Автоматическая сейсмическая станция Советский патент 1979 года по МПК G01V1/00 

(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к сейсмометрии и предназнйчёно для производства ин)1сенерных и региона тьиых сейсмических наблюдений, а также может быть использовано Нри разработке аппаратуры для региональной сейсмической разведки. ,.

Известна автоматическая сейсмическая станция, предназначёйнай йля aвtoмdтичecкoй регистрации Сейсмических сигналов, начиная с мьйёйта Их появления, содержащая сёйсмогфйёмники, автомат управления записью й.««:. регистратор II. Основным недостатком станции является потеря информации, обусловленная отсутствием на ее сейсмограммах колебаний, предваряющих -толчок, включающий станцию в режим регистрации, в то BjpeMWkijK именно первые выступления сейсШческих волн представляют суЩеств еййый интерес и их аотеря на записи крайне нежелательна.

Известна также автоматическая сейсмическая станция, выполняющая ждущую автоматическую регистрацию всего процесса, включая часть предаествуюшегр спокойного фона, содержащая сейсмопрнемники, блок

усилителей, блок- временной з-адержки на магнитном барабане, блок автомата включения и выключения и Магнитный регис тратор 2 .

Основными недостатками С1анции являются: «

-сложность конструкции и низкая надежность, обусловленная напи)() чием двух лентопротяжных Механизмов всецело зависящих друг о друга;

-наличие промежуточного процесса записи-считывания, выполнении которого неизбежно теряется (искржается) часть информации;

15

- шукы лентопротяжного механизма блока временной задержки, также приводящие к потере части информации.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности является автоматическая сейсмическая станция 3. Недостатком этой автоматической сейсмической станции является потеря

информации в течение 15 сек через каждых 10 мин регистрации, что недопустимо при автономной работе станции, так как на записи будут отсутствовать первые вступления части

