Pierwszenstwo: 06.09.1971 (P. 150362) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.07.1975 73873 K1.42c,42 Twórcy wynalazku: Leon Mucha, Aleksander Trojanowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Przedsiebiorstwo Poszukiwan Geofizycz¬ nych, Warszawa (Polska) Aparatura sejsmiczna do badan geologiczno-inzynierskich Przedmiotem wynalazku jest aparatura sejsmiczna do badan geklogiczinio-kizynie]i^Mdi, hydrogeologicmych, poszukiwan plytkich zlóz serowców mineralnych i tym podobnych.Znania aparatura sejsmiczna do badan geologiczno- -miynierskijah zaopaitorzona jest we wzmacniacze elektro¬ niczne z filtrami w kazdym kanale, wzmacniajace syg¬ naly elektryczne przychodzace z przetworników elektro¬ mechanicznych, przetwarzajacych drgania gruntu na sygnaly elektryczne, polaczone z dyskryminatorami amplitudy sygnalu generujacymi impulsy prostokatne o czasie trwania równym czasowi, w którym wartosc sygnalu przekracza nastawiany poziom dyskryminacji, w rejestrator wielokanalowy, którego kazdy z kanalów polaczony jest odpowiednio z wyjsciem dyskryminatora amplitudy sygnalu, stertowany przez uklad sterowania polaczony z generatorem wzorcowym i czujnikiem mo¬ mentu wzbudzania fali sejsmicznej.Kazdy kanal rejestratora wielokanalowego posiada urzadzenie zapisujace, zas kazde urzadzenie zapisujace zaopatrzone jest w uklad koincydencji polaczony z wejsciem wyzwalajacym przerzutnika bistabilnego ste¬ rujacego zarówke. Zarówki, nalezace do jednego kanalu rejestratora wielokanalowego, sa odizolowane optycznie od siebie i rozmieszczone w stalych odleglosciach wzgle¬ dem siebie, i wykonuja zapis na nieruchomym papierze swiatloczulym.Uklad sterowania rejestratorem wielokanalowym zao¬ patrzony jest w przeffzutndk bistabilny, wyzwalany z czujnika momentu wzbudzania fali sejsmicznej, steru- 10 15 20 25 30 jacy bramka elektroniczna, wlaczona miedzy generator wzorcowy i dzielnik czestotliwosci obnizajacy czestot¬ liwosc generatora wzorcowego do wymaganej. Do wyj¬ scia dzielnika czestotliwosci podlaczona jest pierwsza, druga i trzecia bramka elektironiczna, przy czym kazda z tych bramek elektronicznych sterowana jest odpo¬ wiednio z pierwszego, drugiego i .trzeciego przerzutnika bistabilnego, zas pierwszy z tych praerzutników bis- tabilnych wyzwalany jest z czujnika momentu wzbudze¬ nia fali sejsmicznej.Poprzez pierwsza bramke elektroniczna do wyjscia dzielnika czestotliwosci podlaczony jest uklad opóznia¬ jacy poczatek rejestracji wzgledem momentu wzbudza¬ nia fali sejsmicznej, skladajacy sie z impulsowych dziel¬ ników czestotliwosci o regulowanym stosunku podzia¬ lu. Wyjscie ukladu opózniajacego polaczone jest z wejsciem kasujacym pierwszego przerzutnika bistabil¬ nego i z wejsciem wyzwalajacym drugiego przerzutnika bistabilnego. Poprzez druga bramke elektroniczna do wyjscia dzielnika czestotliwosci podlaczony jest pierwszy licznik pierscieniowy, rozdzielajacy kolejne impulsy wejsciowe na poszczególne wyjscia, pracujacy tylko jeden cykl, dzieki zamknieciu drugiej bramki elektro¬ nicznej poprzez skasowanie drugiego pizerzutnika bista¬ bilnego impulsem z ostatniego wyjscia tego licznika.Pierwsze wyjscie tego licznika polaczone jest z prze- rzutnikiem monostabilnym, który po uplywie czasu generacji impulsu wyzwala trzeci przrzutnik bistabilny.Wyjscia pierwszego licznika pierscieniowego polaczo¬ ne sa odpowiednio z wejsciami pierwszymi ukladów 7387373873 koincydencji nalezacych do urzadzen zapisujacych we wszystkich kanalach rejestratora wielokanalowego.Poprzez trzecia bramke elektroniczna do wyjscia dzielnika czestotliwosci podlaczony jest drugi licznik pierscieniowy, którego wyjscia polaczone sa odpowiednio z wejsciami kasujacymi przerzutników bisitalbiilnych na¬ lezacych do urzadzen zapisujacych we wszystkich ka¬ nalach irejesitratora wielokanalowego, zas wyjscie ostatnie tego licznika polaczone jest z wejsciem kasujacym przerzutnika bistabiinego wyzwalanego z czujnika mo¬ mentu wzbudzenia fali sejsmicznej i wejsciem kasuja¬ cym trzeciego przerzutnika bistabiinego.Wyjscie kazdego ukladu dyskryminacji amplitudy sygnafu, nalezacego do danego kanalu aparatury, po¬ laczone ^estiZ; wej^ami^da^Lgimii ukladów koincydencji nalezacych do urzadzen"zapisujacych tego kanalu reje¬ stratora wielokanalowego, do którego nalezy wymienio¬ ny d^jskryminaftar amplitudy sygnalu.Stonowana orjecnie • aparatuiia sejsmiczna do badan ge^lK^cMTKMra^tere^^ wiele wad.Wielokanalowosc rejestratora i duza ilosc urzadzen zapisujacych w kazdym kanale, znacznie rozbudowa¬ nych, czynia rejestrator blokiem o duzej ilosci elemen¬ tów oraz duzej ilosci polaczen lutowniczych i styko¬ wych, co niekorzystnie odbija sie na jego niezawodnosci w polowych warunkach pracy. Oprócz tego duze wy¬ miary gabarytowe i znaczny ciezar rejestratora oraz duzy pobór mocy ogirainiczaja zdecydowanie przenosnosc aparatury, co zmniejsza mozliwosci wykorzystania jej w trudnych warunkach terenowych, np. górskich, ko¬ palnianych iitp.Ponadto rozrzut parametrów zarówek, glównie jasnosci swiecenia, wykorzystanych jako elementy zapisujace, znieksztalca wyniki pomiarów podszumowych.