Сейсмический электрографический светолучевой осциллограф Советский патент 1985 года по МПК G01V1/24 

00

;о ;о V Изобретение относится к электрографическим светолучевым осциллограмм и может быть использовано для непрерьшной аналоговой регистрации сейсмических и других процессов, преобразованных в электрические сиг налы. По основному авт.св. № 410349 известен сейсмический электрографический светолучевой осциллограф для видимой аналоговой записи электрических сигналов на бумажной ленте, содержащий осветитель, оптическую систему, магнитный блок с комплектом зеркальных гальванометров, промежуточный носитель записи в виде барабана, покрытого слоем фотополупроводника, блок зарядки, проявляющее устройство, блок переноса, блок засветки, блок очистки, лентопротяжный механизм и блок закрепления ленты, подвижную каретку, на которой установлены магнитньй блок с гальванометрами и осветитель, а также программньй контактно-кулачковый механизм, связанньй с кареткой посредством кулач ковой группы tl. Недостатком известного устройства является наличие неинформативных кадров, так как выдача сейсмограммы осуществляется в виде последовательности кадров через определ ные промежутки времени после завер шения скрытой записи по всей повер ности электрографического цилиндра независимо от прохозедения сигнала землетрясения в этом промежутке вр мени. Целью изобретения является повышение производительности путем исключения выдачи неинформативньпс кадров. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее осветитель, оптическую систему, магнитньй блок с комплексом зеркаль ных гальванометров, промежуточный носитель записи в виде барабана, покрытого слоем фотополупроводника блок зарядки, проявляющее устройство, блок переноса, блок засветки блок очистки, лентопротяжный механизм и блок закрепления ленты, подвижную каретку, на которой установлены магнитный блок с гальваноме рами и осветитель, а также программный контактно-кулачковый меха92низм, связанньй с кареткой посредством кулачковой группы, введены компаратор, триггер, реле, инвертор и дифференцирующая цепь, а блок питания выполнен двухсекционным, причем выходы его одной секции подсоединены через замыкаемые контакты программного контактно-кулачкового механизма к цепям питания блока переноса, проявляющего устройства, блока очистки, блока закрепления ленты и лентопротяжного механизма, выходы другой секции к цепям питания блока засветки н блока зарядки и через параллельно соединенные замыкаемые контакты подвижной каретки и программного контактно-кулачкового механизма - к входу.инвертора, выход которого подключен через дифференцирующую цепь к входу установки нуля триггера, подсоединенного своим выходом к реле, через замыкаемые контакты которого вторая секция блока питания соединена с сетью переменного тока, а счетный вход триггера подключен к выходу компаратора, вход которого является входом сейсмического электрографического светолучевого осциллографа. На фиг.1 представлена функциональная схема осциллографаj на фиг.2 - временная диаграмма работы его узлов$ на фиг.З - схема пово рота электрографического цилиндра между моментами включения и выключения блоков осциллографа. Сейсмический электрографический светолучевой осциллограф содержит (фиг.1) электрографический цилиндр (ЭФЦ) 1, две секции 2 и 3 блока питания, двигатель 4, редуктор 5, гальванометрический блок 6 -экспонирования, блок 7 зарядки, блок 8 засветки, проявляющее устройство 9, блок 10 переноса, блок 11 закрепления ленты, лентопротяжный механизм 12, блок 13 очистки,программный контактно-кулачковый механизм 14 и запоминающий блок 15 управления записи. Гальванометрический блок 6 экспонирования, предназначенный для длительной непрерывной скрытой записи сейсмических процессов в аналоговой форме на поверхности ЭФЦ 1 световыми лучами с разверткой записи по винтовой линии, состоит из подвижной

3

каретки 16, на. которой установлены осветитель 17 и магнитный блок с гальванометрами 18, оптической системы 19 фокусировки отраженных от гальванометров 18 световых лучей на поверхности ЭФЦ 1, механизма 20 перемещения каретки 16 вдоль оси ЭФ 1, электромагнитной муфты 21 с обмоткой 22 расцепления механизма 20 от привода осциллографа, пружины

23возврата каретки 16 в исходное положение в конце каждого цикла записи при замыкании цепи питания обмотки 22, и контакта 24 включения программного контактно-кулачкового механизма 14 при достижении кареткой 16 крайнего положения. Программный контактно-кулачковьй механизм 1А состоит из электромагнитной муфты 25 с обмоткой 26, кулачков 27-35 и замыкаемых контактов 36-44.

Двигателем 4 осуществляется вра щение ЭФЦ 1 через сменные шестерни 45 и 46 при замкнутых контактах

24или 36, перемещение каретки 16 через сменные шестерни 47.

Запоминающий блок 15 управления записи состоит из компаратора 48, триггера 49, реле 50 с замыкаемцми контактами 51 и 52, инвертора 53 и дифференцирующей цепи 54 Вход компаратора 48 является входом осциллографа, а выход компаратора 48 соединен со счетным С-входом триггера 49, вход установки нуля которого соединен через дифференцирующую цепь 54 к выходу инвертора 53, подключенного своим входо через параллельно соединенные замыкаемые контакты 24 и 36 к первому выходу секции 2 блока питания. Входы 55-57 осциллографа подсоединены к соответствующим входам гальванометров 18. Выходные зажимы и 59 секции 2 блока питания подсоединен к выводам двигателя 4, а выходные зажимы 60 и 61 - к выводам осветителя 17.

