几种沉积相的主要鉴别标志
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几种沉积相的主要鉴别标志
鉴别标志沉积相岩石类型及
成分
结构构造生物化石剖面结构砂体形态
深水浊积相陆源碎屑浊
积岩以复成
分
砾岩和杂砂
岩为特征。
古
代海相复理
石浊积岩中
有
大量成熟度
低的物质,如
岩屑、长石和
棱角状石
英。
近源的沟
道浊积岩主
要为不等粒
结构的长石
砂
岩和岩屑砂
岩。
远源的末
稍至深水平
原浊积岩以
粉
砂—细砂为
主,主要为石
英杂砂岩或
长石石英杂
砂
岩,其次为长
石砂岩,岩
屑砂岩较少
浊积岩的颗粒/杂
基比值
低,分选性很差到
较好。
概率图只有一条
斜度不大
的较平的直线或
微向上凸
的弧线,说明只有
一个递
变悬浮次总体,粒
度范围
分布很广,分选
差。
在C
—M图上,点的分
布平
行于C=M线,属于
粒度
悬浮区,也反映递
变悬浮
沉积为主的特点
以递变层理或叠
覆递变层
理为其最主要的
鉴别标
志,其次还有平
行层理、
波状层理、旋涡
层理、滑
塌变形层理等。
除层理
外,还有槽模、沟
模、重
荷模、撕裂屑、
旋涡层、
变形砾、直立砾、
漂浮砾、
液化锥、液化管、
碟状构
造、水下岩脉等
特殊构造
类型,它们具有
良好的指
相性
除指示深水环境
的实体化
石如有孔虫、放
射虫、钙
质超微化石外,
深水的遗
迹化石如平行层
理的爬
迹、网状迹和平
行潜穴等
更具良好的指相
性
具完整或
不完整的
鲍马序
列(鲍马
层序)
在平面上
呈扇形,舌
形;
剖面上呈
透镜状
三角洲相以砂岩、粉砂
岩、粘土岩
为主,成分成
熟度较河流
相高,在三角
洲平原沉积
中常见有暗
其结构成熟度较
河流相
高,由陆向海方
向,砂岩
中的碎屑粒度和
分选有变
细变好的总趋势。
层理类型复杂多
样。
河流
中沉积作用和海
洋波浪潮
汐作用形成的各
种构造同
时发育,如砂岩
海生和陆生生物
化石的混
生现象是三角洲
沉积的又
一重要特征。
但
在三角洲
形成过程中,由
三角洲沉
积在垂向
上由下
向上依次
为前三角
洲泥、
三角洲前
在平面上
呈朵状或
指状,
垂直或斜
交海岸分
布;剖
面上呈发
色有机质沉积,如泥炭或薄煤层等。
无或极少砾岩和化学岩, 这是与河流相和湖泊相的
区别之一在C—
M图上,三角洲前
缘具
有QR和RS段,其
中以
RS段最发育,反映
以悬
浮搬运为主,滚动
组分较
少。
在概率图上,
远砂坝
沉积的粒度分布
主要由细
粒的单一悬浮总
体组成;
河口沙坝沉积有
三个次总
体,其中以跳跃总
体为主,
其粒度区间为2~
3.5φ,
分选好,其他两个
总体含
量少,分选差
和粉砂岩
中见流水波痕、
浪成波
痕、板状和槽状
交错层
理,泥岩中发育
水平层
理。
此外还发育
有波状、
透镜状层理、包
卷层理、
冲刷—充填构
造、变形构
造、生物扰动构
造等
于咸、淡
水混合,盐度变
化大,水
体混浊度高,狭
盐性生物
不易生长繁殖,
因此能堆
积埋藏并保存为
化石的原
地生长生物主要
为广盐性
生物,如腹足类、
双壳类、
介形虫等;异地
搬运埋藏
的主要为河流带
来的陆生
动植物碎片。
在
一个完整
的三角洲垂向层
序中,海
生生物化石多出
现于层序
的下部,向上逐
渐减少,
但陆生生物化石
向上增
多,甚至在顶部
出现沼泽
植物堆积而成的
泥炭或煤
层
缘砂和三
角洲平
原分支河
道沉积的
下细上
粗的反旋
回层序。
在层序
顶部三角
洲平原分
支河道
沉积中为
下粗上细
的正旋
回。
这与
河流相沉
积的间
断性正旋
回有显著
的不同
散的扫帚
状,向
前三角洲
方向插入
泥质沉
积之中,与
前三角洲
泥呈
齿状交叉
续表
鉴别标志沉积相岩石类型及成
分
结构构造生物化石剖面结构砂体形态
潟湖相淡
化
潟
湖
相
若为碎屑沉积,
则主要是钙
质粉砂岩、粘土
岩、粉砂质
粘土岩,粗碎屑
很少。
可有
粒度细,粗粒
级颗粒少
因潟湖中水体
能量弱,不
易形成交错层
理。
若有波
浪作用,可形成
缓波状层
与海相相比,
生物种类单
调,适应淡化
水体的广盐
性生物如腹
足类、双壳
在地层剖面
结构上常与
沙
坝、障壁岛沉
积交互出现
方解石、铁锰结核、二氧化
硅矿物等,当盆地被隔绝时
可产生黄铁矿、菱铁矿、鲕
绿泥石等。
若为碳酸盐沉积, 则以泥晶、微晶灰岩及白云岩,含泥含云灰岩为主,夹
有骨屑灰岩条带及透镜体, 很少鲕粒理、水平波状层
理及对称
或不对称波痕。
极少虫
孔,偶见干裂
类、苔藓类、
藻类等数量
大为增多。
正
常海相生物
在淡化潟湖
中常发生畸
变,如个体变
小、壳体变
薄、具特殊纹
饰等反常现
象。
当潟湖底
部有H2S存
在时,可使生
物群绝迹
咸化潟湖相若为碎屑沉积,
以粉砂岩、粉
砂质泥岩为主,
并可夹有盐渍
化和石膏化的
砂质粘土岩,几
乎无粗碎屑沉
积,可出现石
膏、盐岩夹层。
膏盐类沉积是
咸化潟湖的重
要特征之一。
若
为碳酸盐沉积,
则主要是灰
岩、白云岩,并
夹石膏及盐岩
层,可出现天青
石、硬石膏、
黄铁矿等自生
矿物
潟湖环境安静,
一般多出
现水平层理及
塑性变形层
理,斜层理不发
育。
盐类
沉积中可见周
期性溶解作
用所引起的
“冲刷面”。
还可见盐类假
晶及泥裂
生物种属单
调,以广盐性
生物最发育,
特别是腹足
类、双壳类、
介形虫等数
量大为增加。
适应正常盐
度的生物如
珊瑚、棘皮
类、头足类、
大多数腕足
类、苔藓虫等
全部绝迹。
当盐度增高
至一定限度
时,大生物即
行灭绝
障壁岛相主要为中—细
砂岩和粉砂
岩,重矿物较富
集颗粒分选和
磨圆较好,多
为化学物质
胶结。
上部沙
丘因风的改
造,砂质纯
净,颗粒表面
呈毛玻璃
障壁岛相具厚
层楔状、槽
状交错层理,也
可发育低
角度板状交错
层理,常具
不对称波痕及
冲蚀痕迹。
原地生物化
石较少,生物
介壳多为异
地埋藏
平面上呈与
海岸平行的
狭
长条带状,笔
直或微弯
曲,甚至具微
弱分支。
剖
面上呈底平
状,分选和磨圆好可见虫孔顶凸的透镜
状
潮坪相以粘土岩、粉砂
岩、细砂
岩为主,砾岩极
少见。
在
平面上,由海向
