Пиковый сейсмограф Советский патент 1984 года по МПК G01V1/18 

1:1.тг.т:.j

Фиг 1 Изобретение относится к приборам используемым при геофизических иссле дованиях, в частности к устройствам для выборки и регистра1щи наибольших (niiKOBbix) значений измеяякщихся во времени параметров явлений или процессов и может быть использовано при сейсмометрических наблюдениях, например, в горном деле, строительстве и т.д. Известно устройство для определения пиковых значений скорости смещения, содержащее инертную массу, рычажную систему с перописцем и пара финированны бумажный даек или закопченное стекло СП. Недостатками известного устройства являются невысокая точность, необ ходимость последующей расшифровки се смограммы и невысокая ЧУВствительность механической системы. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединеншле сейсмический датчик и усилитель, а также блок считывания 23. Недостатками известного устройства являются значительные затраты вре мени на определение наибольших (пиковых) значений скорости смещения, обусловленные необходимостью последующей расшифровки сейсмограммы и полной записи процесса колебаний, а также невысокая точность измерения. Цель изобретения - повьпиение производительности 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 уснпитег1Я подключен к входу линейного детектора, выход которого соединен с входном блока формирования запускающего импульса, а выход пикового детектора подключен через замыкаем1.1й контакт реле к вхо151ду блока памяти, выход которого соединен с входом блока считывания. На фиг.1 представлена блок-схема ПИКОВОГ9 сейсмографа; на фиг.2 принципиальная электрическая схема сейсмографа. Пиковый сейсмограф (фиг.1) содержит сейсмический датчик , 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 замыкаемым контактом II и блок 12 питания. Сейсмический датчик I, усилитель 2, линейньп 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 питания. Вариант схемной реализации пикового сейсмографа приведен на фиг,2, Сигнал с выхода сейсмического датчика I поступает на усилитель 2, собранный на микросхеме 13. Необходимое 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 7 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 операционного 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 транзистора 25, Необходимый уровень запуска (порог чувствительности) устанавлив.ается резистором 26. Сигнал с выхода линейного детектора 3 подается на вход операционного усилителя 24, и как только его величина превзойдет установленный резистором 26, уровень запуска, на выходе операционного усилителя 24 3 появляется сигнал, который отпирает транзистор 25 и запускает элемент 8 задержки сигналов первого вступления, выполненного в виде мультивибр тора на транзисторах 26 и 27. Длительность задержки регулирует ся с помощью резисторов переключате ля 28, Диапазон задержки составляет 0,1-1,0 с с интервалом 0,1 с. Но истечении установленной задержки включается блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала, выполненный в виде мультивибратора на транзисторах 29 и 30, Длительность окна записи nervлируется с помоэтьк резисторов переключателя 3.1 . .Циапазон длительнос ти окна записи составит 0,1-1,0 с с интервалом 0,1 с. Для обеспечения управления реле 10 собран согласующий каскад на транзисторах 32 и 33. При размыкании контакта II реле 10 конденсятАр 23 блока 5 памяти подключается к пиковому детектору 4. Блок 6 считывания собран на баз операционных усилителей 34 и 35 с использованием милливольтметра 36 с большим входным сопротивлением ( Ом), Резистор 37 служит для установки нуля милливольтметра 36. Управление блоком 6 считывания производится с помощью переключателей 38 и 39, имеющих положения Мик росейсмы, Сброс, Запись, Счит вание , Включение и контроль пита ния . В положении Микросейсмы производится контроль уровня микросейс и случайных сигналов в точке наблю дения и с помощью резистора 76 устанавливается необходимый уровень запуска. В положении Запись сигна с пикового детектора 4 поступает в блок 5 памяти. В положении Считыва ние сигнал с конденсатора 23 блока 5 памяти подается на милливольтметр 36, В положении Сброс происходит разряд конденсатора 23 блока 5 памяти через резистор 40. В полож нии Б1 (сеть) и 52 (аккумулятор) пр изводится контроль питания - милливольтметр 36 должен показывать 65-7 делений шкалы. Нитани.е пикового сейсмографа может осуществляться от аккумуляторов напряжением 6,8 В и от сети 220 В. Для питания от сети 220 Б блок питания выполнен в виде выпря154мителя 4| на базе диодов Д 237, Напряжение с выхода выпрямителя стабилизируется стабилитронами 42 и 43. Пиковый сейсмограф работает следуЮ1ф{м образом. Сигнал, возникаю1ций на выходе сейсмического датчика при прохождении сейсмической 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 злемент 8 задержки 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 поступает на блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала, кото1ний. управляет реле 10. В момент подачи запускающего импульса, на блок 9 продолжительности выборки пикового сигнала реле 10 срабатывает и замыкает контакты II, при этом сигнал с выхода пикового детектора 4 подается а блок 5 памяти. Но истечении I с блок 9 продолжительности- выборки, пикового сигнала отключает реле 10,при этом контакты I1 размыкаются, и сейсмограф переводится- в режим считывания. После считывания хранящегося в блоке 5 памяти сигнала блок 6 считывания пиковый сейсмограф отключается. При замене сейсмическога датчика 1 электромагнитным микробарографом осуществляется определение пиковых значений избыточного давления во фронте ударной воздушной волны. Пиковый сейсмограф -рассчитан на применение в качестве сейсмического датчика сейсмоприемника типа СМ-3 при замере вертикальной составляющей наибольшей скорости смещения грунта или электродинамического микробарографа типа ЭДМБ-М при замере наибольшего значения избыточного давления во фронте ударной воздушной волны. При замере шасового значения скорости смещения с использованием сейсмоприемника типа СМ-3 в зависимости от расстояния до взрыва время задержки устанавливается 0,5-1,0 При замере же пикового значения избыточного давления во фронте ударной взрывной волны, с использованием электродинамического микробарографа Э ДMБ-M время задержки устанавливается минимальное не более 0,1-0,2 с. В обоих случаях вре мя хранения выбранного пикового сигнала в памяти не бсшее 10-15 мин Если за этот времени сиг промежуток 14 Пит нал памяти не будет считан, то изза саморазряда конденсатора 23 возможна значительная ошибка показаний милливольтметра 36. Испытания показали, что в диапазоне замеренных скоростей смещения при взрывах от О,I до 1,0 см/с и избыточных давлений 0,5-5 мбар ошибка измерения неПревышает +5 %. Таким образом, использование изобретения обеспечивает возможность экспрессного определения наибольших (пиковых) значений скорости смещения и избыточных давлений грунта при взрывах.

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