Iл

На временной диаграмме (фиг.2) по вертикали представлены номера . блоков осциллографа, а по горизонтали отложены моменты включения или выключения блока по углам поворота ЭФЦ 1,

На фиг.2 заштрихованы диаграммы работы тех блоков, которые включаюся программным контактно-кулачковы

1899

механизмом 14, независимо от величины сигнала на входе осциллографа, для стирания неинформативной скрытой записи ЭФЦ 1 и подготовки осциллографа к следующему циклу записи.

На схеме узлов поворота ЭФЦ 1 между моментами включения и выключения отдельных узлов (фиг.З) схематически указано такжерасположение

Q блоков осциллографа по окружности ЭФЦ 1.

Цозиции на фиг. 2 и 3 соответствуют номерам блоков осциллографа. Осциллограф работает следующим

г образом.

В начале каждого цикла записи вся поверхность ЭФЦ 1 оказывается заряженной посредством блока 7 зат рядки, подвижная каретка 16 находится в начальном положении ее реремещения, контакты 24 и 36 разомкнуты, электромагнитная муфта 25 выключена, программный контактнокулачковый механизм 14 не вращается,

5 кулачки 27-35 находятся в начальном положении, контакты 36-44 разомкнуты, блоки 7-13 осциллографа выключены к триггер 49 находится в состоянии логического О,

Таким образом, при скрытой записи все блоки осциллографа выключены, . кроме привода ЭФЦ 1, механизма 16 перемещения каретки (через контакты 58-59 двигателя 4), осветителя 17 (через контакты 60-63)и запомй5 нающего блока 15 управления записи, а рамки гальванометров 18 соединены с исходной цепью осциллографа (через контакты 55-57). При этом ЭФЦ 1 равномерно вращается, каретка 16 равномерно перемещается вдоль оси ЭФЦ 1, световые лучи осветителя 17 отражаются зеркалами гальванометров 18, фокусируются оптической системой 19 на поверхности ЭФЦ 1 в виде ярких световых точек и осуществляют на ней длительную непрерывную скрытую электростатическую затшсь входных сигналов в аналоговой форме разверткой по винтовой линии. Этот

0 процесс продолжается до заполнения всей поверхности ЭФЦ t скрытой электростатической записью и замыкания контакта 24 кареткой 16.

Когда вся поверхность ЭФЦ 1 заполняется скрытой записью и каретка 16 доходит до крайнего положения его перемещения, то замыкается контакт 24 и включается электромагнитная

уфта 25. При этом ось программного контактно-кулачкового механизма 14 зацепляется с редуктором 5, кулачки 27-35 приводятся во вращение синронно с ЭФЦ 1 и с определенной 5 оследовательностью (фиг.2), которая соответствует взаимному расположению блоков осциллографа по окружности ЭФЦ 1 (фиг.З) замыкаются контакты 36-44 (фиг.1), подключая 10 епи питания блоков 7-13 и электроагнитной муфты 21 к выходам секий 2 и 3 блока питания.

При этом в зависимости от инормативности скрытой записи осу- 15 ществляется либо выдача кадра-сейсмограммы с записью сигнала землетрясений и подготовка осциллографа к следующему циклу записи, либо только подготовка осциллографа к следующему 20 циклу записи без выдачи неинформативного кадра-сейсмогра 4ы ,

Если при записи происходит землетрясение и сигнал на входе осциллографа превькит уровень срабатыва- 25 НИН компаратора 48, то на его выходе появляется сигна,л логической 1 (фиг.2), длительность которого равна времени превращения сейсмического сигнала уровня обрабатывания компа- зо ратора 48. Этот сигнал поступает на счетньй С-вход триггера 49 (фиг.1),

который переходит в состояние логической t и остается в этом состоянии независимо от дальнейше- 35 го значения сигнала на С-входе до прихода на R-вход кратковременного сигнала логической 1 (фиг.2). Выходным сигналом логической 1 триггера 49 включается реле.50 40 (фиг.1) и за йясаются его контакты 51 и 52, при вход секции 3 блока питания подключается к сети переменного тока. В этом случае при вращении кулачков 27-35 и замыкании 45 кулачков 27-35 и замыкании контактов 36-44 напряжения от секций 2 и 3 блока питания подаются на все блоки осциллографа, участвукнцие в получении видимой сейсмограммы 50 и подготовке осциллографа -к следующему циклу записи. Первоначально через угол поворота ЭФЦ1 на 4 1 с момента замыкания контакта 24 включаются блок 9 проявления и блок 55 11 закрепления, а также контакт 36, который дублирует контакт 24 и обеспечивает дальнейшую работу пр -граммного контактно-кулачкового механизма 14 после размыкания контакта 24 при возврате каретки 16 в исходное положение. Затем через определенные углы поворота ЭФЦ 1 (фиг.2 и. 3) включаются блоки 10, 12, 8 и 13 осциллографа. После поворота ЭФЦ 1 на угол (фиг. 2 и 3) кратковременно замыкается контакт 39 подавая иМпульс напряжения на обмотку 22, При этом кратковременно включается муфта 21, механизм 20 перемещения каретки 16 отцепляется от двигателя 4, при это каретка 16 посредством пружины 23 возвращается в исходное положение и контакт 24 размыкается. Однако вращение кулачков 27-35 не прекращается благодаря замкнутому контакту 36 кулачком 27.

