Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen von Seismogrammen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufzeichnen von Seismogrammen. Bei seismischen Untersuchungen werden bekanntlich in der Erde auf künstlichem Wege Schwingungen erzeugt und durch ein oder mehrere Fühlgeräte empfangen bzw. aufge nommen. Gewöhnlich verwandelt das Fühlgerät (Seismograph, Geophon) die aufgenommenen Schwin gungen in elektrische Ströme oder Spannungen, und die Amplitude dieser Ströme oder dieser Spannungen wird als Funktion der Zeit mit Hilfe eines Aufzeich nungsgerätes in Form eines Seismogrammes regi striert.
Bekanntlich ist es im allgemeinen erwünscht, die Aufzeichnung in der Weise vorzunehmen, dass das Seismogramm sämtliche Angaben enthält, das heisst, dass sich eine Aufzeichnung ergibt, in welcher nicht etwa bestimmte Frequenzen oder Frequenzbänder des ursprünglich aufgenommenen Signals unterdrückt sind, und bei welcher kein Vermischen der von einer Anzahl von Fühlgeräten aufgenommenen Signale er folgt. Späterhin kann man in einem zentralen La boratorium aus dem ursprünglich aufgenommenen Seismogramm ein leichter auszuwertendes Diagramm ableiten; dies geschieht z. B. durch Verwendung von Filtern, durch Mischen oder durch das Verzerren von Massstäben.
Es ist bekannt, das Seismogramm einer Frequenz analyse zu unterziehen, das heisst festzustellen, welche Frequenzen .oder Frequenzgruppen in dem Diagramm als Funktion der Zeit auftreten. Dies ist von Bedeu tung, da das Vorhandensein oder das Fehlen bestimm ter Frequenzen häufig eine Anzeige für das Vorhan densein oder Fehlen von bestimmten Gesteinsschich ten in bestimmten Tiefen ergibt.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass es wünschenswert ist, in dem Seismogramm diejeni gen Merkmale unmittelbar sichtbar zu machen, die insbesondere durch das Ausmass bestimmt sind, in welchem bestimmte Frequenzen oder Frequenzgrup- pen in dem seismischen Signal auftreten. Hierdurch würde die visuelle Auswertung und die Korrelation der Seismogramme erheblich erleichtert.
Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass man in das Diagramm zusätzlich zu der üblichen Markierung der Amplitude des seismi schen Signals Farbunterschiede einführt, welche das Ausmass anzeigen, in welchem mindestens eine Fre quenz oder eine Frequenzgruppe in dem Signal auf treten, oder welche die relative Intensität (Intensi- täten) zwischen bestimmten, in dem Signal enthal tenen Frequenzen oder Freqnenzgruppen anzeigen.
Das Aufzeichnen von Seismogrammen im Sinne dieser Erfindung umfasst auch die Verstellung von aus bereits aufgezeichneten Seismogrammen abgelei teten Seismogrammen.
Eine farbige Aufzeichnung des Diagrammes kann vorgenommen werden, sobald das ursprüngliche Dia gramm aufgenommen worden ist; vorzugsweise wird jedoch die Farbanzeige nachträglich in ein aus der ursprünglichen Aufnahme abgeleitetes Seismogramm eingeführt; im letzteren Falle wird die ursprüngliche Aufnahme der Frequenzanalyse unterworfen, und das Ergebnis dient dazu, die Farbe in dem abgelei teten Seismogramm anzugeben.
Grundsätzlich ist es möglich, in dem Diagramm neben jedem registrierten Signal ein besonderes Band vorzusehen, dessen Farbe die gewünschte Anzeige er gibt. Vorzugsweise wird jedoch jedes Frequenzband selbst farbig wiedergegeben.
Hierbei kann die Markierung der Signalamplitude in der Farbe bzw. in den Farben ausgeführt werden, die der erwähnten Anzeige dienen. Es ist möglich und vielfach vorzuziehen, die Markierung der Ampli- tude-nicht mit der Farbanzeige zu vereinigen, sondern die Amplitude unabhängig zu registrieren, z. B. in Schwarz oder Weiss. Die Amplitude kann nach meh reren bekannten Verfahren aufgezeichnet werden, z. B. in Form einer Kurve, und zwar in einem so genannten Diagramm mit veränderlicher Fläche oder in einem Diagramm mit veränderlicher Inten sität .
