Способ непрерывной регистрации сейсмосигналов и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к светолучевым осциллографам и предназна но для использования при непрерыв аналоговой фотогальванометрическо регистрации сейсмосигналов. Известен способ непрерывной ан логовой регистрации сейсмической информации световым лучом на пове ности равномерно вращающегося бар на с носителем путем развертки за си по винтовой линии, согласно ко рому развертка осуществляется рав мерным поворотом дополнительного ражающего зеркала, установленного пути отраженного от гальванометра . Устройство для осуществления данного способа содержит барабан носителем записи, привод для вращ ния барабана, осветитель, гальван метр, электрически связанный с сейсмоприемником, и пару неподвиж ного и поворачивающегося зеркальцев, установленных на пути отраже ного от гальванометра светового л ча, причем поворачивающееся зеркало кинематически связано с приводом барабана посредством кулачка с профилем спирали Архимеда, редуктора, фрикционного сцепления и пружины Cl7 . Недостатками способа и устройства для его осуществления являются: наличие дополнительных отра жающих зеркал, что приводит к увеличению потери света и умень шению контрастности записи; наличие механизма для поворота зеркала с кулачком сложного профиля, что приводит к усложнению конструк ции Иувеличению габаритных размеров . Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является способ непрерывной регистрации сейсмо .сигналов световым лучом, отраженным гальванометром, путем развертки записи на вращающемся барабане с Носителем записи, включающий подачу на гальванометр одновременно с сейсмосигналом напряжения развертки. При этом напряжение развертки задается пилообразным и длительность периода равна длительности кадра записиL2. Известно устройство для непрерывной регистрации сейсмосигналов содержащее барабан с носителем записи, привод для вращения барабана и гальванометр, электрически соединенный с сейсмоприемником и -с источником напряжения развертки 2 . Недостатки известного способа и устройства для его осуществления следующие: нулевые линии записи наклонены на угол . о относительно направления движения носителя, причем C/.arctg--P- скорость вращения барабана с носителем; VP - скорость поперечного перемещения светового для осуществления винтовой развертки; истинная скорость развертки записи во времени отличается от скорости вращения барабана с носителем из-за поперечного перемещения светового луча, причем непрерывная запись с винтовой разверткой осуществляется с дополнительными пр решностями. величина которых прямо пропорциональна от ноше-, нию VP / Vji. Целью изобретения является увеличение точности записи. Указанная цель достигается тем, что согласно способу непрерывной регистрации сейсмосигналов световым лучом, отраженным гальванометром, путем развертки записи на вращающемся барабане с носителем записи, включающему подачу на гальванометр одновременно с сейсмосигналом напряжения развертки, развертку производят подачей на гальванометр ступенчатого напряжения, длительность ступеней которого равна длительности оборота барабана, а высота ступеней равна отношению шага строчной развертки к чувствительности гальванометра. Кроме того, в устройстве для непрерывной регистрации сейсмосигналов , содержащем барабан с носителем записи, привод для вращения барабана и гальванометр, электрически соединенный с. сейомоприемником и с источником напряжения развертки, напряжения развертки содержит цифроаналоговый преобразователь, счетчик и логический элемент, причем вход счетчика кинематически связай с осью барабана, а выходы электрически соединены с входами логического элемента, выход которого соединен с входом установки О счетчика и цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход которого соединен с гальванометром. На чертеже приведена обобщенная электромеханическая структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство состоит из барабана 1 с носителем записи, привода 2 для вращения барабана 1, гальванометра с которым одновременно электрически соединены сейсмоприемник 4 (через срсласующие резисторы 5-7 ) и источник 8 ступенчатого напряжения ( чере согласующий резистор 9). Источник 8 ступенчатого .напряжен состоит из индикатора 10 оборотов барабана, связанный кинематически с осью барабана 1 и электрически со счетным входом счетчика 11 импул сов, выходы которого соединены с цифровыми входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 12, вход опор ного напряжения которого соединен с источником постоянного тока через переменный резистор 13, а аналоговые выходы - с гальванометром 3 через согласующий резистор 9. Выходы счетчика 11 соединены также с входа ми логического элемента 14, выход которого соединен с входом установк О счетчика 11. Ступенчатое напряжение формирует на аналоговых выходах ЦАП 12 от ста билизированного опорного напряжения постоянного, тока. В соответствии с предлагаемым способом устройство работает следую щим образом. . При включении устройства барабан 1 с носителем