Пиковый сейсмограф

 

пиковый СЕЙСМОГРАФ, содержащий последовательно соединенные сейсмический датчик и усилитель, а также блок считывгшия, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности иутем обеспечения возможности экс1фессного определения пиковых значений скорости смещения, .в него введеш блок памяти, последовательно соединенные линейный детектор и пиковый детектор, последовательно соединенные блок формирования запускающего импульса, элементзадержки сигналов первого вступления, блок продолжительности выборки пикового сигнала и реле с замыкаемым контактом, причем выход усилителя подключен к входу г линейного детектора, выход которого соединен с входом блока формирования запускаю1цего импульса, а выход пикового детектора подключен через замыкаемый контакт реле к входу бло& ка памяти, выход которого соединен с входом блока считывания. СО о 00 ел

CQO3 СОВЕТСНИХ

ОРИ Н Ю

РЕСПУБЛИН

ЗсЮ С01 Ч 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДДТЕЛЬСТБУ

Фиг1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3601627/24-25 (22) 03. 06 . 83 (46) 23.12.84. Бюл. 1 47 (72) Б.Д.Бурлуцкий и А.If..Òèòàðåíêî (71) Иркутский отдел Научно-исследовательского и опытно-конструкторского института по добыче полезных ископаемых открытым способом (53) 550.834(088.8) (56) 1.Сейсмический риск и инженерные решения. М., "Недра",. 1981, с. 363..

2. Сидоров Н.Б.. и др. Регистрационные возможности высокочувствительных сейсмографов с видимой записью. — Сб. "Аппаратура для регистрации сейсмических процессов", вып.5, М., "Недра", 1969, с.162, рис,1 (прототип). (54)(5?)ПИКОИЫИ СЕЙСМОГРАФ, содержащий последовательно соединенные сейсмический датчик и усилитель, а

ÄÄSUÄÄ 1 815 также блок считывания, о т л и ч а— ю щ н и с я тем, что, с целью повышения его производительности путем обеспечения возможности экспрессного определения пиковых значений скорости смещения, .в него введены блок памяти, последовательно соединенные линейный детектор и пиковый детектор, последовательно соединенные блок формирования запускающего импульса, элемент задержки сигналов первого вступления, блок продолжительности выборки пикового сигнала н реле с замыкаемим контактом, причем выход усилителя подключен к входу линейного детектора, выход которого соединен с входом блока формирования запускающего импульса, а выход пикового детектора подключен через замыкаемый контакт реле к входу блока памяти, выход которого соединен

O с входом блока считывания.

I1:30815

Иэобре..ение относится-к приборам, используемым нри геофизических.исследованиях, в частности к устройствам для выборки и регистрации наибольших (пиковых) значений-изменяющихся во времени параметров явлений или процессов и может быть использовано при сейсмометрических наблюдениях, например, в горном депе, строительстве и т.д. 10

Известно устройство для определения пиковых значений скорости смещения, содержащее инертную массу, рычажную систему с перописцем и парафинированны бумажный диск или I5 закопченное стекло t13.

Недостатками известного устройства являются невысокая точность, необходимость последующей расшифровки сейсмограммы и невысокая Чвствитель- 20 ность механической системы.

Наиболее блиэким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные сейсмический датчик и усилитель, а также блок 35 считывания E23 °

Недостатками известного устройства являются значительные затраты времени на определение наибольших (пиковых) значений скорости смещения, 30 обусловленные необходимостью последующей расшифровки сейсмограммы и полной записи процесса колебаний, а также невысокая точность измерения.

Цель изобретения — повышение про35 иэводительности путем обеспечения возможности экспрессного определения пиковых значений скорости смещения .

Поставленная цель достигается тем, что в пиковый сейсмограф, содержащий последовательно соединенные сейсмический датчик и усилитель, а также блок считывания, введены блок памяти, последовательно соединенные линейный детектор и пиковый детектор, последовательно соединенные блок формирования запускающего импульса, элемент задержки сигналов первого вступления, блок продолжительности выборки пикового сигнала и реле с замыкаемым контактом, причем выход усилителя подключен к входу линейного детектора, выход которого соединен с входом блока формирования запускающего импульса, 55 а выход пикового детектора подключен через эамыкаемый контакт реле к входу блока памяти, выход которого соединен с входом блока считывания .

На фиг.l представлена блок-схеМа пикового сейсмографа; на фнг.2 принципиальная электрическая схема сейсмографа.

Пиковый сейсмограф (фиг.1) содержит сейсмический датчик 1, усилитель 2, линейный детектор 3, пиковый детектор 4, блок 5 памяти, блок 6 считывания, блок 7 формирования запускающего импульса, элемент 8 задержки сигналов первого вступления, блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала, реле 10 с замыкае-. мым контактом I1 и блок 12 питания.

Сейсмический датчик I, усилитель

2, линейный детектор 3, пиковый детектор 4, блок 5 памяти и блок 6 считывания образуют измерительную цепь, а блок 7 формирования запускающего импульса, элемент 8 задержки сигналов первого вступления и блок

9 продолжительности выборки пикового сигнала образуют управляющую цепь.