Bis jetzt werden Diagramme nur in Schwarz und Weiss registriert; bei einem Diagramm mit veränder licher Fläche kann z. B. die Breite des schwarzen Teils (Ordinate) ein Mass für die Amplitude des als eine Funktion der Zeit (Abszisse) aufgenommenen Signals darstellen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der bis jetzt weiss erscheinende Teil farbig wiedergegeben, wobei die erscheinenden Far ben durch die charakteristischen Merkmale des Si gnals bestimmt sind.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Diagramm mit veränderlicher Fläche derart wiederzugeben, dass der bis jetzt undurchsichtig erscheinende Teil farbig wiedergegeben wird.
Wenn die Amplitude in Form einer Kurve, vor zugsweise schwarz oder weiss, registriert wird, kann die Farbanzeige durch den Hintergrund erfolgen. Im allgemeinen wird die Amplitude mittels eines weissen Lichtbündels von geringem Durchmesser aufgezeich net, wobei die Ablenkung des Lichtbündels durch ein Spiegelgalvanometer gesteuert wird.
In dem auf diese Weise erzeugten Seismogramm erscheint die Ampli tude als schwarze Kurve vor einem farbigen Hinter- grund. Ein Positivabzug dieses Seismogrammes zeigt dann die Amplitude als weisse Kurve auf einem gefärbten Untergrund.
Ferner ist es möglich, die Kurve mit Hilfe des zur Farbanzeige dienenden Lichtstrahls aufzuzeichnen. Ein Diagramm mit veränderlicher Intensität lässt sich z. B. ebenfalls farbig aufnehmen. In diesem Falle erfolgt die Registrierung der Amplitude durch Intensitätsänderung des Lichtstrahls, dessen Farbe durch die Merkmale des Signals bestimmt wird. Der farbige Lichtstrahl muss ursprünglich eine von der Farbe unabhängige konstante Intensität besitzen, so dass die in den Lichtstrahl einzuführenden Intensitäts änderungen tatsächlich ein Mass für die Amplitude des Signals sind.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung macht man sich die Tatsache zunutze, dass für das normale Auge der Farbraum zweidimensional ist, wenigstens wenn man die Intensität der Farbe ausser Betracht lässt. Demnach ist eine Farbe durch zwei Parameter bestimmt, wenn man die Intensität unberücksichtigt lässt, die im Augenblick nicht in Rechnung gestellt wird.
Man kann sich vorstellen, dass das Frequenzspek- trum der aufgenommenen elastischen Schwingungen, die sich über einen Bereich von etwa 20 bis 300 Schwingungen in der Sekunde erstrecken, in drei Fre quenzbänder<I>A, B</I> und C unterteilt ist, und zwar z. B. in Frequenzbänder mit Schwingungsbereichen von 20 bis 40, 40 bis 80 und 80 bis 300 Schwingungen in der Sekunde; grundsätzlich brauchen jedoch -die ge wählten Frequenzbänder nicht das ganze Frequenz spektrum zu überdecken, das heisst man kann z. B. die Frequenzbänder für 10 bis 40, 40 bis 70 und 70 bis 100 Schwingungen in der Sekunde wählen, die Intensität lässt sich für jedes Frequenzband mit Hilfe einer kontinuierlichen Entwicklung in Form von Funktionen für gedämpfte Schwingungen ermitteln.
Dann lassen sich die Verhältnisse zwischen diesen Intensitäten 1.A, 1B und IC, z. B. die Verhältnisse IA/IC und IRIIC, als Parameter verwenden, welche die Farbe des Diagrammes für jeden Abszissenwert bestimmen.
Hierbei lässt sich z. B. das nachstehend beschrie bene Verfahren anwenden: In einer Registriervor- richtung, die es gestattet, Diagramme mit veränder licher Fläche aufzunehmen, verwendet man einen Farbfilm und setzt diesen Film der Einwirkung von Licht aus, dessen Farbe durch die erwähnten Inten sitätsverhältnisse bestimmt ist.
