Устройство для регистрации сейсмических волн

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДВТИЛЬСТВУ

Сова Советсюа

Соцмалмстнческмн

Республик (11) 6.02895 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.03.76 (21) 2337534/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04,78. Бюллетень ¹1 (45) Дата опублнкования описания Зт.03. V8. (51) М. Кл.

G 01 V 1/ 4

Гесудэрстннннвб комнтот койота Мкннстров СОР ко делам нэаоретнннй н открмтнй (53) УДК 550.834 (088,8) (72) Авторы изобретения

A. М. Ге.пьбергер> H. В. Кабыченко, A. Г. Фомичев н Н. К. Шевченко

Ордена Ленина институт физики земпи нм, О. Ю. Шмидта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРА СИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ

ВОЛН

Устройство для регистрации сейсмических волн предназначено для изучения прохождения упругих волн в горных породах, например в скальных грунтах, н может быть использовано в инженерной сейсморазведке, прн сейсмнческнх исследованиях горных массивов, а также в других областях, в частности в электроизмерительной технике.

Известны ультразвуковые устройства (1}, для нзмерення времени распространения упругих волн в горных породах н сейсмические станции (2) для реГистрации времени прихода первых вступлений сейсмических волн, а также сейсмнческне станции (ЗЦ4) 1о), регистрирующне как время распространения сейсмнческой волны в изучаемой среде, так н саму волну.

Ультразвуковые устройства содержат генераторы ультразвуковых колебаний, излучатели этих колебаний, приемные датчики, измернтелн времени . прохождения упругой волны со стрелочнымн указателями нлн с цнфровымн нндикаторамн. Ультразвуковые устройства измеряют только один параметр упругой волны — время ее распространения, причем на незначительных базах (до 1 м); что ограничнвает область их применения в основном лабораторнымн задачами.

Устройство (1 j, состоящее нз нзмер нтеля времени, управляемого датчиками через уснлнтелн, формирователи н ключи, позволяет намерить время распространения в полевых условнях на базах от 0,15 до 30 м. Сейсмические станция, включая н цифровые сейсмические станции, состоящие нз датчиков, усилителей, преобразователей сигнала н магнитных регнстраторов фиксируют время распространения

10 сейсмических волн н сами волны в полевых условиях на базе от сотен метров и более.

Ультразвуковые устройства не позволяют проводить измерения в полевых условиях на больших базах, нрнчем онн регистрируют только время распространения волны.

Сейсмические станции, в частности цифровые сейсмические станции, не позволяют регнстрнровать упругие волны на малых. базах, так как не обладают нужным быстродействием.

Ближайшим по технкческой сущности к предлагаемому изобретению является устройство для цифровой регистрации сейсмических волн (5), содержащее датчик, соединительную линию. схему формирования импульса момента взрыва, усилитель н регистратор, вклю25 чающнй в себя аналого-цифровой преобразо3

602895 ватель и цифро-аналоговый преобразователь с пишущим прибором.

Однако это устройство ие обеспечивает возможности регис=рации упругих волн в горных

S требуемым быстродействием. Кроме того, форма представления данных о самой упругой волне и времени ее распространения затрудняет,т0

И, 29

ы управляе 1ый аналоговый интегратор, причем входа Б н Д. Управляемый коммутатор 3 по команде, приходящий на его вход Г подключает на вход преобразователя аналог-цифра выход аналогового интегратора 7. В исходном состоянии на вход преобразователя аналогцифра 4 подключен через коммутатор 3 выход усилителя 2.

Буферное запоминающее устройство 5 состоит из ячеек памяти, в которых размещаются коды измеряемого процесса и код времени его распространения. Перфоратор 8, включающий в себя устройство для согласования с выходом запоминающего устгойсгва 5, служит для получения перфоленты с записью в цифровом коде сейсмической волны и времени ее распространения. Для контроля за качеством регистрации и с целью получения экспресс-информации служит обратный преобразователь цифра-аналог 9 и пишущий прибор 10. Датчик I и усилитель 2 необходимы для получения и усиления электрического сигнала, пропорционального регистрируемой величине. Схема 6 фбрмирования импульса момента взрыва определяет начало работы аналогового интегратора 7.

Устройство работает следующим образом. породах. в диапазоне длительностью 20—

6000 мкс (соответствует базе на скальных породах приблизительно 0,2 — 30 м), так как используемый магнитный регистр не обладает непосредственный ввод информации в серийные ЭЦВМ.

Цель изобретения состоит в увеличении быстродействия при регистрации упругих волн в устройство введены буферное запоминающее устройство на дискретных интегральных элементах, перфоратор. управляемый коммутатор ко входу буферного запоминающего устройства подключен один из выходов преобразователя аналог-цифра, один из выходов буферного запоминающего устройства соединен с перфоратором, второй его выход соединен с преобразователем цифра-аналог, третий выход — с управляемым коммутатором, один из входов которого соединен с выходом усилителя, другой вход — e выходом аналогового интегратора с двумя управляющими входами, один из которых соединен с выходом схемы формирования импульса момента взрыва, а другой — со вторым выходом преобразователя аналогцифра.