записи равномерно вра щается от привода 2, и отраженный от гальванометра 3 световой луч осуществляет запись на поверхности носителя. К гальванометру 3 одновре менно подаются напряжения от сейсмо , приемника 4 и источника 8 ступенчатого напряжения, которые суммируются и вызывают суммарное отклонение светового луча на поверхности бараб на 1 вдоль его образующей, благодар линейной зависимости напряжение-уго поворота зеркальца гальванометра 3 |и закону суперпозиции воздействующи 1на гальванометр 3 напряжений При вращении барабана 1 прсле каждого его оборота индикатор 10 оборотов барабана подает импульс на счётный вход счетчика 11 импульсов, с выходов которого двоичный параллельный код количества оборотов барабана 1 подается к цифровым входам ЦАП 12 и логического элемента 14. На аналоговом выходе ЦАП 12 получается постоянное напряжение, амплитуда которого скачкообразно увеличивается ступеньками после каждого оборота барабана 1. Следова тельно, на выходе ЦАП 12 формируется ступенчатое напряжение с длитель ностью каждой ступеньки, равной вре мени одного оборота барабана 1. эгаким образом, на поверхности носителя осущест;вляется запись сигнала сейсмоприемника 4 с разверткой по линиям, параллельным направлению движения носителя (стро ная развертка), благодаря суперпози ции с сейсмическим сигналом ступенчатого напряжения, длительность каж дои ступеньки которого равна длительности одного оборота барабана 1. При окончании записи одного кеицра напряжение на выходе источника 8 ступенчатого напряжения мгновенно падает до нуля, после чего начинается запись следующего кадра. Это обеспечивается тем, что выходы счетчика 11 соединены с входами логического элемента 14, на выходе которого после вращения барабана 1 установленное количество оборотов N вырабатывает импульс, который подается к входу.установки нуля счетчика 11. При этом на выходах счетчика 11 устанавливается двоичный параллельный код О, тем самым, амплитуда ступенчатого напряжения на выходе ЦАП 12 мгновенно падает до нуля и световой луч гальванометра возвращается в исходное положение. В зависимости от количества витков записи N , определяемого отношением ширины носителя к шагу строчной развертки устанавливается соответствующая программа логического элемента 14. При дальнейшем вращении барабана 1 описанный выше цикл повторя-л ется. Резистором 13 плавно регулируется величина опорного напряжения ЦАП 12, и следовательно, шаг строчной раз- .-.;вертки. Работа источника 8 ступенчатого напряжения синхронизируется вращением оси барабана 1 посредством логического элемента 14. Для этого в нем предусмотрена возможность изменения числа пересчета, устанавливаемого в соответствии с числом витков N записи на барабане при изменении шага развертки. Таким образом, на поверхности ба-. рабана 1 с носителем записи осуществляется запись сейсмической,информации со строчной разверткой без применения либо механических перемещений барабана или гальванометра, либо поворотного дополнительного зеркала. По сравнению с известным способом непрерывной записи сейсмической информации с разверткой по винтовой линии и соответствующим устройством предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества: благодаря устранению наклона нулевых линий относительно направления движения носителя устраняются дополнительные погрешности записи, присущие всем способам непрерывной регистрации с разверткой по винтовой линии; и, тем самым, облегчается дальнейшая обработка записи и повышается -ее точность .. Внедрение предлагаемого способа непрерывной регистрации сейсмической информации со строчной разверткой записи и соответствующего устройства для его осуществления позволит заменить применяемые в настоящее

время в сейсмических станциях регистрирующие устройства для непрерывной аналоговой регистрации с разверткой записи по винтовой линии.

1. Способ непрерывной регистрации сейсмосигналов световым лучом, отраженным гальванометром, путем развертки записи на вращающемся барабане с носителем записи, включающий подачу на гальванометр одновременно с сейсмосигналом напряжения развертки, :отличающийся тем, что, .с целью увеличения точности записи. развертку производят подачей на гальванометр ступенчатого напряжения, длительность ступеней которого равна длительности оборота барабана, а высота ступеней равна отношению шага строчной развертки к чувствительности гальванометра. 2. Устройство для непрерывной регистрации сейсмосигналов, содержащее барабан с носителем записи, привод для вращения барабана и гальванометр, электрически соединенный с сейсмоприемником и с источником напряжения развертки, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности записи, источник напряжения Q развертки-содержит цифроайалоговый 1 преобразователь, счетчик и логический элемент, причем вход счетчика кинематически связан с осью барабана, а выходы электрически соединены с входами логического элемента, выход которого соединен с входом установки О счетчика и цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход которого сЬединен с гальванометром. 00 с оо