Aus der Farbände rung in dem Diagramm lässt sich dann für jeden beliebigen Diagrammpunkt, das heisst tatsächlich während einr kurzen Spanne vor und nach der dem betrachteten Diagrammpunkt entsprechenden Zeit er sehen, wie die Frequenzen in dem aufgenommenen Signal verteilt sind. Die Breite des Lichtstrahls bleibt nach wie vor ein Mass für die Amplitude des Signals in dem zugehörigen Zeitpunkt, wie es weiter oben für die Schwarz1Weiss-Aufzeichnung beschrieben ist.
Das für das Aufzeichnen des Farbdiagrammes benötigte Licht kann man beispielsweise dadurch er halten, dass man Licht von drei Farblichtquellen mischt, wobei jede dieser Farblichtquellen einer der Primärfarben (Rot, Gelb, Blau) entspricht. Hierbei kann es sich um reine Spektralfarben handeln; dies ist jedoch nicht von grundsätzlicher Bedeutung. Die Intensität der Beiträge der drei verschiedenfarbigen Lichtquellen zu der auf den Film projizierten Gesamt lichtmenge kann durch die verschiedenen Intensitäten 4, IR und IC gesteuert werden.
Man kann die Ge samtintensität des Lichtes konstant oder annähernd konstant halten, was bedeutet, dass das Verhältnis zwischen den Lichtmengen durch die Verhältnisse IAJIC und IR/IC bestimmt ist.
Die Lichtstrahlen der drei verschiedenfarbigen Lichtquellen brauchen nicht notwendigerweise ge mischt zu werden; vielmehr kann man den Farbfilm den drei Lichtstrahlen nacheinander oder aber gleich zeitig an verschiedenen Stellen aussetzen.
Ein alternatives Verfahren zur unmittelbaren Be stimmung der Farbe des Lichtes vermittels der Ver hältnisse IAIIC und 1B/IC besteht z. B. darin, dass man weisses Licht mittels zweier kleiner Spiegel durch ein optisches Filter von der Form und Färbung des Farb- dreiecks leitet. Die Spiegel werden hierbei durch die oben erwähnten Intensitätsverhältnisse gesteuert.
In folgedessen wird bewirkt, dass der ursprüngliche weisse Lichtstrahl, der ständig verschiedene Punkte des Farb- dreiecks durchsetzt, da er durch die Spiegel gesteuert wird, seine Farbe beim Passieren des Farbdreieckfil- ters ständig ändert, wobei sich die Farbänderungen nach den jeweiligen Werten der Intensitätsverhält nisse richten.
Das auf diese Weise erhaltene Licht, das seine Färbung ständig ändert, kann man nunmehr für die Farbanzeige auf dem Seismogramm verwenden.
Das Farbdreieckfilter kann so ausgeführt sein, dass der hindurchfallende Lichtstrahl stets eine kon stante Intensität aufweist. Ein solcher Lichtstrahl lässt sich dann vorteilhaft zum Aufnehmen eines Dia grammes mit veränderlicher Intensität verwenden.
Bei einem vereinfachten Ausführungsbeispiel der Erfindung genügt es, die Farbe des Diagrammes nur eindimensional zu ändern, das heisst auf eine zwei dimensionale Veränderung zu verzichten. In diesem Falle kann man in dem Diagramm nur die Grösse eines Intensitätsverhältnisses wiedergeben. Anstelle von drei Frequenzbändern wählt man nur zwei Fre quenzbänder, z. B. die Frequenzbänder D und F. In diesem Falle wird die Farbe durch das Verhältnis ID/IF bestimmt. Beispielsweise kann ein Frequenz band (d) schmal sein, während das andere Fre quenzband breit ist und z. B. aus dem verbleibenden Teil des Frequenzspektrums bestehen kann.
Die beiden Frequenzbänder D und F können auch ver hältnismässig schmal sein und brauchen zusammen nicht das gesamte Frequenzspektrum der elastischen Schwingungen wiederzugeben.
Das Intensitätsverhältnis ID/IF kann nun dazu dienen, das Mengenverhältnis von zwei mehr oder weniger stark kontrastrierenden Farben, z. B. Gelb und Blau, Rot und Grün, Grün und Purpur oder Weiss und eine Spektralfarbe zu regeln.
Jede der Intensitäten ID und 1F kann jedoch auch jeweils getrennt die Intensität eines Lichtstrahls steuern; diese Lichtstrahlen können, gegebenenfalls nach dem Mischen, für Farbanzeigen verwendet wer den.
