РЕГИСТРАТОР СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано для обнаружения и регистрации сейсмических сигналов при наличии помех.

Цель изобретения повышение помехоустойчивости обнаружения сейсмических сигналов. Устройство позволяет повысить помехоустойчивость обнаружения и регистрации сейсмических сигналов путем выделения и исключения помехового сигнала (от транспорта, работающего оборудования, близкого падения тяжелых предметов и т.п.). Это достигается введением дополнительного выносного сейсмометра в направлении наиболее вероятной помехи, что позволяет выделить помеховый сигнал за счет его существенно большей задержки и существенно большего отличия по амплитуде между основным и дополнительным сейсмометрами, чем сигналы от удаленных сейсмических событий. При этом с помощью дополнительной связи с логического блока на устройство управления осуществляется запрещение регистрации принятого сигнала, если он является сигналом помехи.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано для обнаружения и регистрации сейсмических сигналов при наличии помех.

Известны сейсмографы, включающие сейсмометр, аналого-цифровой преобразователь, блок буферной памяти, оконечный накопитель, анализатор сейсмических сигналов, схему включения перезаписи, формирователь калибровочного сигнала и блок времени [1]
Однако при наличии местных сейсмических помех (транспорт, работающее оборудование, близкое падение тяжелых предметов и т.п.) анализатор сейсмических сигналов такого сейсмометра может принять решение о регистрации этой помехи, что является нежелательным.

Наиболее близким к предложенному является сейсмограф, содержащий сейсмометр, связанный с аналого-цифровым преобразователем и формирователем калибровочного сигнала, блок буферной памяти, соединенный с магистралью обмена информацией, к которой подключены также аналого-цифровой преобразователь, регистр сверхоперативной памяти, соединенный также с логическим блоком, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, блок времени, оконечный накопитель и устройство управления [2]
Однако логический блок такого сейсмографа пропускает в оконечный накопитель не только сигналы от сейсмических событий, но и от местных сейсмических помех, что перегружает оконечный накопитель и требует дополнительного анализа записанных в него сигналов.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости обнаружения сейсмических сигналов.

Цель достигается тем, что в сейсмограф, содержащий сейсмометр, связанный с аналого-цифровым преобразователем и формирователем калибровочного сигнала, блок буферной памяти, соединенный с магистралью обмена информацией, к которой подключены также аналого-цифровой преобразователь, регистр сверхоперативной памяти, соединенный также с логическим блоком, оперативное запоминающее устройство, блок времени, оконечный накопитель и устройство управления, введены выносной дополнительный сейсмометр, устанавливаемый в направлении наиболее вероятной помехи, и связь с логического блока на дополнительный вход устройства управления, причем выносной дополнительный сейсмометр связан с аналого-цифровым преобразователем и формирователем калибровочного сигнала.

На чертеже представлена схема регистратора сейсмических сигналов.

Регистратор сейсмических сигналов состоит из сейсмометра 1, связанного с аналого-цифровым преобразователем 3 и формирователем 4 калибровочного сигнала, выносного дополнительного сейсмометра 2, связанного с аналого-цифровым преобразователем 3 и формирователем 4 калибровочного сигнала, блока 5 буферной памяти, соединенного с магистралью 6 обмена информацией, к которой подключены также аналого-цифровой преобразователь 3, регистр 7 сверхоперативной памяти, соединенный также с логическим блоком 8, оперативное запоминающее устройство 9, постоянное запоминающее устройство 10 программ обработки и параметров обнаружения, блок 11 времени, оконечный накопитель 12 и устройство 13 управления, соединенное с логическим блоком 8.

Регистратор сейсмических сигналов может работать в трех режимах: ожидания, калибровки и регистрации.

Режим ожидания устанавливается в случае, если сейсмические сигналы, поступающие с сейсмометра 1 и выносного дополнительного сейсмометра 2 и оцифрованные аналого-цифровым преобразователем 3, не подлежат регистрации. Для определения этого факта оцифрованные в аналого-цифровом преобразователе 3 сейсмические сигналы через блок 5 буферной памяти, магистраль 6 обмена информацией и регистр 7 сверхоперативной памяти поступают на логический блок 8, где после обработки их параметры сравниваются с поступающими туда же с постоянного запоминающего устройства 10 через магистраль 6 обмена информацией и регистр 7 сверхоперативной памяти с параметрами обнаружения сейсмического события и, в случае несоответствия параметров принимаемого сигнала этим параметрам обнаружения, т.е. если принимаемый сигнал не является сейсмическим событием, принимается решение о формировании режима ожидания, т.е. логический блок 8 через регистр 7 сверхоперативной памяти и магистраль 6 обмена информацией выдает команду на устройство 13 управления, которое запрещает регистрацию. В том случае, если коды сейсмических сигналов с аналого-цифрового преобразователя 3, поступающие на логический блок 8, идентифицированы как сейсмическое событие, то для исключения возможности регистрации местной помехи в логическом блоке 8 проводится дополнительная совместная обработка сигналов с сейсмометра 1 и с дополнительного сейсмометра 2, при этом анализируется прежде всего взаимная корреляция амплитуд и времен прихода этих сигналов. Известно, что скорость распространения сейсмической волны от удаленных сейсмических событий в 5-10 раз превышает скорость распространения волны от местных событий. При этом сейсмические сигналы от удаленного сейсмического события в сейсмометре 1 и в выносном дополнительном сейсмометре 2 будут мало отличаться по времени прихода и амплитуде. Сейсмические сигналы от местного события (транспорт, работающее оборудование, близкое падение тяжелых предметов и т. п.) в сейсмометре 1 и выносном дополнительном сейсмометре 2 будут иметь существенную задержку по времени и существенное отличие по амплитуде между собой. При этом для исключения неидентичности сейсмометров используются корректирующие коэффициенты, получаемые в результате проведения режима калибровки. При наличии местной помехи логический блок 8 на основании этих критериев вырабатывает команду, поступающую с логического блока 8 на дополнительный вход устройства 13 управления и запрещающую регистрацию информации.