陆,沉积
物粒度呈由粗
变细的带状
分布。
在潮下带
的潮汐通
道内,沉积物以
砂为主,
并常富含生物
介壳和泥
砾。
潮间坪上,
从海向陆,
由较纯的砂质
沉积过渡为
泥质沉积,从而
形成了砂
坪、砂泥混合坪
和泥坪。
潮上坪若发育
有沼泽,可
有泥岩沉积,干
旱气候带
的潮上坪可形
成盐沼、盐
坪,可有石膏等
蒸发盐类
沉积层理类型多样。
泥坪上多
见水平纹层或
水平波状纹
层;混合坪上多
为脉状、
波状、透镜状层
理;砂坪
上常出现羽状
或人字形交
错层理,这是潮
坪沉积的
重要标志之一。
在潮下带
的潮汐通道内
可见大型流
水交错层理、羽
状交错层
理等。
流水波
痕、浪成波
痕以及水流和
波浪叠加类
型的波痕均较
常见。
泥坪
和混合坪可发
育有干裂、
雨痕、冰雹痕、
鸟眼、泥
皮、足迹、爬痕、
虫孔等,
干燥气候条件
下的泥坪上
可见石膏及盐
类晶体
生物群以种
类少而数量
多、海相和陆
相相混生为
特征,而且半
咸水生物或
广盐性生物
大量发育,分
异度低。
潮坪
常被植物所
覆盖,藻类生
物较发育,
如藻叠层及
藻席等;潮间
泥坪上生物
较多,扰动现
象强烈,混合
坪上较少,
砂坪上更少
潮坪沉积可
发育海退型
的
进积层序和
海进型的退
积
层序。
但古代
潮坪沉积以
海退型进积
层序最为常
见,在垂向层
序上呈现与
河流沉积相
类似的下粗
上
细沉积层序,
所不同的
是,潮坪层序
结构中发育
潮汐层理、羽
状层理、再
作用面、暴露
标志、海陆
相化石混生
等
(共3228字)
[引用信息]侯读杰,张林晔主编.实用油气地球化学图鉴.北京:石油工业出版社.2003.第24-25页. 【参考文献】引自王益清,朱忠德,1998,油气勘探与石油地质综合研究,中国地质大学出版社,p120-121
永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式
2008-11-07 来源:internet 浏览:504
主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等。
为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制,这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位,或曰电机电角度信息,为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时,就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系,这种调整可以称作电角度相位初始化,也可以称作编码器零位调整或对齐。
下面列出了采用增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。
增量式编码器的相位对齐方式
在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ 输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。
带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下:
1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号;
3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;
4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系;
5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下:
1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形;
2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。
上述验证方法,也可以用作对齐方法。
需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以:
1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;
2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U 相反电势波形;
3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;
4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。
由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作为本讨论的话题。
绝对式编码器的相位对齐方式
绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。
早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下:
1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;
3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;
4.一边调整,一边观察最高计数位信号的跳变沿,直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处,锁定编码器与电机的相对位置关系;
5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,跳变沿都能准确复现,则对齐有效。