Wenn ein bestimmtes Frequenzband sehr schmal ist, ergibt die Intensität dieses Bandes praktisch eine Anzeige für das Vorhandensein einer bestimmten Frequenz; in diesem Falle deutet das Auftreten der entsprechenden Farbe in dem Diagramm auf das Auf treten dieser Frequenz an dieser Stelle in dem auf genommenen Signal hin.
Es sei jedoch bemerkt, dass die Anzeige der be treffenden Stelle in dem Seismogramm um so un schärfer ist, je schmaler das gewählte Frequenzband ist.
Bei einer noch weiter vereinfachten Ausführungs form der erfindungsgemässen Vorrichtung, die jedoch weniger zu empfehlen ist, wird das Signal in bezug auf nur ein Frequenzband H, das heisst beispielsweise in bezug auf das Frequenzband 70 bis 100, analysiert. Die Intensität 1,1 bestimmt nunmehr die Intensität einer einzigen Farbe, z. B. Rot, in dem Seismogramm. Das Auftreten von in das Band H fallenden Frequen zen an bestimmten Stellen des Seismogrammes wird dann durch das Erscheinen der roten Färbung in dem Diagramm angezeigt. In diesem Fälle variiert die Intensität der Färbung entsprechend der Intensität IR.
Wenn das zu registrierende Licht rot ist, kann die Färbung des aufgenommenen Diagrammes (Positiv kopie) von einem sehr dunklen Rot (nahezu schwarz) bis zu einem hellen Rot reichen, wenn man das Dia- gramm im auffallenden Licht betrachtet (z. B. Auf nahme auf Papier); die Farbe des aufgenommenen Diagrammes kann von einem sehr ungesättigten Rot (gelblich rosa) bis zu einem stark gesättigten Rot (tiefrot) reichen, wenn das Diagramm im durch fallenden Licht betrachtet wird (z. B. Aufnahme auf Farbfilm).
An Stelle einer Registrierung in Rot und Schattierungen von Rot könnte man solche Auf nahmen grundsätzlich auch in Grautönen (Schwarz- Grau-Weiss) herstellen. Eine solche Aufnahme hat jedoch den Nachteil, dass es weniger leicht ist, eine Korrelation zwischen verschiedenen Seismogrammen durchzuführen.
Die Intensitäten, mit denen bestimmte Frequen zen oder Frequenzgruppen in dem empfangenen Signal auftreten, werden durch Analyse bestimmt.
Diese Analyse kann nach einem beliebigen be kannten Verfahren erfolgen, z. B. auf rechnerischem Wege, doch ist es ratsam, das Signal selbsttätig analy sieren zu lassen.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugs weise dann angewendet, wenn das seismische Signal bereits auf irgendeine Weise, z. B. optisch, magne tisch, mechanisch usw. registriert worden ist. Um das bereits aufgenommene Seismogramm zu analysieren, muss man es erneut wiedergeben. Dies kann mit der gleichen Geschwindigkeit geschehen, die bei der Auf nahme angewandt wurde, doch ist es vielfach vorteil haft, mit einer höheren Wiedergabegeschwindigkeit zu arbeiten.
Die Analyse wird dabei über einen verhältnis mässig kleinen Teil des Seismogrammes hinweg durch geführt, und der Teil, der gerade analysiert wird, wird allmählich weiterbewegt.
Aus der Analyse ergeben sich dann die Intensi- täten h, IR, 1c, (oder ID, 1F oder IH) bzw. ihr Ver hältnis (Verhältnisse) als Funktion der analysierten Diagrammstelle. Die Farbe des zu diesen Intensitäten (bzw. Intensität, Verhältnissen oder Verhältnis) ge hörenden Lichtes entspricht dann dem analysierten Teil des Diagrammes.
Wie weiter unten erläutert, kann die Analyse sym metrisch oder unsymmetrisch vorgenommen werden. Bei der symmetrischen Analyse entspricht die Farbe auch der Mitte des analysierten Teils; bei der nicht symmetrischen Analyse ergibt sich eine geringe zeit liche Verschiebung.