Режим регистрации формируется только в том случае, когда выполняются одновременно два условия: во-первых, коды сейсмических сигналов с аналого-цифрового преобразователя 3, поступающие на логический блок 8, идентифицированы как сейсмическое событие, и логический блок 8 выдает на магистраль 6 обмена информацией команду на включение регистрации; во-вторых, в результате дополнительной совместной обработки сигналов с сейсмометров 1 и 2 логической блок 8 не формирует команду запрета регистрации на устройство 13 управления, то есть сигнал не является местной помехой. По команде включения регистрации коды сейсмического сигнала начинают поступать с аналого-цифрового преобразователя 3 через блок 5 буферной памяти и магистраль 6 обмена информацией, совместно с кодами точного времени с блока 11 времени подаются на оконечный накопитель 12 информации, включаемый посредством устройства 13 управления по командам логического блока 8, где они накапливаются для дальнейшей обработки.

Режим калибровки совмещается с режимом ожидания и осуществляется периодическими командами, вырабатываемыми устройством 13 управления совместно с блоком 11 времени. Эти команды через магистраль 6 обмена информацией подаются на формирователь 4 калибровочного сигнала. Кодированные отклики сейсмометра 1 и 2 на калибровочный сигнал с аналого-цифрового преобразователя 3 поступают через магистраль 6 обмена информацией на логический блок 8, который вычисляет по откликам сейсмометров их корректирующие коэффициенты, позволяющие учесть неидентичность сейсмометров, и заносит их в оперативное запоминающее устройство 9 для использования для коррекции неидентичности сейсмометров в процессе обнаружения сейсмических событий в режиме ожидания, а также в оконечный накопитель 12, куда записываются также полезные сейсмические события. Отклики сейсмометров на калибровочный сигнал и рассчитанные корректирующие коэффициенты сейсмометров используются и при работе регистратора в процессе обнаружения сейсмических событий, а также в дальнейшем при вторичной обработке сейсмических сигналов.

Вследствие применения дополнительного выносного сейсмометра в направлении наиболее вероятной помехи и дополнительной связи с логического блока на дополнительный вход устройства управления резко повышается помехоустойчивость регистратора сейсмических сигналов, что выражается уменьшением вероятности ложной тревоги, т.е. вероятности регистрации местной помехи при отсутствии полезного сейсмического сигнала, в 3-5 раз.

В Научно-исследовательском институте приборостроения и центре "ГЕОН" было реализовано предлагаемое устройство, разработаны и изготовлены опытные образцы и проведены натурные испытания. Испытания подтвердили высокую помехоустойчивость предлагаемого устройства. Вероятность ложной тревоги при работе в условиях интенсивных местных сейсмических помех не превышает величину 0,2 · 10 ^-3 при вероятности обнаружения дальних и удаленных сейсмических событий более 0,8.

Использование: в сейсмометрии для обнаружения и регистрации сейсмических сигналов при наличии местных сейсмических помех. Сущность изобретения: устройство повышает помехоустойчивость обнаружения и регистрации сейсмических сигналов путем выделения и исключения помехового сигнала работающего оборудования, близкого падения тяжелых предметов и за счет введения выносного дополнительного сейсмометра, устанавливаемого в направлении наиболее вероятной помехи, и связи с логического блока на дополнительный вход устройства управления. Выносной дополнительный сейсмометр связан с аналого-цифровым преобразователем и формирователем калибровочного сигнала. 1 ил.

Регистратор сейсмических сигналов, содержащий сейсмометр, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к магистрали обмена информаций, а также оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, блок времени, накопитель, устройство управления, формирователь калибровочного сигнала, блок буферной памяти и регистр сверхоперативной памяти, подключенные к магистрали обмена информации, кроме того, логический блок, соединенный с регистром сверхоперативной памяти, причем выход формирователя калибровочного сигнала соединен с входом сейсмометра, отличающийся тем, что второй выход формирователя калибровочного сигнала через дополнительный сейсмометр подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, а выход логического блока к дополнительному входу устройства управления.