这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT,BiSS,Hyperface等串行协议,以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代,因而最高位信号就不符存在了,此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化,其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM,存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:
1.将编码器随机安装在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;
2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值,并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中;
4.对齐过程结束。
由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。
此后,驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。
这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现,日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。
这种对齐方法的一大好处是,只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流,无需调整编码器和电机轴之间的角度
关系,因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上,且无需精细,甚至简单的调整过程,操作简单,工艺性好。
如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM,又没有可供检测的最高计数位引脚,则对齐方法会相对复杂。
如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示,则可以考虑:
1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
2.利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值;
3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;
4.经过上述调整,使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的单圈绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;
5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算位置点都能准确复现,则对齐有效。
如果用户连绝对值信息都无法获得,那么就只能借助原厂的专用工装,一边检测绝对位置检测值,一边检测电机电角度相位,利用工装,调整编码器和电机的相对角位置关系,将编码器相位与电机电角度相位相互对齐,然后再锁定。
这样一来,用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。
个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法,简单,实用,适应性好,便于向用户开放,以便用户自行安装编码器,并完成电机电角度的相位整定。
正余弦编码器的相位对齐方式
普通的正余弦编码器具备一对正交的sin,cos 1Vp-p信号,相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号,每圈会重复许许多多个信号周期,比如2048等;以及一个窄幅的对称三角波Index信号,相当于增量式编码器的Z信号,一圈一般出现一个;这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。
另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外,还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信号,如果以C信号为sin,则D信号为cos,通过sin、cos信号的高倍率细分技术,不仅可以使正余弦编码器获得比
原始信号周期更为细密的名义检测分辨率,比如2048线的正余弦编码器经2048细分后,就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率,当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统,而国内厂家尚不多见;此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后,还可以提供较高的每转绝对位置信息,比如每转2048个绝对位置,因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。
采用这种编码器的伺服电机的初始电角度相位对齐方式如下:
1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
2.用示波器观察正余弦编码器的C信号波形;
3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;
4.一边调整,一边观察C信号波形,直到由低到高的过零点准确出现在电机轴的定向平衡位置处,锁定编码器与电机的相对位置关系;
5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,过零点都能准确复现,则对齐有效。