Die Breite des zu analysierenden Teils steht in unmittelbarer Beziehung zu der Breite des gewählten Frequenzbandes bzw. der gewählten Frequenzbänder. Die gewählte Breite soll nicht zu gering sein, denn andernfalls ist es nicht mehr möglich, mit ausreichen der Genauigkeit anzuzeigen, wo die Frequenzen des spezifischen Frequenzbandes in dem Diagramm auf_- treten; anderseits soll der Diagrammteil nicht zu gross sein, denn dann wird es unmöglich, zwischen verschiedenen Frequenzen in dem Signal zu unter scheiden, dies gilt zum Unterschied von höheren Frequenzen vor allem im Bereich der niedrigeren Frequenzen.
Die Analyse erfolgt zweckmässigerweise mittels elektrischer Filter. Hierbei wird das aufgenommene Signal auf optisch-elektrischem Wege wiedergegeben, wenn das Signal auf einem Film optisch festgehalten wurde, oder auf magnetelektrischem Wege, wenn zur Aufnahme des Signals ein Magnetbandgerät benutzt wurde, und das so erhaltene elektrische Signal wird durch geeignete elektrische Filter geleitet.
Aus der Ausgangsspannung der Filter lässt sich eine nichtoszillierende Grösse ableiten, die für jeden Augenblick ein Mass für die Intensität ist, mit der die betreffenden Frequenzen oder Frequenzgruppen in dem Signal auftreten. Jedes Filter liefert somit schliesslich einen solchen Grössenwert.
Zu diesem Zweck kann man die Ausgangsspan nung eines Filters, z. B. mittels eines Zweiweggleich- richters gleichrichten und anschliessend glätten, das heisst die nach dem Gleichrichten verbleibende Periodizität in der so gleichgerichteten Spannung, die praktisch dem Zweifachen der Frequenz in der Mitte der Filterbande entspricht, wird beseitigt.
Die auf diese Weise erhaltenen Steuergrössen oder ihre Verhältnisse bestimmen die auf dem Diagramm aufgezeichnete Farbe.
Wenn die Analyse auf optischem Wege mittels optischer Filter erfolgt, lässt sich eine in bezug auf die Zeit symmetrische Analyse auf sehr einfache Weise durchführen. Man bildet einen Teil des Dia grammes auf einem optischen Filter ab. In diesem Falle tritt die oben erwähnte zeitliche Verschiebung nicht ein.
Führt man jedoch die Analyse in der normalen Weise mittels elektrischer Filter durch, erfolgt eine asymmetrische Filterung in bezug auf die Zeit; in einfachen Worten ausgedrückt, wird die Zukunft und die Vergangenheit des seismischen Signals in bezug auf einen bestimmten Zeitpunkt unterschiedlich aus gewertet. Nunmehr ergibt sich eine kleine Ver schiebung zwischen einer Stelle des Diagrammes, wel che das Wiedergabegerät gerade passiert, und den Werten, welche von den Steuergrössenwerten in dem betreffenden Augenblick angenommen werden. Diese Verschiebung kann dadurch berichtigt werden, dass man z.
B. den farbigen Lichtstrahl und den Lichtstrahl für die Amplitudenmarkierung auf solche Stellen des farbempfindlichen Films projiziert, die etwas gegen einander verschoben sind.
Bekanntlich lässt sich ein sogar noch besseres Ergebnis mit Hilfe einer doppelten Analyse erzielen; zu diesem Zweck wird das Seismogramm einmal auf normale Weise wiedergegeben; die hierbei erhal tene Analyse wird registriert und danach in bezug auf die Zeit umgekehrt wiedergegeben, wobei das Ergebnis durch den gleichen oder einen ähnlichen Analysator geleitet wird. Auf diese Weise erhält man eine in bezug auf die Zeit symmetrische Ana lyse, bei der sich keine Verschiebung ergibt.
Es wurde bereits erwähnt, dass die Bandbreite des Filters weder zu gross noch zu klein sein darf. Durch die endliche Bandbreite des Filters wird bewirkt, dass eine bei einer bestimmten innerhalb des Frequenz bandes des Filters liegenden Frequenz auftretende plötzliche Schwingung in dem der Ausgangsseite des Filters entnommenen Diagramm über eine bestimmte Strecke auseinandergezogen wird. Das plötzliche Auftreten dieser Frequenz wird somit in dem Dia gramm zeitlich gedehnt wiedergegeben. In das Dia gramm schleicht sich daher eine Unsicherheit be züglich derjenigen Stelle ein, an welcher dieses plötz liche Auftreten in dem ursprünglichen Diagramm stattfand, und somit auch auf die Zeit des plötzlichen Auftretens in dem ursprünglichen seismischen Signal.
