Устройство для многоканальной регистрации сейсмических сигналов Советский патент 1989 года по МПК G01V1/22 

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано в автоматизированных системах регионального контроля и прогноза сейсмических явлений и на сейсмостанциях.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности свйсморегистрирукмцей системы за счет уменьшения непроизводительных затрат ресурсов времени ЭВМ,

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для регистрации сейсмических сигналов; на фиг, 2- - структурная схема блока управления устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных аналогового мультиплексора 1, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, буферного запоминающего устройства (БЗУ) 3, контроллера 4 связиJ ЭВМ 5, причем конт- роллер 4 связи и ЭВМ 5 соединены между собой двунаправленной шиной связи. Первые входы аналогового мультиплексора являются входами информационных каналов устройства и соединены с одноименными входами блока 6 распознавания сейсмосигналов (БРС), выход которого соединен с первым входом бло ч ч

00

31509

ка 7 управления. Первый выход последнего соединен шиной управляющих сигналов с вторыми входами аналогового мультиплексора 1, АЦП 2 и БЗУ 3, а второй выход - с вторым входом контроллера 4 связи, второй выход которого соединен с вторым входом блока 7 уп- равления.

Блок 7 управления (фиг. 2) состоит из генератора 8 тактовых импульсов (ГТИ), счетчика 9 адреса, триггера 10 режима и таймера 11, причем первый, второй и третий выходы ГТИ 8, выход счетчика 9 адреса и выход триггера 10 режима составляют шину управляющих сигналов устройства, четвертый выход ГТИ 8 соединен с входом счетчика 9 адреса, второй выход контроллера 4 связи (фиг, 1) соединен с первыми входами ГТИ 8 и триггера 10 режима, выход БРС 6 соединен с входом таймера 11, первый выход которого соединен с вторым входам ГТИ 8, а второй выход- с вторым входом контроллера 4 связи,

Устройство работает следующим образом.

Основной режим работы устройства - это режим поиска и записц полезного сейсмического сигнала, В этом режиме ГТИ 8 формирует сигналы Переключение канала, Запуск АЦП, Строб БЗУ, счетчнк 9 адреса формирует код адреса БЗУ.З, а триггер 10 режима формирует сигнал З апись в БЗУ, Выбранный канал через аналоговый мультиплексор 1 подключается к АЦП 2, где по сигналу Запуск АЦП производится преобразование выборки аналогового сигнала в цифровой двоичный код, который по сигналу Строб БЗУ записывается в ячейку памяти БЗУ.З, определяемую адресом формируемым счетчиком 9 адреса. По следующему такту ГТИ 8 к входу АЦП 2 подключается следуклдий аналоговый канал, код адреса БЗУ увеличивается на единицу и аналогичным образом записы вается выборка следующего канала и т,д. Выбор каналов производится последовательно,.причем за каналом следует первый канал, код адреса БЗУ также нарастает до максимального значения, определяемого объемом БЗУ 3, после чего переходит на первую ячей- ку и т.д. Таким образом, в БЗУ 3 записывается постоянно обновляемая ин- формация, независимо от ее характера (шума, помехи, полезный сигнал).

Одновременно с процессом записи БРС 6 осуществляет анализ входных сигналов на принадлежность их к сейсмическим по ряду критериев, причем процесс распознавания начинается с момента превышения сигналом в любом канале заданного порога и заканчивается через строго фиксированное время (Tpgj,o,j ), Если многоканальный входной сигнал удовлетворяет всем (амплитудному, мажоритарному и временным) критериям, до которым его можно отнести к полезному сейсмическому сигналу, то с выхода БРС 6 на вход блока 7 управления поступает сигнал Решение БРС, который заггус- кает таймер 11 Последний формирует временной интервал (), по .окончании которого на первом выходе таймера 1 1 формирз ется сигнал Конец регистрации, который поступает на вход ГТИ 8 и запрещает выдачу всех сигналов с ГТИ 8, а на втором выходе таймера 1 формируется сигнал Запрос ни передачу ЭВМ, которьш поступает на вход контроллера 4 связи и инициирует обращение к ЭВМ 5,

Если обозначит Т..,и время за- ь jy

полнения БЗУ 3 выборками сигнала, а лредсост время регистрации предсос- тояния сейсмического сигнала до момента превышения им порогового уровня то для устройства выполняется равенство

т т 4- т + т

03Упредсостраспори таим

Таким образом, имея фиксированные времена Т (определяется объем БЗУ 3) и Тр.,погй можно, изменяяТ о„ получить запись не только полного многоканального сейсмического сигнала, но и любое необходимое nfe coc-r.