撤掉直流电源后,验证如下:
1.用示波器观察编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;
2.转动电机轴,编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。
这种验证方法,也可以用作对齐方法。
此时C信号的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。
如果想直接和电机电角度的0度点对齐,可以考虑:
1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线;
2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U 相反电势波形;
3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置;
4.一边调整,一边观察编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使2个过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。
由于普通正余弦编码器不具备一圈之内的相位信息,而Index信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而在此也不作为讨论的话题。
如果可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户提供从C、D中获取的单圈绝对位置信息,则可以考虑:
1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
2.利用伺服驱动器读取并显示从C、D信号中获取的单圈绝对位置信息;
3.调整旋变轴与电机轴的相对位置;
4.经过上述调整,使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点,锁定编码器与电机的相对位置关系;
5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,上述折算绝对位置点都能准确复现,则对齐有效。
此后可以在撤掉直流电源后,得到与前面基本相同的对齐验证效果:
1.用示波器观察正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形;
2.转动电机轴,验证编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。
如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也可以存储正余弦编码器随机安装在电机轴上后实测的相位,具体方法如下:
1.将正余弦随机安装在电机上,即固结编码器转轴与电机轴,以及编码器外壳与电机外壳;
2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V 出,将电机轴定向至一个平衡位置;
3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对位置值,并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中;
4.对齐过程结束。
由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向,因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。
此后,驱动器将任意时刻由编码器解析出来的与电角度相关的单圈绝对位置值与这个存储值做差,并根据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就可以得到该时刻的电机电角度相位。
这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现,而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中,因此一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,如果需要更换电机、正余弦编码器、或者驱动器,都需要重新进行初始安装相位的对齐操作,并重新绑定电机和驱动器的配套关系。
旋转变压器的相位对齐方式
旋转变压器简称旋变,是由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的,相比于采用光电技术的编码器而言,具有耐热,耐振。
耐冲击,耐油污,甚至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力,因而为武器系统等工况恶劣的应用广泛采用,一对极(单速)的旋变可以视作一种单圈绝对式反馈系统,应用也最为广泛,因而在此仅以单速旋变为讨论对象,多速旋变与伺服电机配套,个人认为其极对数最好采用电机极对数的约数,一便于电机度的对应和极对数分解。
旋变的信号引线一般为6根,分为3组,分别对应一个激励线圈,和2个正交的感应线圈,激励线圈接受输入的正弦型激励信号,感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系,感应出来具有SIN和COS包络的检测信号。
旋变SIN和COS 输出信号是根据转定子之间的角度对激励正弦信号的调制结果,如果激励信号是sinωt,转定子之间的角度为θ,则SIN信号为sinωt×sinθ,则COS信号为sin ωt×cosθ,根据SIN,COS信号和原始的激励信号,通过必要的检测电路,就可以获得较高分辨率的位置检测结果,目前商用旋变系统的检测分辨率可以达到每圈2的12次方,即4096,而科学研究和航空航天系统甚至可以达到2的20次方以上,不过体积和成本也都非常可观。
商用旋变与伺服电机电角度相位的对齐方法如下:。