Наличие буферного запоминающего устройства на дискретных интегральных элементах дает возможность применять быстродействующий преобразователь аналог-цифра, коды с выхода которого в процессе преобразования будут последовательно записываться в буферную память и затем переписываться как на перфоленту, так и, с целью контроля, через обратный преобразователь цифра-аналог на бумагу пишущего прибора обычного быстродействия, например переписца, 45

На чертеже представлена блок схема уст ройства для регистрации сейсмических волн.

Устройство для регистрации сейсмических волн содержит датчик 1, усилитель 2, управляемый коммутатор 3, преобразователь. аналог-цифра 4, буферное запоминающее устройство 5 на дискретных интегральных элементах, схему 6 формирования импульса момента взрыва, управляемый аналоговый интегратор 7, перфоратор 8, преобразователь цифра-аналог 9 и пишущий. прибор 10.

Управляемый аналоговый интегратор 7 представляет собой схему интегрирования постоянного эталонного напряжения, причем начало и конец интегрирования определяются соответствующими импульсами, смещенными по времени и приходящими на два его раздельных 60

Упругая сейсмическая волна вызванная взрывом или ударом, приходит к месту установки датчика (сейсмоприемника, акселерометра) 1 и вызывает на его выходе соответствующий электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 и через коммутатор 3 поступает на вход преобразователя аналог-цифра 4.

В преобразователе аналог-цифра 4 сигнал цифруется, и коды с его выхода поступают в буферное запоминающее устройство б на дискретных интегральных элементах. Практически одновременно со взрывом (или ударом) срабатывает схема 6 формирования импульса момента взрыва, которая запускает аналоГовый интегратор 7. Пока волна от места взрыва идет к месту установки датчика 1 на выходе интегратора 7 формируется линейно-нарастающее напряжение, мгновенное значение которого пропорционально времени, прошедшему с момента взрыва. С приходом фронта волны преобразователь аналог-цифра 4 формирует на своем выходе А импульс, который поступает на вход Б интегратора 7; При этом интегратор включается. Окончательная величина напряжения на выходе интегратора 7 соответствует времени распространения упругой сейсмической волны. Как только заполняются отведенные для регистрируемого процесса ячейки памяти в буферном запоминающем устройстве 5, на его выходе В появляется импульс, который поступает на вход Г коммутатора 3. При этом коммутатор 3 вместо выхода усилителя 2 подключает на вход преобразователя аналог-цифра 4 выход аналогового интегратора 7, и преобразователь аналог-цифра 4 измеряет выходное напряжение интегратора 7, пропорциональное времени распространения упругой волны, а цифровой код полученного в результате-это= го измерения числа передает в отдельные ячейки памяти буферного запоминающего устройст602895

Формула изобретения

Составитель О. Мащенко

Редактор Н. Зайцева Техред О. Луговая Корректор П. Макаревнч

Заказ 1843//42 .Тираж 702 П одл нс ное

ЦНИЙПИ Государственного квинтета Совета Министров СССР ио дедам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП еПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 ва 5. На этом заканчнвается работа предлагаемого устройства в автоматическом режиме.

Дальше оператор с помощью перфоратора 8 списывает содержммое буферного запомннающего устройства 5 на перфоленту, прячем на перфоленте сначала автоматически пробнвается массив данных, а затем — код вр:менн распространения волны. После запг;сн на перфоленту оператор с помощью обратного преобразователя цнфра-аналог 9 пронзводнт запись процесса на пишущий прибор 10 с целью контроля н получения экспресс-ннформацнн.

Основнымн особенностями .предлагаемого устройства являются:

Высокое быстродействие н запись ннформацнн на перфоленту, позволяющую непосредственно вводить ее в любую серийность ЭЦВМ, без специальных дополннтельных устройств ввода;

3апнсь на одну н ту же перфоленту нсследуемого процесса н временн его распространенйя в горных породах, что повышает эффектнвность обработки в ЭЦВМ.

Устройство для регистрации сейсмических волн, например в скальных грунтах, содержащее датчик, соеднннтельную линию, схему формнровання нмиуяьса момента взрыва, уснлнтель н регистратор, включающий в себя аналого-цифровой преобразователь н цнфро-аналоговый преобразователь с пишущим прибором. отличающееся тем, что, с целью увелнчення быстродействия устройства и повышения эффектнвностн автоматической обработки данных, в него дополнительно введены буферное

3 запомннающее устронство на дискретных интегральных элементах перфоратора, управляемый коммутатор и управляемый аналоговый ннтегратор, причем к входу буферного запомннающего устройства подключен один нз выходов преобразователя аналог-цифра, один нз выходов буферного запоминающего устройства соединен с перфоратором, второй его выход. соединен с преобразователем цифра-аналог, тре тнй выход — с управляемым коммутатором. один нз входов которого соедннен с выходрм усилителя, другой вход — с выходом аналогового интегратора с двумя управляющнмн входами, один нз которых соединен с выходом схемы формнровання импульса взрыва, а другой — со вторым выходом преобразователя эъ аналог-цифра.

Источннкн информации, прннятые во вннмание прн экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 384086, кл. G 01 V 1/24, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 303606, кл. G Ol V 1 24, 1971.

3, Авторское свидетельство СССР,% 428329, кл. G О1 V 1/24, 1974, 4, Авторское свндетельство СССР № 482748, кл. G 01 Y 1/28, 1975. зо 5. Авторское свидетельство СССР № 396648, G 01 V 1/18, 1973.