Автоматическая сейсмическая станция

Автоматическая сейсмическая станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЙЛЬСТВУ, СОюз Соьатским

Социалистических

Республик

<1705398

I (51) М. Кл. ".--

G 01 Ч 1/00 (61) Дополнительное к авт. саид-ьу (22) Заяьлено190977 (21) 2530277/18-25 с присоединанИЕм заявки М

ГесудаРстаеннын немнтет

СССР но делам наобветеннй н еткрмтнй (23) Приоритет (53) УДК 550.834 (088. 8) Опубликовано;25.12.79. Ь оллетень Н947

Дата опубликования описания 25.12.79 (72) Ааторы изобретения

В.М. Ерунов и К.A. Лебедев

Сибирское особое конструкторское бюро Научнопроизводствеййого объединения Союзгеофизика (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Ф

Изобретение относится к сейсмометрии и предназначено для производства инженерных и региональных сейсмических наблюдений, а также может быть использовано при разработке аппаратуры для региойальной сейсмической разведки.

Известна автоматическая сейсми ческая станция, предназначенная для авТоматической регистрации сейсмических сигналов, начиная с момента- их появления, содержащая сейсмойриемники, автомат управления записью и. регнстратор (11. Основным недостатком станции является потеря информа- ции, обусловленная отсутствием на ее сейсмограммах колебаний, предваряющих толчок, включающий станцию в режим регистрации, в то времй как именно первые выступления сейсмических волн представляют существенйый интерес и их потеря на записи крайне нежелательна.

Известна также автоматическая сейсмическая станция, выполняющая ждущую автоматическую регистрацию всего процесса, включая часть предшествующего спокойного фона, содержащая сейсмоприемники, блок усилителей, блок временной э.адержки на магнитном барабане, блок автомата включения и выключения и магнит- ный регистратор (2).

Основными недостатками станции являются сложность конструкции и низкая надежность, обусловленная наличием двух лентопротяжных механизмов, всецело зависящих друг от другат — наличие промежуточного процесса записи-считывания, при выполнении которого неизбежно теряется (искржается) часть информации1 — шуыа лентоцротяжного механизма блока временной задержки, также приводящие к потере части информации.

Наиболее близкой к эявляемой по технической сущности является автоматическая сейсмическая станция (3).

Недостатком этой автоматической аейсмической станции является потеря

«нформации в течение 15 сек через

Каждых 10 мин регистрации, что недопустимо при автономной работе станции, так как на записи будут отсутствовать первые вступления части сейсмических сигналов (в среднем

705398 .

2,5%), начало которых совпадает по времени с выполнением перемотки .

Другим существенным недостатком, присущим всем вышеописанным автоматическим сейсмическим станциям является невозможность регистрации в авто- 5 номном режиме работы относительно слабых сигналов, амплитуды которых не превышают в 2-3 раза амплитуды са.мых сильных микросейсм или других сейсмических помех, которые могут возникать, в районе наблюдений станций. поэтому перечисленные станции используются лишь для регистрации сигналов сильных землетрясений. Станция прототип может применяться для регистрации слабых сигналов лишь при условии оператоРского контроля за, уровйем микросейсм, так как при авто» номной работе теряется значительное количество информации.

II

Целью настоящего изобретения явля- 20 ется обеспечение автономнбй работы автоматической сейсмической станции . при любых уровнях сейсмического сиг" нала, превышающих уровень микросейсм.

Это достигается тем, что в автомати- 75 ческой сейсмической станции, содержащей соединенные последовательно сейс. моприемники, усилители, магнитйый регистратор и подключенный к одйому иэ сейсмоприемников блок запуска, ЗО регйстратор выполнен реверсивным в режиме записи, блок запуска выполнен следящим за амплитудами микросейсм, а между его .первым выходом и управляющим Входом Регистратора введены 35 соединенные последовательно блок подтверждения, блок выбора программ и блок возврата, причем второй вход блока выбора программ подключен к выход "сигнализации состояния ре- 4О гистратора, а второй вход блока возврата соединен со.вторым выходом блока запуска. фиг. 1 представлена блок схем4 45 предлагаемой сейсмической станции.

Станция содержит сейсмоприемники 1, усилители 2, магнитный реверсивный регистратор 3, реализующий операции запись вперед и запись назад блок 4 запуска, блок 5 подтверждения блок б выбора йрограмМ и блок 7 воз- врата. Сейсмоприемники. 1 подключены ко входам усилителей 2-., выходы которых соединены с информационными входамй регистратора 3. Между входом )5 одного иэ сейсмоприемников 1 и управляющим входом регистратора 3 включены соединенные последовательно блок

4 запуска, блок 5 подтверждения, блок б выбора программ и блок 7 возврата, 6Î при этом. второй вход блока 7 возврата,соединен со вторым выходом блока запуска, а второй вход блока б выбора программ подключен к выходу сигнализации состояния регистратора 3.

