhalb zulässiger Toleranzen liegen oder nicht.

8. Anordnung zum Analysieren von Geophonen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die Mittel zum Verbinden eines Geophons oder einer Geophonfolge, ein Paar von Anschlüssen für wenigstens eine Spannungs- oder Stromquelle, die oder der durch das/die Geophon(e) zu senden ist, Mittel zum Erfassen der Antwort des Geophons/der Geophone auf die durch dieses/diese gesendeten Spannungs- oder Stromimpulse, Mittel zum Speichern oder Berechnen von Bezugsinformation und Mittel zum Ermöglichen eines zwischen der Impulsantwort eines untersuchten Geophons oder einer untersuchten Geophonfolge und der Bezugsinformation vorzunehmenden Vergleiches umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine vom seismischen Registrierungs System unabhängige Anordnung ist und daß diese umfaßt:

(a) Mittel zum automatischen, einzelnen und quantitativen Ableiten jeden der folgenden Parameter des Geophons/der Geophone aus der Antwortspannung und/oder dem -strom:

Dämpfung, Resonanzfrequenz, Empfindlichkeit,

(b) Mittel zum quantitativen Speichern oder Berechnen von entsprechenden Bezugsparametern,

(c) Mittel zum Vergleichen der für sich gemessenen Parameter mit den Bezugsparametern und

(d) Mittel zum Darstellen der durch den Vergleich aufgefundenen Abweichungen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Speichern der aus einer Messung abgeleiteten Parameter als Bezugsparameter fur wenigstens eine nachfolgende Messung vorgesehen sind.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Anschlüssen zum Verbinden der Geophone Mittel zum Schalten eines Meßwiderstandes vorgesehen sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein negatives Widerstandsnetzwerk zu den Geophon-Anschlüssen parallel schaltbar ist und daß der Wert des negativen Widerstands-Netzwerkes einstellbar ist.

12. Anordnung nach einem der Anspruche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher vorgesehen ist, der in numerischer Form eine Sinuswelle beinhaltet und dem ein D/A-Wandler zum Durchfuhren von Verzerrungstests nachgeschaltet ist.

13. Anordnung nach einem der Anspruche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung vorgesehen ist, die zum Durchführen von schnellen Fouriertransformierten auf ein Geophon-Ausgangssignal geeignet ist.