Далее устройство работает следующим образом.

На запрос, поступающий от контроллера 4 связи, ЭВМ 5, в случае отсутствия более приоритетных задач, выдает сигнал Разрешение ввода в ЭВМ, который через контроллер 4 связи поступает в блок 7 управления на входы ПИ 8 и триггера 10 режима. По этому сигналу устройство переходит в режим передачи зарегистрированной информации в ЭВМ 5, Триггер 10 режима переключается ,и формирует сигнал Чтение БЗУ, а ГТИ 8, выдает только сигналы Строб БЗУ и сигналы на счетчик 9

адреса. Происходит последовательное чтение данных из ячеек БЗУ 3, передача их через контроллер 4 связи и вво в ЭВМ 5, которая ведет подсчет вводи мых слов данных и при достижении их коли чества, равного объему слов БЗУ 3, снимает сигнал Разрешение ввода в ЭВМ, при этом устройство возвращается в основной режим поиска и за- пи си.

Аналоговый мультиплексор 1, примененный в устройстве, выполнен на аналоговых ключах. АЦП 2 выполнен по схеме АЦП с последовательным приближением. БЗУ 3 выполнено по схеме с последовательным доступом на микросхемах большой степени интеграции. Объем БЗУ 3 рассчитывают, исходя из выбранной частоты дискредитации, максимальной длительности регистрируе- мьк сейсмических событий, количества входных аналоговых каналов, и выбирают в пределах 64...256 К слов, т.е достаточным для регистрации всего сейсмического события. В качестве контроллера 4 связи использован стандартный контроллер. БРС 6 реализован по известной схеме обнаружителя полезного сейсмического сигнала. ГТИ 8 выполнен по схеме кварцевого генератора с распределителем импульсов на четыре синхросерии.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является то, что исключение помех и предварительная регистрация сейсмических сигналов осуществляется без ЭВМ, что значительно уменьшает непроизводительные затраты машинного времени и повышает эффективность сейсморегистрирующей системы. Исходя из экспериментальных данных, количество мешаищей информации на 1-2 порядка превьшает количество по

лезной сейсмической информации, следовательно, во столько же раз сокращается затраты машинного времени, которое может быть использовано для решения других задач. Кроме того, передача массива данных из БЗУ в ЭВМ может осуществляться порциями любого объема с произвольной скоростью.

Формула изобретения

Устройство для многоканальной регистрации сейсмических сигналов, со- последовательно соединенные аналоговый мультиплексор, аналого- цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство, а тавже ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регистрации за счет уменьшения непроизводительных затрат ресурса времени ЭВМ, в него введены блок распознавания сейсмосигналов, блок управления и контроллер связи, причем входы аналогового мультиплексора соединены с одноименными входами блока распознавания сейсмосигналоч и являются входами информационных каналов устройства,, выход блока распознавания сейсмосигналов соединен с входом блока управления, первьй выход которого соединен шиной управляющих сигналов с вторыми входами аналогового муль- типлексора, аналого-цифрового преобразователя и буферного запоминающего устройства, а второй выход блока управления соединен с вторым входом контроллера связи, выход буферного запоминающего устройства соединен с первым входом контроллера связи, который соединен двунаправленной Шиной связи с ЭВМ, второй выход контроллера связи соединен с вторым входом блока управления.

Фи&2

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано в автоматизированных системах регионального контроля и прогноза сейсмических явлений и на сейсмостанциях, оснащенных ЭВМ. Цель изобретения - повышение эффективности регистрации за счет уменьшения непроизводительных затрат ресурса времени ЭВМ. Многоканальную входную информацию уплотняют и преобразуют в цифровой вид с помощью мультиплексора и аналого-цифрового преобразователя, а затем записывают в буферное запоминающее устройство (БЗУ). Одновременно входную информацию подают на блок распознавания сейсмосигналов (БРС). Если многоканальный входной сигнал удовлетворяет всем критериям распознавания, то по команде БРС, поступающей в блок управления, производят полную регистрацию сейсмического сигнала в БЗУ без потери участка вступления. С помощью контроллера связи записанную информацию вводят из БЗУ в ЭВМ для последующей обработки. 2 ил.