Ein solcher plötzlicher Vorgang ist im allgemeinen einer bestimmten Formationsschicht in der Erde zu zuordnen. Die erwähnte Unsicherheit bezüglich des Ortes oder der Zeit ist daher gleichbedeutend mit einer entsprechenden Unsicherheit bezüglich der Tiefenlage der Schicht, aus welcher der betreffende Teil des Gesamtsignals gewönnen wurde.
In diesem Zusammenhang ist es häufig ratsam, den gleichen Grad von Unsicherheit in den Analysen ergebnissen der verschiedenen Filter zuzulassen. Hier bei wählt man für die verschiedenen Filter die glei che Bandbreite. Da jedoch seismische Wellen mit höherer Frequenz ein grösseres Auflösungsvermögen für strukturelle Unterschiede in der Erde besitzen als Wellen mit niedrigerer Frequenz (vgl. das entspre chende Auflösungsvermögen eines optischen Systems für die Einzelheiten von mit diesem System betrach teten Gegenständen), kann man auch daran denken, dort einen geringeren Unsicherheitsgrad zu wählen, wo ein grösseres Auflösungsvermögen für strukturelle Unterschiede möglich ist, das heisst bei den höheren Frequenzen. Man kann die Unsicherheit z.
B. umge kehrt proportional zur Frequenz machen. Die Band breite der Filter steigert sich dann mit der Frequenz. Für die Bandbreiten der drei Filter könnte man z. B. die Werte 20-40, 40-80 und 80-160 oder die Werte 20-30, 30-45 und 45-67 wählen.
Bei vielen Arten von Filtern, z. B. bei aus nur einem Kreis bestehenden elektrischen Filtern oder bei optischen Filtern mit einer durchlässigen Fläche, die einer Wahrscheinlichkeitskurve entspricht, be stimmt die Bandbreite auch die Zeitkonstante des Fil ters, das heisst die Zeit, welche das Filter benötigt, um eine Schwingung abklingen zu lassen. Wenn dies nicht der Fall ist, z. B. bei Bandfiltern mit sehr scharfer Beschneidung, muss auch die Zeitkonstante bestimmte Bedingungen erfüllen. Um eine konstante Unsicher heit zu erzielen, die von der Frequenz unabhängig ist, müssen die verschiedenen Filter gleiche Zeitkonstan ten besitzen.
Wenn die Abnahme der Unsicherheit unmittelbar proportional zur Zunahme der Frequenz ist, müssen die Zeitkonstanten der Filter proportional zu ihrer Mittelfrequenz abnehmen. ..
Wenn die Steuergrösse aus dem Analysenergeb nis durch Zweiweggleichrichtung und Glättung geR wonnen wird, umfasst die Glätteinrichtung ein Glät- tungsfilter, um die Restmodulation durch die doppelte Frequenz in der Mitte des Bandes des Analysenfilters zu vernichten. Die Zeitkonstante dieses Filters wählt man zweckmässigerweise ebenso gross wie die Zei & konstante des entsprechenden Analysenfilters.
Im-vorstehenden ist angenommen, dass das Signal bereits empfangen und registriert ist, und dass aus dem ursprünglichen Seismogramm bereits ein Farbdia- gramm abgeleitet wurde. Dies ist das genaueste Ver fahren zum Erzeugen eines Farbdiagrammes. Wie bereits erwähnt, ist es jedoch grundsätzlich eben falls möglich, ein Farbdiagramm bei der allerersten Registrierung herzustellen. In diesem Falle muss man das empfangene seismische Signal sofort analysieren (das heisst in der beschriebenen Weise über Filter), und das Ergebnis dieser Analyse (das heisst die den Filtern entnommenen Spannungen) bestimmt dann die Farbe in dem Diagramm.
In diesem Falle jedoch ist die Analyse asymmetrisch und weniger genau, als wenn der gesamte Verlauf des Signals als Funktion der Zeit bereits zur Verfügung steht.