сейсмических сигналов (в среднем 2,5%), начало которых совпадает по времени с выполнением перемотки. Другим существенным недостатком, присущим всем вьошеописанным автоматическим сейсмическим станциям является невозможность регистрации в авт нбмном режиме работы относительно слабых сигналов, амплитуды которых не превышают в 2-3 раза амплитуды са .j-bjx сильных микросейсм или других сейсмических помех, которые могут возникать, в районе наблюдений стан ций. Поэтому перечисленные станции используются лишь для регистрации сигналов сильных землетрясений.Станция прототип может, применяться для регистрации слабых сигналов лишь при условии операторского контроля з Уровней микросейсм, так как при авто номной работе; теряется значительное количество информации, . . Целью настоящего изобретения явля ется обеспечение автономной работы автоматической сейсмической станции при любых уровнях сейсмического сигнала, превышающих уровень микросейсм Этодостигается тем, что в автоматической сейсмической Станции/ содержа щей соединенные последовательно сейс моприемники, усилители, магнитный регистратор и подключенный к одному из сейсмоприемников блок запуска, регистратор выполнен реверсивным в режиме записи, блок запуска выполнен следящим за амплитудами микросейсм, а между его .первым выходом и управляййщм входом регистратора вбедены соединенные последовательно блок подтверждения, блок выбора программ и блок возврата, причем второй вход блока выбора программ подключён к Шхбду Сигнализации состояния регистратора,.а второй вход блока возврата соединен со вторым выходом : блока запуска. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой сейсмической станций , Станция содержит сейсмбприемники 1, усилители 2, магнитный реверсивный регистратор 3, реализующий операций запись вперед и запись назад . блок 4 запуска, блок ,5 подтверждения .бНок 6 выбора програ и блок 7 воз брата. Сейсмоприемники: подключены ко входам усилителей 2-, выходы которых роединены с информационными входа ш регистратора 3. Между входом ОДНОГО из сейсмоприемников 1 и управ ляющим входом регистратора 3 включе ны соединённые последовательно блок 4 запуска, блок 5 подтверждения,бло б выбора программ и блок 7 возврата при этом.второй вход блока 7 возвра та, соединен со вторым выходом блока запуска;, а второй вход блока 6 выбо ра программ подключен к выходу сигнариэации состояния регистратора 3. Станция работает следующим образом. Сейсмоприемники 1 под воздействием микросейсмических колебаний и появляющихся на их фоне сейсмических сигналов замлетрясений генерируют электрические сигналы, которые через усилители 2 поступают на магнитный регистратор 3, где записываются на первую или вторую дорожку магнитной ленты в зависимости от направления записи. Одновременно сигнал одного из сейсмоприемников 1 (например, йертикального) подается на вход блока 4 запуска, который автоматически следит за уровнем микросейсм и при превышении его входным сигналом формирует на втором выходе сигнал предупреждение, длительность которого соответствует длительности серии колебаний входного сигнала, амплитуды которых превышают амплитуду микросейсм, а на первом выходе - последовательности импульсов, характеризующие длительности каждого периода входного сигнала. Сигналы со второго выхода блока 4 запуска поступают на второй вход блока 7 возврата; сигналы первргр выхода - на вход блока 5 подтверждения, в котором производится измерение характеристик последовательности входных импульсов и при соответствии их характеристикам сейсмического сигнала землетрясения вырабатывается сигнал подтверждение. Блок 7 возврата, при отсутствии сигналов на его входах, посредством своих выходных импульсов формирует дежурный режим работы регистратора 3, периодически (с заданным периодом Т) переключая направление записи (фиг.2а) так, чтобы запись производилась на одном и том же (дежурном) отрезке магнитной ленты.Смена направления записи (реверс) производится за время, не превышающее 0,1 с, что исключает потери информации при реверсах. Схема распределения магнитной ленты при работе регистратора в дежурном режКиме представлена на фиг. 2ж, где: I - на участке ленты слева от отрезка LO расположена ранее зарегистрированная сейс1 ческая информация; - отрезол.ленты L,имеющий длину достаточную для записи сейсмического сигнала землетрясения продолжительностью Т, выделен в запас для возможной записи сейсмического сигнала в обратном направлении, -ртрезок ленты L -7 дежурный; -отрезки ленты Lj, I.i,i и т.д - чистая магнитная лента для регистрации последующей сейсмической инфор(Чачии. При появлении сигнала предупр дение на втором входе блока 7 во врата, очередной реверс отменяется происходит .лишь при исчезновении си нала, увеличивая интервал Т до ве личины Тг (фиг. 2,6). При этрм, в случае выхода записи, например, за npaByjo границу отрезка L (см.фиг.2, запись в обратном направлении должн быть доведена до левой границы отрезка L с тем, чтобы в дальнейшем запись в дежурном режиме происходила только на отрезке L,-Поэтому следующий реверс производится через интервал времени Tg Т (см.фиг.2,б) ; последукжще реверсы,п отсутствии сигналов на входах блока 7 возврата, будут производиться с периодом т. При появлении сигнала подтверж ение на входе блока 6 выбора про рамм последний, в зависимости от направления .записи (сигнал о на-. правлении заШсИ поступает на его второй вход с выхода сигнализаций состояния регистратора 3), включает iнеобходимую.