Сейсмограф Советский патент 1980 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к приборам для регистрации сейсмических коле баний, в частности для регистрации сильных землетрясений. Известны сейсмографы для регистрации сильных землетрясений, например, на базе инженерно-сейсл№ческог осциллографа ll. Однако они обладают недостаточно точностью. Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифро вой сейсмограф 2, содержащий посл довательно соединенные сейсмометры, аналого-цифровой преобразователь, б ки буферной и основной памяти, анализатор сейсмических сигналов, схему включ,ения перезаписи, формирователь калибровочного сигнала и блок времени. Включение блока основной памяти таких сейсмографов на перезапись производится путем анализа аналоговьах сигналов от сейсмометров Точность ограничивается временными вариациями паргилетрюв сейсмографа. Для учета изменений параметров сейс мографа эпизодические работы по калибровке проводятся с помощью обслуживающего персонала. При этом не могут быть уточнены краТковремея ные изменения параметров сейсмографа в моменты регистрации исследуемых явлений, в частности под влиянием кратковременных изменений окружающих условий. Контроль соответствия параметров и характеристик заданньи их значениям может в таких сейсмографах осуществляться лишь после обработки записей калибровочных сигналов. Отсутствие систе вл текущей калибровки и контроля параметров сейсмографа существенно снижает точность сейсмических наблюдений. Цель изобретения - повышение тс чности сейсмических наблюдений путем автоматизации калибровки и контроля параметров сейсмографа. Указанная цель достигается тем, что в сейсмограф введены первый и второй регистры, блок постоянной памяти, схема сравнения, схема управления и блок индикации несовпадения откликов, причем выходы первого и второго регистров, блока постоянной памяти и аналого-цифрового преобразо;вателя соединены со схемой сравнения, взаимосвязанной со схемами перезаписи;: и управления, блоком индикации несовпадения откликов и блоком времени, а формирователь калибровочно1 о сигнала своими входами подключен к схеме управления и блоку времени.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого сейсмографа. В состав сейсмографа входят:

Jсейсмометр 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 буферной памяти, блок 4 основной памяти, блок 5 времени, схема 6 вкл50чения перезаписи, первый регистр 7, второй регистр 8, схема сравнения 9, схема управления 10, формирователь 11 калировочного сигнала, блок 12 постояннбй пс1мяти, блок 13 индикации несов падения откликов

Сейсмические колебания воздействуют на сейсмометр 1 и возбуждают на его выходе электрические сигналы. Эти сигналы преобразуются аналогоцифровым преобразователем 2 в цифровой код, который подается на вход блока 3 буферной памяти, например, с объемом около 4000 слов и построенный на интегральных элементах памяти-. Цифровой код непрерывно заносится в блок 3 буферной памяти. Занесенное в блок буферной памяти цифровое слово считывается через интервал времени задержки и заменяется затем новым словом с вмхода аналого-цифрового преобразователя 2.

Параллельно каждое цифровое слово с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 поступает -на вход схемы сравнения 9, которая собрана, например, на логических элементах

.исключающее ИЛИ и служит для поразрядного сравнения цифровых кодов слов, поступаквдих на различные входы схемы сравнения. Цифровой код с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 сначала поразрядно сравнивается схемой сравнения 9 со значением слова, предварительно занесе, кого в первый регистр 7. Регистр 7 построен, например, на триггерах и стробируемом генераторе для установки в регистре требуемого значени цифрового слова.

При превышении по абсолютной велчине значением цифрового слова на в ходе аналого-цифрового преобразоватля 2 значения цифрового слова, занесенного в первый регистр 7, на выходе схемы сравнения 9 формируется импульс, поступающий на схему б включения перезаписи. Такая ситуаци возникает при превышении амплитудой сейсмических колебаний уровня, соответствующего воздействию на свйс мометр 1 колебаний, подлежащих регирации сейсмографом. Схема включения перезаписи представляет собой, например, делитель частоты с измваяв мым коэффициентом на сдвиговых регистрах с периодическим сбросом в нулевое состояние и формирователь

импульсов. Если количество импульсов с выхода схемы сравнения 9 превысит за интервал времени, равный периоду сброса делителя частоты в нулевое состояние, предварительно установленное- значение коэффициента деления частоты, то на выходе схемы б включения перезаписи формируется импульс, который включает блок 4 основной памяти. Блок 4 основной памяти построен, например, на интегральных элементах памяти с объемом хранимой информации порядка 32000 слов или, например, на регистрирующем устройстве с магнитной записью.