Wenn man zuerst das Signal registriert und hier aus das Farbdiagramm später ableitet, ist es vor teilhaft, ein mechanisches Registrierverfahren anzu wenden, bei welchem eine durch das Signal gesteuerte Schneide oder ein Stichel eine durchsichtige Spur ver änderlicher Breite auf einem Film hinterlässt, der uri durchsichtig oder nahezu undurchsichtig ist und sich gegenüber der Schneide bzw. dem- Stichel mit gleich mässiger Geschwindigkeit bewegt. Der Film kann sich auf einer biegsamen Unterlage, z. B. einem Celluloid- streifen, oder auf einer harten Unterlage, z. B. einer Glasplatte, befinden.
Die Geschwindigkeit, mit -wel cher sich der Film an der Schneide vorbeibewegt, be trägt gewöhnlich nicht mehr als 10 Zentimeter in der Sekunde, vorzugsweise jedoch etwa 2 bis 5 Zenti meter in der Sekunde. Die Schneide ist vorzugs weise keilförmig ausgebildet; sie kann auch die Form eines Halbkeils aufweisen, insbesondere dort, wo auf dem Film zahlreiche Spuren nebeneinander aufge zeichnet werden sollen. Auf diese Weise erhält man unmittelbar ein Diagramm mit veränderlicher Fläche, das sich schnell auf einfache Weise registrieren lässt und zum Zwecke der Frequenzanalyse ohne Kompli kationen auf optisch-elektrischem Wege wiedergege ben werden kann; das Diagramm bietet den weiteren Vorteil, dass sich seine Güte unmittelbar nach dem Aufzeichnen beurteilen lässt, z.
B. mit Hilfe eines schwach vergrössernden Mikroskopes.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungs- beispiel näher erläutert. Hierbei ist angenommen, dass das ursprüngliche seismische Signal auf magneti schem Wege registriert wird, wobei auf einem Ma gnetband eine Anzahl von Seismogrammen neben- einander aufgenommen werden, welche die von einer Anzahl von Geophonen (z. B. 12 oder 24 Stück) emp fangenen Signale darstellen.
Mit der in der Zeichnung -dargestellten Einrich- tung- wird jedes Seismogramm in ein Farbdiagramm verwandelt. Die verschiedenen Farbdiagramme wer den dann nebeneinander registriert, so dass man sie visuell in gegenseitige Beziehung setzen kann.
Das magnetisch registrierte Seismogramm wird nun zuerst durch ein Wiedergabegerät 1 wiederge geben, und zwar vorzugsweise mit einer Geschwindig keit, die grösser ist als die während des Registrierens verwendete, so dass man ein elektrisches Signal erhält, das vollständig oder nahezu vollständig die gleichen Angaben enthält wie das ursprünglich aufgenommene Signal. Dieses Signal wird dann drei elektrischen Filtern 2, 2' und 2" zugeleitet. Diese Filter sind als Bandfilter ausgeführt, deren Frequenzbänder den ursprünglichen Frequenzen 10 bis 40, 40 bis 70 und 70 bis 100 Hertz entsprechen, und die Zeitkonstanten dieser Filter sind gleich gross.
Aus dem so gefilterten Signal wird durch Gleich richtung-eine Gleichspannung abgeleitet, durch welche die Intensität einer Lichtquelle gesteuert werden kann. Dies lässt sich z. B. durch Zweiweggleichrichtung und Glättung des gefilterten Signals erreichen; die Zeich nung zeigt die hierfür erforderlichen Gleichrichter bei 3, 3' und 3" und die Glättungseinrichtungen bei 4, 4' und 4". Die Zeitkonstanten der Glättungsfilter entsprechen denjenigen der Filter 2, 2' und 2".
Die erhaltene Spannung, bei der es sich um eine Gleichspannung mit veränderlicher Amplitude han delt, wird danach in einem Gleichstromverstärker 5 bzw. 5' bzw.- 5" verstärkt und dann an eine Gasent- ladungsröhre angelegt, deren Lichtintensität der auf gedrückten Spannung entspricht. Jede der drei Spannungen regelt die Intensität des Lichtes einer der drei Röhren 6, 6' und 6". Bei der Röhre 6 kann es sich z.