программу работы регист ратора и переключает блок 7 возврата на выполнение этой программы. :При этом регистратор работает слрдующим образом: -если сигнал подтверждение появляется при записи в прямом напр лении, то реверс производится через время равное ЗТ после прихода пос леднего сигнала подтверждение (фиг.2,в, момент появления сигнала подтверждение указан треугольником) , после чего регистратор пере водится в дежурный режим работы; при этом иа отрезке ленты левее L (фиг.2,к) располагается запись сейсмического сигнала, отрезок L - выделен.в запас для возможной записи сейсмического сигнала в обратном направлении, отрезок L -дежурный; - если в течение указанного промежутка времени ЗТ появится следующ сейсмический сигнал и соответствующий ему сигнал подтверждение, то реверс будет произведен через время ЗТ после последнего сигнала подтверждение (фиг.2,г); распре деление магнитной ленты в этом случае показано на фиг.2,л, где левее L располагается запись сейсмического, сигнала, отрезок L выделен в Sfinac-) отрезок L - дежурный; -если сигнал подтверждение появится при записи в обратном направлении и в течение времени Т после его появления он не повторяет ся (фиг.2,д), то первый реверс производится через время Т после появления сигнала подтверждение;затем в течение времени ЗТ + at (at минимгшьный интервал времени в течение которого должен регистрироваться фон микросейсм перед появлением сигнала землетрясения) производится запись в прямом направлении; запись сейсмического сигнала в этом случае будет размещена на дорожке обратного хода на участке . ленты левее Lg фиг.2,м) , участок ь - выделен в запас, участок - дежурный; - если при записи в обратном направлении сигнал подтверждение повторяется через время Т(фиг.2,е), то первый реверс производится в мо-. мент Tg, второй - через время равное 4Т в момент распределение магнитной ленты в этом случае показано на фиг.2,и, где слева от отрезка LP располагается запись сейсмического сигнала, отрезок LO - запасной, а отрезок L - дежурный; После исполнения выбранной программы работы регистратор 3 переводится в дежурньй режим. Предлагаемая автоматическая сейсмическая стайциЯ предназначается для регистраций всёХ сейсмических сигналов, в том числе и слабых, амплитуды которых не превышают возможных максимальных значений амплитуд микросейсм в районе наблюдений. С уменьшением амплитуд сейсмических сигналов, котрр ые необходимо регистрировать, быстро возрастает вероятность появления ложных сигналов предупреждение , обусловленнь1х выбросами (пиками) микросейсм, превышающими среднее значение амплитуд микросейаушческого фона. Слежение за уровнем микросейсм, выполняемое в блоке 4 запуска, значительно снижает эту вероятность, но не устраняет ее, а в случае когда необходимо регистрировать сейсмические сигналы, амплитуды которых вмомент. perrfcTpaции сравнимы со средними амплитудами микросейсм в момент регистрации,она остается очень большой. Поэтому каждый сигнал предупреждение должен быть проверен на истинность, что выполняется в блоке 5 подтверждения, а автоматическая станция должна обладать,кромедежурного режима работ л и режима регистрации, подготовительным режимом работы из которого она может либо перейти в режим регистрации, после появления сигнала подтверждение , либо вернуться в дежурный режим после снятия сигнала предупреждение . Подготовительный режим работы станции обеспечивается блоком 7 возврата, который при появлений сигнала предупр1еждение запрещает реверс регистратора 3 и обеспечивает либо возврат записи,на дежурный участок магнитной ленты, если сигнал предупреждение оказался ложным, либо переход в режим записи, при появлении сигнала подтверждение . .Блок 6 выбора программ обеспечи-Цгаё регистрацию всех сейсмИЧё ШХ Сйгна;1бв незавйсимо о,т состбянйя, в котором находится регистратбр 3 в момент их появления: Таким образо блоки 4-7 совместно с реветрсииным регистратором 3 обеспечивают автома fическую регистрацию сейсмических сигналов без потерь информации при изменениях уровня микросейсми чёских, помех/ что позволяет использовать станцию В автономном режиме работы, без операторского обслуживания. , , . . ..- Формула изобретения Автомйтическа(я сейсмичёсгййя ctkH ция, содёржаадая сейсмопрнемники, усилители, магнитный р1эгистратор,сь даненные последовательно, и подключёйнЙЙ k едаШу Щ сёЙсмдп&йёШиШб блШ- эаЩгсШг 6 т л и ч а ю щ ;а я с TSM, что, с целью обеспечения автономно1Й работы с:та1НЦйи при любых уровнях сейсмического сигнала, преВЕшШщйх вровень мйкросейсм, региЙ1|5атбр выполнен реверсивным в режиме записи, блок запуска выполнен следящим за амплитудами микросейсм, а между его первым выходом и управляющим входом регистратора введены соединенные последовательно блок подтверждения, блок выбора программ и блок возврата, причем второй вход блока выбора программ подключен к выходу сигнализации состояния регистратора, а второй вход блока возврата соединен со вторым выходом блока запуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кирнос Д.П. и др. РегйстриР5то«ая установка 33 для загрубленной записи сильных удаленных земле-, трясений, сб. Сейсмические ripiTворц , щлп.б, М., Hayка , 1972. 2.ГорДёёВ Л.С. и др. Инженерносейсмическая станция .с памятью и Магнитной записью, Сейсмнческие приборы , И., наука, вып. 9, 1976. , 3. Шудьюри М.А. и Ури А. ОбсерваторнЫй дешевый магнитный регистратор Buttetin of the Seismotogicat society of America voe. 63, № 3, |1973 (прототип) .