Станция работает следующим образом.

Сейсмоприемники 1 под воздействием микросейсмических колебаний и появляющихся на их фоне сейсмических сигналов замлетрясений генерируют электрические сигналы, которые через усилители 2 поступают на магнитный регистратор 3, где записываются на первую или вторую дорожку магнитной ленты в зависимости от направления записи. Одновременно сигнал одного из сейсмопрнемников 1 (например, вертикального) подается на вход блока 4 запуска, который автоматически следит за уровнем микросейсм и при превышении его входным сигналом формирует на втором выходе сигнал предупреждение, длительность которого соответствует длительности серии колебаний входного сигнала, амплитуды которых превышают амплитуду микросейсм, а на первом выходе — последовательности импульсов, характеризующие длительности каждого периода входного сигнала. Сигналы со второго выхода блока 4 запуска поступают на второй вход блока 7 возврата; сигналы первого выхода—

Rа вход блока 5 подтверждения,,в котором производится измерение харак- теристик последовательности входных импульсов и при соответствии их характеристикам сейсмического сигнала землетрясения вырабатывается сигнал подтверждение .

Блок 7 возврата, при отсутствии сигналов на его входах, посредством своих выходных импульсов формирует дежурный режим работы регистратора

3, периодически (с заданным периодом Т) переключая направление записи (фиг.2а) так, чтобы запись производилась на одном и том же (дежурном) отрезке магнитной ленты. Смена направления записи (реверс) произво-. дится за время, не превышающее 0,1 с, что исключает потери информации при реверсах.

Схема распределения магнитной ленты при работе регистратора в дежурном режиме представлена на фиг. 2ж, где: — Ha участке ленты слева от отрезка L расположена ранее зарегистрированная сейсмическая информация; — отрезок. ленты Ьд,имеющий длину достаточную для записй сейсмического сигнала землетрясения продолжительностью Т, выделен в запас для возможной записи сейсмического сигнала в обра ном направлении; - отрезок ленты L» â€, дежурный; — отрезки ленты Ь, 1 и т.д чистая магнитная лента для регистрации последующей сейсмической информации.

705398

При появлении сигнала предупреждение на втором входе блока 7 возврата, очередной реверс отменяется и происходит лишь ри исчезновении сиг-! нала, увеличивая интервал Т до величины Т (фиг. 2,б) . При этом, в 5 случае выхода записи, например, за правую границу отре3Ka L< {см.фиг.2,и) запись в обратном направлении должна, быть доведена до левой границы отрезка L< с тем, чтобы в дальнейшем запись в дежурном режиме происходила только на отрезке Ъ, Поэтому следующий реверс производится через интервал времени Т = Т ! (см.фиг. 2, б); последующие реверсы, при отсутствии сигналов на входах бло-.i ка 7 возврата, будут производиться с периодом Т.

При появлении сигнала подтверж")дение на входе блока 6 выбора программ последний, в зависимости от направления записи (сигнал о направлении записи поступает íà его второй вход с выхода сигнализации состояния регистратора 3), включает необходимую, программу работы регист- 25 ратора и переключает блок 7 возврата на выполнение этой программы.

При этом регистратор работает следующим образом: — если сигнал подтверждение 30 появляется при записи в прямом направлении, то реверс производится через время равное ЗТ после прихода последнего сигнала подтверждение (фиг.2,в, момент появления сигнала 35 подтверждение указан треугольником), после чего регистратор переводится в дежурный режим работы; при этом на отрезке ленты левее

L (фиг.2,к) располагается запись сейсмического сигнала, отрезок L

I выделен в запас для возможной записи сейсмического сигнала в обратном направлении, отрезок L -дежурныйу — если .в течение укаэанного про- 45 межутка времени ЗТ появится следующий сейсмический сигнал и соответствующий ему сигнал !1Подтверждение14, то реверс будет произведен. через время ЗТ после последнего сигнала подтверждение (фиг.2,r); распределение магнитной ленты в этом случае показано на фиг.2,л, где левее

L располагается запись сейсмичесб кого сигнала, отрезок L выделен в % пас отрезок L< — дежурныйу .55 — если сигнал подтверждение . появится ри записи в обратном направлении и в течение времени Т после его появления он не повторяет. ся (фиг.2,д), то первый реверс про- 60 изводится через время Т после появления сигнала подтверждение lsaтем в течение времени ЗТ + At (At— минимальный интервал времени в течение которого должен регистриро- 5