После включения блока 4 Основной памяти в него записывается код абсолютного времени с выхода блока 5 времени, построенного, например, на основе кварцевых часов и формирующего, наряду с кодом абсолютного времени, сетку тактовых частот для управления аналого-цифровым преобразователем 2, блоком 3 буферной памяти, блоком 4 основной памяти, схемой б включения перезаписи, схемой срав нения 9, схемой управления 10, формирователем 11 калибровочного сигнала.

После записи кода абсолютного времени в блок 4 основной памяти переписывается слово за словом информация, пocтyпa oщaя с выхода блока 3 буферной памяти. Сигналом с выхода, схемы 6 включения перезаписи одновременно с включением блока 4 основной памяти производится переключение режима работы схемы сравнения 9 на сравнение цифровых слов с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 со значением информативного слова, предварительно занесенного во второй регистр 8, выполненный аналогично первому регистру 7. Сформированные схемой сравнения 9 импульсы поступают теперь на вход схемы управления 10, представляющей собой, например, три последовательно включенных реле времени. Каждый импульс с выхода схемы сравнения 9 воздействует на схему, управления 10 таким образом что первое реле времени запускает втрое через заданный интервал времени после прихода последнего импульса с выхода схемы сравнения -9. Импульс с выхода первого реле времени одновременно с запуском второго реле времени используется для включения формирователя 11 калибровочного сигнала. При этом калибровочный сигнал формируется в момент времени, когда амплитуда сейсмических колебаний падает ниже минимального уровня, заданного информацией, внесенной во второй регистр 8.

Калибровочный сигнал с выхода формирователя 11, получаемый с помощ такт.овой частоты блока времени 5,

воздействует на вход сейсмометра 1. Формирователь 11 калибровочного сигнала включает в себя, например, логические элементы и усилитель мощности.Реакция сейсмометра 1 на калибровочный сигнал регистрируется непосредственно после записи сейсмического процесса в течение интервала времени, определяемого вторым реле времени схемы управления 10.

После подачи калибровочного сигнала на вход сейсмометра 1 второе реле времени схемы управления 10 запускает третье реле времени этой схемы, которое подключает вход схемы сравнения 9 к блоку 12 постоянной памяти, построенному, например, на интегральных элементах памяти с неразрушающим считыванием. Реакция на калибровочный сигнал в течение интервала времени, определяемого третьим реле времени схемы управления 10, поступает на схему сравнения 9, где последовательно, слово за словом, сравнивается с занесенной в блок 12 постоянной памяти информацией, об эталонной форме реакции на калибровочный сигнал. При несовпадении абсолютных значений некоторого заданного заранее количества слов соответствующее количество импульсов с выхода схемы сравнения 9 включает блок 13 индикации несовпадения откликов, собранный, например, на триггерах и элементах индикации.

После регистрации в блоке 4 основ ной памяти отклика сейсмометра 1 на калибровочный сигнал и завершения процедуры сравнения эталонного и фактического откликов схема управления 10 блокирует перезапись информации с выхода блока 3 буферной памяти и переключает схему сравнения 9 на работу в режиме сравнения кодов с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 и первого регистра 7.

Тем самым сейсмограф оказывается подготовленным к следующему циклу регистрации очереднохо сейсмического процесса.

Формула изобретения

Сейсмограф, содержащий последовательно соединенные сейсмометр, аналого-цифровой преобразователь,

0 блоки буферной и основной памяти, формирователь калибровочного сигнала, схему включения перезаписи и блок времени, отличающийс я тем, что, с целью повышения

5 точности сейсмических наблюдений путем автоматизации калибровки и контроля параметров сейсмографа, в него дополнительно введены первый и второй регистры, блок постоянной памяти,

0 схема сравнения, схема управления и блок индикации несовпадения откликов , причем выходы первого и второго регистров, блока постоянной памяти и аналого-цифрового преобразователя соединены со схемой сравне5ния, взаимосвязанной со схемами перезаписи и управления, блоком индикации несовпадения откликов и блоком времени, а формирователь калибровочного сигнала своими входами подклю0чен к схеме управления и блоку времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.1Борисевич E.G. и др. Гальванометрическая регистрация. М., Наука, 1973, вып. 7.

2.Башилов И.П., Кевлишвили П.В. и др. Система магнитной цифровой регистрации и обработки сейсмичес0ких сигналов треугольник. - Изв. АН СССР, Физика Земли, 1974, 2 (прототип).