Способ регистрации сейсмических колебаний

Способ регистрации сейсмических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс gQc, QQ

СССР

1 тгтпнкип 1

Ь11Ь .:КотГ.НЛ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

11оописни» cðóïï0 Л 165

В. С. Воюцкий и И. И. Чулин

СПОСОЬ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕЬАНИЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Заявлено 22 мая 1959 г. за № 628683/26 в 1(омитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 14 за 1960 r.

Известный способ регистрации сейсмических колебаний сводится к регистрации мгновенных значений, снимаемых с сейсмоприемников амплитуд сигналов. При этом запись когерентного полезного сигнала производится на фоне некогерентных помех, что сильно осложняет расшифровку полученной сейсмограммы. Кроме того, получаемые с помощью этого способа сейсмограммы имеют очень большую длину, так как для сохранения фазовой информации необходимо иметь большие скорости временной развертки осциллографа.

Предлагаемый способ отличается тем, что производится регистрация не значений амплитуд колебаний, а значений нормализованной функции взаимной корреляции колебательных процессов на выходе двух сейсмоприемников, установленных на поверхности земли на определенном расстоянии друг от друга.

На выходе одного сейсмоприемника имеем: S< — — А созсот и другого—

Зя=А2созоз((+т), где А, и А2 — амплитуды колебаний и т — время пробега сейсмических волн между сейсмоприемниками.

Тогда функция взаимной корреляции будет:

Вя з (т) =- созсот

А, А, (1)

2 (2) — со» и>.

А, А

Если поделить значение функции, полученной при каком-то определенном значении т, на значение функции при т = — О, то получим нормализованную функцию:

Вв,ь, () А, Ае

Bs s (О) 2 № 130193

Как видно из формулы (2), значения нормализованной функции за висят только от фазы колебаний и не зависят от амплитуд.

Функция взаимной корреляции обладает замечательным свойством помехоустойчивости, которая проявляется в тОм, что для когерентных колсоаний она имеет определенное значение, а для помех, которые в большинстве являются некогерентными, значение функции близко к нулю.

Известно, что взрывы и землетрясения представляют собой колебательные процессы, содержащие много когерентных составляющих (о|раженньц и преломленные волны), в то время как на записи до взрыва и после него колебания, составляющие помехи, имеют характер полностью некогерс нтных колебаний.

Второе своиство функции взяимнои корреляции регистрация по значениям функции несет с собой фазовую информацию, которая не теряется при сколь угодно малой скорости развертки колебательного процесса во времени.

Наконец, третье свойство функции корреляции, это возможность непосредственно по значениям функции определять длины волн (Л) и скорости (v) регистрируемых колебаний, что следует из формулы (2), которая может быть переписана в виде:

Bs s:, (-.) Л||

= c0s . - — = сов (з).

Bs, s,, (О) э

На блок-схеме корреляционного сейсморегистрирующего канала позициями 1 и 2 обозначены сейсмоприсмники; 3 и 4- — усилители; 5— персмножитель; б — интегрирующая ячейка; 7 — гальваномстр осциллографа. Ссйсмоприемники, усилители и гальванометры представляют собой обычные звенья обычного ссйсморегистрирующего канала (с регистрацией амплитуд).

Для автоматического получения функции корреляции аппаратура должна выполнять две операции: перемножение и интегрирование, поэтому в каждый корреляционный канал входит перемножитель и интегрирующая ячейка, Для получения нормализованной функции корреляции необходимы два корреляционных ссйсморегистрирующих канала. Два сейсмоприемцика одного из каналов устанавливаются так, что линия, их соединяющая (приемная база), перпендикулярна линии профиля (направлению

Лх на взрыв); при таком расположении сейсмоприемников | = — =-О„и 0 гальванометр на выходе этого капала регистрирует Bs>s>(O). Оба сейсмоприемника другого канала устанавливаются вдоль профиля на расстс)янин Õ дРуг От др "гя >t гальванометр ня выходе этого канала регистрирует Вз з (т).

По отношению отклонений гальванометров на выходе обоих каналов определяется нормализованная функция. Расстояние между ссйсмоприсмннками Лх подбирается в зависимости от скорости распрост, ацения в и частоты о регистрируемых колебаний.

Таким образом, для получения нормализованной функции взаимной коррс-.ляции сейсмических колебаний необходима корреляционная система, состоящая из двух ссйсморегистрирующих каналов. Однако для большей точности определения Л и v, а также для решения некоторых других задач сейсмометрии может быть применена многоканальная корреляционная система, один из каналов которой предназначен для получения Вь1з2(0), а остальные регистриру от Bs() при различных з taчениях Лх. — 3—

Предмет изобретени я

1. Способ регистрации сейсмических колебаний с помощью аппаратуры, включающей сейсмоприемники, усилители и осциллограф, отл ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения отношения сигнал — помеха и уменьшения скорости развертки сейсмограммы, регистрируют величин нормализованной функции взаимной корреляции как частного от деле ния двух функций взаимной корреляции при конечной величине времени пробега сейсмических волн и при времени пробега равном нулю.

2, Устройство для осуществления способа по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно состоит из двух корреляционных каналов, каждый из которых включает два сейсмоприемника, два усилителя, псремножпгель и интегрирующую ячейку.