1 ваться фон микросейсм перед появлением сигнала землетрясения) производится запись в прямом направлении; запись сейсмического сигнала в этом случае будет размещена на дорожке обратного хода на участке . ленты левее Ь, (фиг.2,м), участок ь — выделен в запас, участок Ь вЂ” дежурный; — если при записи в обратном направлении сигнал подтверждение повторяется через время (Т(фиг.2,е), то первый реверс производится в мо-. мент Т, второй — через время равное

4Т в момент Т у . распределение магнитной ленты в этом случае показанс на фиг.2,н, где слева от отрезка

L располагается запись сейсмическоI о t го сигнала, отрезок Lо — запасной, t а отрезок L — дежурный;

После исйолнения выбранной программы работы регистратор 3 переводится в дежурный режим.

Предлагаемая автоматическая сейсмическая станция предназначается для регистрации всех сейсмических сигналов, в том числе и слабых, амплитуды которых не превышают возможных максимальных значений амплитуд микросейсм в районе наблюдений. С уменьшением амплитуд сейсмических сигналов, которые необходимо регист- рировать, быстро возрастает вероятФ ность появления лОжных сигналов предупреждение, обусловленных выбросами (пикой) микросейсм, превышающими средноте значение амплитуд микросейсмического фона. Слежение за уровнем микросейсм, выполняемое. в блоке 4 запуска, значительно снижает эту вероятность, ио не устраняет ее, а в случае когда необходимо регистрировать сейсмические сигналы, амплитуды которых в момент регистрации сравнимы со средними амплитудами микросейсм в момент регистрации,она остается очень большой. Поэтому каждый caz íàë предупреждение должен быть проверен на истинность, что выполняется в блоке 5 подтверждения, а автоматическая станция должна обладать, кроме дежурного режима работй и режима регистрации, подготовительным режимом работы из которого с на может либо перейти в режим регистрадии. после появления сигнала подтверждение, либо вернуться в дежурный режим после снятия сигнала предупреждение . Подготовительный режим работы станции обеспечивается блоком 7 возврата, который при появлении сигнала предупреждение запрещает реверс"регистратора 3 и обеспечивает либо возврат записи,на дежурный участок магнитной ленты, если сигнал предупреждение оказался ложным, либо переход в режим записи, при появлении сигнала подтверждение .

705398.

Формула изобретения

Фиг.1 .

Фе и

Ф,а, Ю

i с

ЦНИИПИ Заказ gygg/ Тираж 688

4 8 йодписное филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4

Блок 6 выбора программ обеспечи-, вает регистрацию всех сейсмйческйх сигнаЛов независимо от состояния, в котором находится регистратор Э

B момент их появления. Таким образом блоки 4-7 совместно с реверсивным регистратором 3 обеспечивают автоматическую регистрацию сейсмических сигналов без потерь информации нрн любых изменениях уровня мнкросейсмических. помех, что позволяет исйольэовать станцию в автономном режиме

:работы, беэ операторского обслужи«вания.

Автоматическая сейсмическая- стан ция, содержащая сейсмоприемннки, - усИлители, магнитный регистратор,соединенные последовательно, н подклю- 20 ченный K одному из сейсмоприемнйков блок "запуска, о ò" л и ч à io щ а я с я теМ; что", с целью обесйечення авто-: номной работы станции при любых уровнях сейсмического сигнала, пре- 2$ выюающих уровень микросейсм, реги " стратор выполнен реверсивным в режиме записи, блок запуска выполнен следящим за амплитудами микросейсм, а между его первым выходом и управляющим входом регистратора введены соединенные последовательно блок подтверждения, блок выбора программ . н блок возврата, причем второй вход блока выбора программ подключен к выходу сигнализации состояния регистратора, а второй вход блока Во3врата соединен со вторым выходом блока запуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кирнос Д,П. н др. Регистрирующая установка РЗЗ для загрубленной записи сильных удаленных земле-, трясений, сб. Сейсмические прИборы, вып.6, М., Наука, 1972.

2. Гордеев Л.С. н др. Инженерно,сейсмическая станция .с памятью и магнитной"записью, Сейсмические

-приборы™, М., Йаука, вып. 9, 1976.

3. МуДьюри М.A и Урн A. Обсерваторный дешевый магнитный регистратор Bulletin of tlie Seismofogica

Society of America "чоС. 63, Р 3, Р.973 {прототип).