Способ калибровки сейсмометрических каналов Советский патент 1986 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к сейсмомет рии и может быть использовано в сейсмологии и экспериментальной геофизике для определения амплитудно- и фазочвстотных характеристик и параметров сейсмографов и каналов регистрации . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей -.г способа за счет обеспечения возможности получения фазочастотной характеристики при одновременном уменьшении времени калибровки. Способ осуществляют следующим образом. В калибровочную катушку сейсмомет ра подают отгенератора синусоидальньш сигнал определенной частоты, непревышаюЕДИй по амплитуде среднего уровня микросейсмического фона. Регистрируют аддитивную смесь микросей смического фона и отклика канала в течение некоторого времени, определяемого необходимой точностью калибровки. Затем в калибровочную катушку поочередно подают слабые синусоидаль ные сигналы других частот и аналогич ным образом.регистрируют записи для всего набора частот, соответствующего рабочему диапазону частот сейсмометрического канала. Амплитуды откликов на калибровочные сигналы оценивают с заданной точностью путем вы числения усредненных в интервале калибровки коэффициентов взаимной кор реляции зарегистрированных процессов с парами ортогональных (сдвинутых на 90°) опорных сигналов с частотами равными частотам соответствующих калибровочнь х сигналов. В процессе проведения способа-регистрируется аддитивная смесь микросейсмического фона n(t) и отклика SK,(t) на К-й калибровочный сигнал частоты Ofc,: y.(t) S,(t) + I, (t); U) S.(t) (u}K t+ Ц), ) , (2) где AK - неизвестная амплитуда отклика канала на К-й калибровочньш сигнал; 1. - неизвестный фазовый сдвиг на К-й частоте; Ч,, - стационарный нормальный процесс с нулевым математическим ожиданием. 162 Функции взаимной корреляции с двумя опорньпчи сигналами 1 vt) и q,j(t) имеют вид M 4-;i2- rf A)a,(«-L)t-.4,fl Ru4it)1 ;. (H.(t-).4,(,4.() J где ) Б-зшОк ; опорные сигналы q,CC)b-cOSO,i;f Ь- амплитуда опорных сигналов; Oj- круговая частота калибровочного и опорного сигналов, -т,т - интервал осреднения коэффициентов взаимной корреляции. Функции взаимной корреляции двух опорных сигналов с откликом канала 5.4iCf) ( asin(o.i-Oj-)di т fl53,C-i:)-,l;rnjL U,5in(io.l ..)fecos(,tVil J где )и )- функции в,заимной корреляции опорных сигналов с микросейсмическим фоном. Представив сигнал S(t) в виде суммы двух сигналов S(t)A.Vin(kA),)-a,5in ОД -biCOSu} , (,) где А./.1Г и -ctgl Cy) Проинтегрировав (5) с учетом kb), получают ЧЯ1(.)1-С1,Ьс05О г- ЬкЬ51П(л)к1Г 5кЧг() jbv.bcosiO i: - |-а,Ъ5ти},1: J при L 0 имеют соответствующие коэффициенты взаимной корреляции ь-Л.°Ь2 ЧЧЛО-г- Ь Учитьшая, что для нормального, центрированного, стационарного случайного процесса (t) , не коррелированного с опорными сигналами q(t) и ), оценки функций взаимной корреляции опорных сигналов с помехами (t) и (t) неограниченно убывают с ростом интервала калибровки -ТД , можно записать дпя достаточно больших интервалов осреднения fTV-С. п уЛЛ-) SfcHA- I (fV RsЛгC)J 10) 3 или при t 0 уЛ.(о)а,Ь g, чЛ.СО)- |Ь,Ь Таким образом, измерив на достаточно большом интервале времени С-Т, Т оценки коэффициентов взаимной корреляции (О) и ), получают из U1) и I 6) оценки неизвестных амплитуд АК и фазовых сдвигов vp откликов канала на калибровочные сигналы A.-,|a5-b;i fJ«;..(0),ft,.i,(oi ; ( Точность измерения неизвестных A-v. и . зависит от дисперсии оценок (О) и ) и растет пропорционально отношению сигнал/ /помеха и величине интервала осреднения -Т, Т. Так как статистические свойства реального сейсмическог шума i(.} меняются во времени и в пространстве, заранее.трудно определить величину интервала осреднения 1-Т, т , обеспечивающего дости жения заданной точности измерения А к и Qij , поэтому в предлагаемом способе предлагается проводить мног кратное оценивание измеряемых пара. метров AV: и (Pj при увеличении интервала осреднения L-T, Т до тех пор, пока точность измерения этих величин не достигнет заданного уров ная. Согласно предлагаемому способу определяют с заданной точность ампл туды и фазы откликов канала на слабые калибровочные синусоидальные си налы разных частот, лежащих в пределах частотного диапазона сейсмометри еского канала. По этим параметрам 16.4 определяют амплитудные и фазочастотные характеристики и постоянные сейсмометрического канала. Формула изобретения Способ калибровки сейсмометрических каналов, заключающийся в последовательной подаче в калибровочную катушку сейсмометра калибровочного синусоидального электрического сигнала с частотами, лежащими в пределах рабочего диапазона частот сейсмометрического канала, и с амплитудами, не превьш1аюшд1ми среднего уровня микрйсейсм, регистрируют суперпозицию,микросейсм и отклика сейсмометрического канала на калибровочный синусоидальный электрический сигнал, по которой судят о частотных характеристиках сейсмометрических каналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных вцзможностей способа за счет обеспечения возможности получения фазочастотной характеристики сейсмометрического канала, а также уменьшения времени калибровки, одновременно с калибровочным синусоидальным электрическим сигналом генерируют дополнительные калибровочные сигналы, сдвинутые по фазе на 0° и 90, измеряют усредненные в интервале калибровки оценки коэффициентов взаимной корреляции отклика сеймометрического канала с парой дополнительных калибровочных сигналов и по этим оценкам определяют амплитуду и фазу отклика сейсмометрического канала на калибровочные синусоидальные электрические сигналы, по которым опередялют амплитудные и фазовые характеристики и параметры сейсмометрических каналов.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано в сейсмологии и экспериментальной геофи:зике;для определения амплитудно- и фазочастотных характеристик и параметров сейсмографов и каналов регистрации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности получения фазочастотной характеристики при одновременном уменьшении времени калибровки. Цель достигается подачей в калибровочную катушку сейсмометра слабых (на уровне микро- сейсм) синусоидальных сигналов ряда частот в пределах рабочего частотного диапазона с последующим корреляционным анализом отклика сейсмометрического канала на эти сигналы совместно с опорными, сдвинутыми по фазе на 90° сигналами, подаваемыми на сл вьгход указанного канала с того же источника калибровочных синусоидальных сигналов. В результате анализа определяют амплитудные и фазочастотные характеристики и постоянные канала без перерыва в его работе. 1ч9 Од со 05