Питание пикового сейсмографа осуществляется от блока 12 литания °

Вариант схемкой реализации пикового сейсмографа приведен на фиг.2, Сигнал с выхода сейсмического датчика I поступает на усилитель 2, собранный на микросхеме 13. НеобхоМ димое усиление регулируется с помощью резистора переключателя 14. Полоса пропускания усилителя 2 принята

0,5-30 Гц на уровне 0,7. Линейный детектор 3 собран на микросхемах

15 и 16. Резисторы 17 и 18 служат для настройки детектора, а конденсаторы 19-21 обеспечивают его .частотную коррекцию. С линейного детектора

3 сигнал подается на пиковый детектор 4, собранный на базе онерационного усилителя 22, и далее на блок памяти в виде конденсатора 23. С линейного детектора 3 сигнал поступает одновременно на блок 7 формирования импульса, который выполнен на базе операционного усилителя 24 и гранзистора 25. Необходимый уровень запуска (".порог чувствительности") устанавливается резистором 26. Сигнал с выхода гинейного детектора 3 подае гся на вход операционного усилителя 24, и как только его величина превзойдет установленный резистором 26, уровень запуска, на выходе операционного усилителя 24 мителя 41 на базе диодов Д 237, Напряжение с выхода выпрямителя стабилизируется стабилитронами 42 и 43.

Пиковый сейсмограф работает следующим образом..

Сигнап, возникающий на выходе сейсмического датчика при прохождении сейсиической волны, усиливается в усилителе 2 и прдается на линейный детектор 3. Преобразованный в линейном детекторе 3 сигнал подается на пиковый детектор 4, в котором производится выборка наибольшего значения измеряемой величины. Одновременно преобразованный в линейном детекторе 3 сигнал подается на блок

7 формирования запускающего импульса запускающий импульс, с выхода которого поступает в элемент 8 saдержки сигналов первого вступления, . продолжительность задержки которого составляет до 1 с и может регулироваться в зависимости от расстояния до места взрыва. По истечении времени задержки сигнал основной фазы пс,— ступает на блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала, которыйуправляет реле 10. В момент подачи запускающего импульса.на блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала реле 10 срабатывает и эаиыкает контакты 11, -при этом сигнал с выхода пикового детектора 4 подается а блок 5 памяти. По истечении I с блок

9 продолжительности. выборки пикового сигнала отключает реле IO,ïðè этом контакты II разжпсаются, и сейсмограф переводится- в режим считывания. После считывания хранящегося в блоке 5 памяти сигнала блок 6 считывания пиковый сейсмограф отключается.

При замене сейсмического датчика

1 электромагнитным микробарографои осуществляется определение пиковых значений избыточного давления во фронте ударной воздушной волны, 45

Пиковый сейсмограф .рассчитан на применение в качестве сейсмического датчика сейсмоприемника. типа

СМ-3 при замере вертикальной составляющей наибольшей скорости смещения грунта или элехтродинамического микробарографа типа ЭДМБ-М при замере наибольшего значения избыточного давления во фронте ударной воздушной волны, Э 1!30815 4 появляется сигнал, который отпирает транзистор 25 и запускает элемент 8 задержки сигналов первого вступления, выполненного в виде мультивибратора на транзисторах 26 и 27, 5

Длительность задержки регулируется с помощью резисторов переключателя 28. Диапазон задержки составляет О, 1-1,0 с с интервалом О, l с..

Ио истечении установленной задержки (O включается блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала, выполненный в виде мультивибратора на транзисторах 29 и 30.

Длительность "окна зяписн tiervлируется с помошью резисторов переключателя 3.1. Диапазон длительности "окна записи" составит О,l-!,О с с интервалом 0,1 с. Для обеспечения управления реле 10 собран сог- щ ласующий каскад на транзисторах

32 и 33. При размыкании контакта Il реле 10 конденс т р 23 блока 5 памяти подключается к пиковому детектору 4. 25

Блок 6 считывания собран на базе операционных усилителей 34 и 35 с использованием милливольтметра 36 с большим входным сопротивлением (1О Ом). Резистор 37 служит для

9 у тановки нуля милливольтметра 36.

Управление блоком 6 считывания производится с помощью переключателей 38 и 39, имеющих положения "Микросей мы", "Сброс", "Запись", "Считывание, Включение и контроль пита11 ° It Il 35 ния. В положении "Микросейсмы" производится контроль уровня микросейсм и случайных сигналов в точке наблюдения и с помощью резистора 76 устанавливается необходимый уровень

40 запуска. В положении "Запись" сигнал с пикового детектора 4 поступает в блок 5 памяти. В положении "Считывание" сигнал с конденсатора 23 блока 5 памяти подается на мнлливольтметр 36 ° В положении "Сброс" происходит разряд конденсатора 23 блока

5 памяти через резистор 40. В положении Б1 (сеть) и Б2 (аккумулятор) производится контроль питания — милли50 вольтметр 36 должен показывать 65-70 делений акали.

Питание пикового сейсмографа может осуществляться от аккумулятог ров напряжением 6,8 В и от сети

220 В. Для питания от сети 220 В блок питания выполнен в виде выпря1130815

Составитель В.Костюхин

Редактор Е.31ушникова Техред О.Неце Корректор В.Синицкая

Заказ 9605/33 Тираж 710 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал I!IIII "11атент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

При замере пикового значения скорости смещения с использованием сейсмоприемника типа CM-3 в зависимости от расстояния до взрыва время задержки устанавливается 0,5-1,0 с. 5

При замере же пикового значения избыточного давления во фронте ударной взрывной волны.с использованием электродинамического микробарографа ЭДИБ-И время задержки устанавливается минимальное не более 0,1-0,2 с. В обоих случаях время хранения выбранного пикового сигнала в памяти не более 10-15 мин.

Если за этот промежуток времени сигнал памяти не будет счнтан, то иэза саморазряда конденсатора 23 возможна значительная ошибка показаний мнлливольтметра 36.

Испытания показали, что в диапазоне эамеренных скоростей смещения при взрывах от О,l до i,0 см/с и избыточных давлений 0,5-5 мбар ошибка измерения не превышает +5 7..

Таким образом, использование изобретения обеспечивает возможность экспрессного определения наибольших (пиковых) значений скорости смещения и избыточных давлений грунта при взрывах.