B. um eine Neonröhre handeln, die haupt sächlich rotes Licht ausstrahlt, wobei gegebenenfalls ein optisches Filter in den Strahlengang eingeschaltet werden kann, das rotes Licht durchlässt; die beiden andern Röhren 6' und 6" können als Quecksilber dampfröhren ausgeführt sein, in welchem Falle z. B. ein Grünfilter hinter der Röhre 6' und ein Blaufilter hinter der Röhre 6" angeordnet ist.
Die Intensitäten der-drei Lichtstrahlen ändern sich nunmehr entsprechend den Intensitäten 1A, 1B und 1c. Mit Hilfe eines Satzes von Spiegeln 7, 8 und eines Satzes" von halbdurchlässigen Spiegeln 9, 10 werden die drei getrennten Strahlenbündel zu einem resul tierenden Strahlenbündel 11 gemischt, dessen Farbe sich nach den drei Intensitäten 1A, I$ und 10 richtet. Diese Farbe ist daher ein Mass für den Frequenz charakter des ursprünglichen Signals.
Der Lichtstrahl 11 wird nun- zu einer Vorrich tung 12 geleitet, mittels deren sich ein Diagramm -mit veränderlicher Fläche aufnehmen lässt.
Diese Vorrichtung kann aus einem Spiegelgalvano meter bestehen, das durch das aus dem Wiedergabe- gerät 1 abgeleitete Signal gesteuert wird. Hinter der Vorrichtung 12 befindet sich eine Trommel 13, auf die ein farbempfindlicher Film aufgewickelt ist; diese Trommel kann in geeigneter Weise mit der Rolle ge kuppelt sein, auf die das Magnetband in dem Wieder gabegerät 1 aufgesetzt wird.
Auf dem farbempfindlichen Film wird somit ein Diagramm mit veränderlicher Fläche aufgezeichnet, und zwar in den Farben, die der Lichtstrahl 11 im Verlauf des Vorganges annimmt.
Das beschriebene Verfahren wird für jedes regi strierte Seismogramm wiederholt, wobei die Trommel jedesmal entsprechend der Breite eines Seismogram- mes weiterbewegt wird.
Hätte man Filter mit unterschiedlichen Zeitkon stanten gewählt, z. B. Filter mit zu ihren in der Bandenmitte gelegenen Frequenzen direkt propor tionalen Bandbreiten, wäre die erwähnte zeitliche Verschiebung für die verschiedenen Farben jeweils unterschiedlich. In diesem Falle ist es besser, die Lichtbündel nicht zu mischen, sondern sie jeweils getrennt auf die betreffende Stelle des Films zu proji zieren. Die Markierung der Amplitude durch die Vorrichtung 12 kann nunmehr mit weissem Licht vorgenommen werden.
Nach dem Entwickeln des auf diese Weise belichteten erhält man ein Diagramm mit veränderlicher Fläche in Schwarz mit einem daran angrenzenden Teil, dessen Farben komplementär zu den Farben des Lichtes sind, mit dem der Film be lichtet wurde.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wurde das ursprüngliche Seismogramm nur an einer Stelle abgetastet, und das so erhaltene Signal wurde jedem der Filter zu geleitet. Es ist jedoch möglich und vielfach auch erwünscht, das Seismogramm an mehreren Stellen, z. B. an vier Stellen, abzutasten. Hierbei leitet man drei der vier Signale zu den Filtern 2, 2', 2" und das vierte zu der Vorrichtung 12.
Der Farbfilm muss jetzt den Lichtbündeln an vier verschiedenen Stel len ausgesetzt werden, deren Lage derjenigen der Abtastpunkte entspricht. Bei Verwendung von zwei Filtern braucht man höchstens drei Stellen abzutasten. In manchen Fällen ist es möglich, eines der Signale, das für die Zwecke der Farbanzeige abgetastet wird, der Einrichtung zum Markieren der Amplitude zuzu leiten; hierbei braucht das Abtasten nur an drei bzw. an zwei Stellen zu erfolgen.
Die Amplitude des Signals hätte auch anstelle einer Aufzeichnung mit veränderlicher Fläche in Form einer Kurve registriert werden können; die Farbanzeige wäre dann als farbiger Hintergrund dieser Kurve erschienen.