Устройство регистрации первых вступлений сейсмических волн Советский патент 1989 года по МПК G01V1/26 

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для выделения и регистрации времени прихода первых вступлений сейсмических волн.

Цель изобретения - повышение надежности и точности определения момента первого вступления сейсмических волн.

На чертеже представлена блок-схема устройства регистрации первых вступлений сейсмических волн.

Устройство содержит формирователь 1 отметки момента воздействия, первый электронный ключ 2, первый счетчик 3 прямого временного отсчета, второй счетчик 4 обратного временного отсчета с параллельным вводом информации, блок

3 индикации, усилитель-формирователь 6 сейсмического сигнала, первый компаратор 7, второй электронный ключ 8, генератор 9 эталонной частоты, второй компаратор 10, блок 11 опорных напряжений и логический элемент ИЛИ 12, При этом вход формирователя 1 является первым входом устройства, а вход усилителя-формирователя.6 - вторым входом устройства. Кроме того, последовательно соединены формирователь 1, первый электронный ключ 2, первый счетчик 3 и второй счетчик А, Также последовательно соединены усилитель-формирователь 6, первый компаратор 7, второй электронный ключ 8, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика 4. Второй выход усилителя-формирователя 6 соединен с вторым входом второго электронного ключа 8 и с третьим входом второго счетчика 4, Выход генератора 9 подключен к второму входу первого электронного ключа 2 и к третьему входу второго электронного ключа 8. Первый вход второго компаратора 10 объединен с первым входом первого компаратора 7. Три выхода блока 11 опорных напряжений подключены соответственно к второму входу первого компаратора 7, к второму входу усилителя-формирователя 6 и к второму входу второго компаратора 10 Выход логического элемента ИЛИ 12 соединен с третьим входом электронного ключа 2, а два его входа соединены с выходами второго -компаратора 10 и первого счетчика 3. Выход второго компаратора 10 соединен также с первым входом блока 5 индикации, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика 4.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 11 опорных напряжений выдает три опорных напряжения: Upop, в усилитепь-форми- рователь 6, Unop. в первьй компаратор 7 и во второй компаратор 10, Генератор 9 вырабатывает временные импульсы эталонной частоты F, которые поступают на импульсные входы первого 2 и второго 8 электронных ключей, кроме того, с второго выхода первого электронного ключа 2 к второму входу второго счетчика 4 подается сигнал Сброс, который удерживает второй счетчик 4 в нулевом состоянии. Величину I nopi устанавливают выше уровня микросейсм, соблюдая при этом условие

пор.а .

3 Unop, 3Unop,a

При измерении к первому входу устройства подключают датчик {не показан) отметки момента воздействия, а к второму входу устройства подключа- ют сейсмоприемник (не показан), Датчик и сейсмоприемник устанавливают в заданных точках (пикетах) среды,

датчик в точке воздействия, сейсмоприемник - в точке приема. В момент ударного (импульсного) воздействия в датчике возникает электрический сигнал Пуск, который поступает в

формирователь 1 и включает устройство в режим измерения. Электрический сигнал из формирователя 1 поступает в первый электронньй ключ 2 и снимает сигнал Сброс с первого счетчика

3, а к счетному входу (первому входу первого счетчика 3) подключает выход генератора 9. Первый счетчик 3 производит временной отсчет с заданной

временной дискретизацией u.t - --.

По истечении некоторого времени

сейсмическая волна от ударного воздействия достигает сейсмоприемника, с выхода которого сейсмический сигнал поступает на второй вход устройства в усилитель-формирователь 6, В момент, когда уровень сейсмического сигнала превысит первый пороговый уровень, из второго выхода усилителя-формирователя 6 поступает импульс на второй вход второго электронного ключа 8 и на третий вход второго счетчика 4. При этом во второй счетчик 4 по второму входу вводится из

первого счетчика 3 числовая информация - зарегистрированный временной интервал. ЛТ; At N-, где N - число зафиксированных в первом счетчике 3 временных импульсов, Одновременно

второй электронный ключ 8 подключает выход генератора 9 к второму входу , второго счетчика 4, и с этого момента во втором счетчике 4 осуществляется вычитание временных импульсов, поступающих из генератора 9 от временных импульсов N ,, поступающих из первого счетчика 3. Вычитание производится до момента, когда уровень сейсмического сигнала, поступающего

вход первого компаратора В момент

на первьШ

7, превысит уровень превышения временной импульс с выхода первого компаратора 7 выключает второй электронный ключ 8 и вычитание прекращается. При этом во второ счетчике 4 зафиксирован временной интервал Т с исключенной методическо погрешностью Тдь|ц или (N;-N ь)) где N - число вычтенных временных импульсов во втором счетчике 4, т.е.