По мере выполнения своих функций блоки 7-13 (фиг.1) осциллографа с определенной последовательност (фиг.2), соответствующей взаимному расположению пр окружности .ЭФЦ 1 (фиг.3) отключаются от секций 2 н 3 блока питания контактами 38-44 кулачков 29-35.

После окончания работы блоков 7-13 (фиг.2) осциллографа через угол поворота ЭФЦ 1 на 2 - fg-, ( , Ч|M si) с момента замыкания контакта 24, когда кулачки 27-35 возвращаются в исходное положение, размыкается контакт 36, обесточивается обмотка 26, муфта 25 выключается , кулачки 27-35 расцепляются от привода осциллографа и прекращаю вращение. Вместе с этим при размыкании контакта 36 на выходе инвертора 53 появляется положительное напряжение (фиг.2), от положительного фронта которого на выходе дифференцирующей цепи 54 вырабаты- вается кратковременный полояоттеяькы импульс напряжения, который поступает на вход триггера 49 и переводит его в исходное состояние логическог О. При этом реле 50 обесточиваетс контакты 51 и 52 размыкаются и секция 3 блока питания отключается от сети переменйрго тока до следующего срабатывания компаратора 48 при появлении сигнала землетрясен на входе осциллографа.

Если же при записи не происходит землетрясение и сигнал на входе осциллографа не превысит уровень

7.

срабатывания компаратора 48 в течение всего цикла записи, то запоминающий блок 15 управления записи не срабатывает контакты 51 и 52 реле 50 остаются разомкнутыми и секция 3 блока питания не подключается к сети переменного тока. В это случае, при вращении кулачков 27-35 и замыкании контактов 36-44 после замыкания контакта 24, с определенной последовательностью (заштрихованные диаграммы фиг, 2) включаются только блок 8 засветки и блок.7 зарядки для снятия остаточны зарядов с поверхности ЭФЦ 1 и ее зарядки перед следующим циклом записи, а также электромагнитная муфта 21 для возврата каретки 16 в свое исходное положение. Остальные блоки осциллографа (блок 9 проявления, блок 10 переноса, блок 11 закрепления ленты, лентопротяжньй механизм 12 и блок 13 очистки) не включаются и вьщача неинформативного кадра не происходит.

После возврата каретки 16 в свое исходное положение и выключения блока 8 засветки и блока 7 за998

рядки (фиг.2) при повороте ЭФЦ 1 на угол с момента замыкания кареткой 16 контакта 24, когда кулачки 27-35 возвращаются в исходное

положение, размыкается контакт 36 и кулачки 27-35 останавливаются. При этом поступающий через инвертор 53 и дифференцирующую цепь 54 на R-вход триггера 49 кратковременный положительный импульс не меняет его состояния, так как триггер 49 перед этим был в исходном состоянии логического О.

Таким образом, использование

-изобретения позволяет производить непрерывную скрытую регистрацию сейсмических процессов на промежуточном носителе с разверткой по винтовой лин1Ш и ее стирание после

заполнения скрытой записью всей поверхности ЭФЦ 1, если скрытая запись не содержит информацию.Еели же скрытая запись информативна, то , производится видимой сейсмограммы на простой бумажной ленте с записью землетрясения, уровень сигнала которого вьше порогового значения.

27 50 29 28 5/ U 33 J J5

СЕЙСМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОГРАФИЧЕСКИЙ СВЕТОЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ по авт.св. № 410349, отличающийся тем, что, с целью повьшеиия производительности путем исключения вьщачи неинформативных кадров, в него введены компаратор, триггер, реле, инвертор и дифференцирующая цепь, а блок питания выполнен двухсекционньм, причем выходы его одной секции подсоединены через замыкаемые контакты программного контактно-кулачкового механизма к цепям питания блока переноса, проявляющего устройства, блока очистки, блока закрепления ленты и лентопротяжного механизма, выходы другой секции - к цепям питания блока засветки и блока зарядки и через параллельно соединенные замыкаемые контакты подвижной каретки и программного контакта кулачкового механизма - к входу инвертора, выход которого подключен через дифференцирующую цепь к входу установки нуля триггера, подсоединенного своим выходом к реле, через замыкаемые контакты которого вторая секция блоW ка питания соединена с сетью переменного тока, а счетный вход триггера подключен к выходу компаратора, вход которого является входом сейсми-5 ческого электрографического светолучевого осциллографа.