Т-т -Т

выч

Величина временного интервала, соответствующая времени первого вступления сейсмического сигнала, с выхода второго счетчика 4 поступает в блок 5 индикации. В блоке 5 индикации величина временного интервала отображается и фиксируется только в том случае, когда уровень сейсмического сигнала, поступающего на первый вход второго компаратора 10, прены- ,сит третий пороговый уровень Unopj сейсмического сигнала, поступающего на второй вход второго компаратора 10. В момент превышения временной импульс с выхода второго компаратора to поступает в блок 5 индикации. Одновременно временной импульс поступае на вход логического элемента ИЛИ 12 и, соответственно, на вход первого электронного ключа 2, который переключается в исходное состояние, прек кращая отсчет в первом счетчике 3 и сбрасывая его в нулевое положение. Измерение завершено.

Если сейсмический сигнал не превышает U(, свидетельствует о том, что регистрация уровней U„(,„.) и по.2 произошла не на линейном участке возрастания сейсмического сигнала, измерение в блоке 5 индикации не регистрируется, а само измерение необходимо повторить, увеличив мощность воздействия или уменьшив величину Utioo.t 3 соответственно Unop.i

и и

пор.

пор.з

В случае, когда сейсмический сиг- над превьш1ает ., , но не превьшает Unoo.i (помеха), то второй счетчик 4 производит вычитание временных импульсов этого сейсмического сигнала от временных импульсов, переданных из первого счетчика 3. Это вычитание происходит до следующего превышения сейсмическим сигналом Unoo. когда новое значение N. введется во второй счетчик 4 из первого счетчика 3, где

отсчет времени с момента Запуск не прекращается. Если же в процессе измерения сейсмический сигнал не пре- BbmiaeT уровень Unop., то временной отсчет в первом счетчике 3 продолжается до переполнения. При переполнении с выхода первого счетчика вьщает- ся импульс Переполнение на второй

o вход логического элемента ИЛИ 12, с выхода которого он поступает на вход первого электронного ключа 2, возвращая устройство в исходное состояние. Таким образом, устройство исклю5 чает возможность ложных измерений

при случайном превьпиении сейсмического сигнала Unop,, а также когда измерение производится не на линейном участке возрастания сейсмического

0 сигнала.

Устройство регистрации первых вступлений сейсмических волн имеет повышенную надежность при вьщелении и определении времени первых вступ5 лений и повторяемость результатов

измерения в связи с отсутствием ложных срабатываний. Особенно надежность увеличивается при использовании мапо- мощного невзрывного источника воздей0 ствия, когда соотношение сигнал - помеха не очень велико и пороговый

уровень L nop микросейсм.

приближается к уровню

35

Формула изобретения

Устройство регистрации первых вступлений сейсмических волн, содержащее формирователь отметки момента

воздействий, вход которого является первым входом устройства, усилитель- формирователь сейсмического сигнала, первый вход которого является вторым входом устройства, первый и второй

электронные ключи, первый счетчик, генератор эталонной частоты, блок индикации, блок опорных напряжений и первый компаратор, при этом выход формирователя отметки момента воздействия соединен с первым входом первого электронного ключа, второй вход которого соединен с вьпсодом генератора эталонной частоты, а выход соединен с первым входом счетчика, при

этом выход усилителя-формирователя сейсмического сигнала подключен к первому входу компаратора, к второму входу которого подсоединен первый вход блока опорных напряжений, второй

выход которого соединен с вторым входом усилителя-формирователя сейсмического сигнала, а выход компаратора соединен с входом второго электронного ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности определения момента первого вступления сейсмических волн, в него дополнительно введены второй счетчик, второй компаратор и логический элемент Ш1И, выход которого подключен к третьему входу первого электронного ключа, выход второго компаратора соединен с входом блока индикации и с первым входом логического элемента ИЛИ, к второму входу которого подсоединен первый выход первого счетчика, второй выход которого.соединен с первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго электронного ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом усилителя-формирователя сейсмического сигнала и с третьим входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока

индикации, кроме того, первый вход второго компаратора соединен с входом первого компаратора, а второй его вход соединен с третьим выходом блока опорных напряжений, при этом второй

выход первого электронного ключа соединен с вторым входом первого счетчика, а третий вход второго электрон- ного ключа соединен с выходом генератора эталонной частоты.

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для выделения и регистрации времени прихода первых вступлений сейсмических волн. Цель изобретения - повышение надежности и точности определения момента первого вступления сейсмических волн. Время регистрируют с момента ударного воздействия до момента превышения сейсмическим сигналом трех пороговых уровней U_пор.1, U_пор2 и U_пор.3, находящихся в соотношении U_пор.2/U_пор.1-2 U_пор3./U_пор.2≥1,3. Первое соотношение необходимо для регистрации сигнала и для устранения методической погрешности измерения, а второе - для подтверждения того, что регистрация сигнала произошла на линейном участке его возрастания. Временной отсчет задается генератором, а производится первым счетчиком, откуда параметры отсчета передаются во второй счетчик, когда уровень сейсмического сигнала превышает U_пор.1. Второй счетчик корректирует параметры до момента превышения сигналом U_пор.2. Если сигнал, увеличиваясь, превысит U_пор.3, результат измерения выдается из второго счетчика в блок индикации. Наличие двух счетчиков позволяет защитить устройство от ложных измерений, когда сигнал, превысив U_пор.1, не превышает U_пор.2. Устройство портативно и может работать с маломощным невзрывным источником сейсмических волн. 1 ил.