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad.Cel ten zostal osiagniety przez zbudowanie aparatury sejsmicznej do badan geoiogiczr^iazynaeisikich, wielo- kanalowej, posiadajacej przetworniki ele^jtromechaniczne drgan gruntu, wzmacniacze eldcbnoarane z fatoami omz uklady dyskryminacji amplitudy sygnaki w kazdym kanale, generator wzorcowy, czujnik momentu wzbudze¬ nia fali sejsmicznej oraz uklad sterowania, zaopatrzonej w przelacznik elektroniczny wielokanalowy, sterowany przez uklad sterowania, podlaczony swymi wejsciami poprzez zestyki przelacznika rodzaju rejestracji do wyjsc ukladów dyskryminacji amplitudy sygnalu lub wzmacniaczy elektronicznych z filtrami, a wyjsciem pierwszym polaczony z ukladem sterowania, oraz w lampe oscyloskopowa, której plytki odchylajace pola¬ czone sa poprzez pierwszy i drugi wzmacniacz odchy¬ lania z ukladem sterowania, a siatka sterujaca i katoda popizez wzmacniacz elektroniczny z wyjsciem drugim przelacznika elektronicznego wielokanalowego poprzez zestyki przelacznika rodzaju rejestracji.Uklad sterowania, zaopatrzony w pierwszy praerasutmk bjstobilay podlaczony wejsciem wyzwalajacym do czuj¬ nik* momentu wzbudzania fali sejsmicznej, polaczony z pierwsza bramka eJetooniczoa wlaczona rmedcy ge¬ nerator wzorcowy i dzielnik c^estotfcwocci, którego wyjscie polaczone jest z druga bramka elektroniczna podlaczona do drugiego praeiizwtnika bistabiinego, ma uklad opóznienia podlaczony do dzielnika czestotliwo¬ sci, zas wyjscie ukladu opóznienia potaaoone jest z wejsciem wyzwalajacym drugiego praeosiumika bistabii¬ nego, a do drugiej bramki elektronicznej podlaczony jest pierwszy licznik impulsów. Wszystkie wyjscia licz¬ nika impulsów polaczone sa z dekoderem stanów ste¬ rujacym przelacznik elektroniczny wielokanalowy, niepa¬ rzyste lub paizyste wyjscia z pierwszym ukladem su- miujacym, a ostatnie wyjscie z drugim licznikiem im¬ pulsów.Nieparzyste lub parzyste wyjscia drugiego licznika impulsów polaczone sa z drugim ukladem sumujacym, polaczonym z pierwszym wzmacniaczem odchylania, a 10 ostatnie wyjscie z wejsciami kasujacymi pierwszego i drugiego przerzutnika bisitabilnego. Do wyjscia pier¬ wszego i przedostatniego dekodera stanów podlaczone jest odriowiednio wejscie wyzwalajace i wejscie kasujace trzeciego przerzutnika bisitabiinego, którego wyjscie 15 poprzez zestyki przelacznika iiotdzaju (rejestracji pola¬ czone jest z wejsciem drugim trzeciego ukladu sumu¬ jacego. Pierwsze wejscie trzeciego ukladu sumujacego polaczone jest z wyjsciem pierwszego ukladu sumujace¬ go, trzecie wejscie z wyjsciem pierwszym przelacznika 20 elektrofiicztiego wielokanalowego lub ze zwartymi wyj¬ sciami pierwszym i drugim przelacznika elektronicznego wielokanalowego, w zakznosai od pozycji przelacznika rodzaju [rejestracji, a wyjscie z drugim wzmacniaczem odchylajacym. 25 Przelacznik elektroniczny wielokanalowy posiada kanaly czasowania oraz kanaly przekazujace sygnal, z których kazdy zaopatrzony jest w bramke elektro¬ niczna. Bramka elektroniczna nalezaca óo kanalu cza¬ sowania ma pierwsze wejscie polaczone z odpowiednim 30 wyjsciem dekodera stanów, a drugie wejscie podlaczone jest do napiecia wyjsciowego raafliafiro Bramki elektroniczne nalezace do kanalów czasowa¬ nia maja wspólne wyjscie stanowiace wyjscie pierwsze przelacznika elektronicznego wielokanalowego. Bramka 35 elektroniczna nalezaca do kanalu przekazujacego sygnal ma pierwsze wejscie polaczone z odpowiednim wyjsciem dekodera stanów, a wejscie drugie, poprzez zestyki prze¬ lacznika rodzaju rejestracji z odpowiednim ukladem dys¬ kryminacji amplitudy sygnalu lub z odpowiednim 40 wzmacniaczem elektronicznym z filtrami. Bramki elek¬ troniczne, nalezace do kanalów przekazujacych sygnal, maja wspólne wyjscie stanowiace wyjscie drugie prze¬ lacznika elektronicznego wielokanalowego.Aparatom sejm&cana do badan geologksno^nzynier- 45 skich wedlug wynalazku usuwa wady stosowanej obecnie aparatury.Zastapienie znanego rejestratora rejestratorem wyko¬ rzystujacym lampe oscyloskopowa i praelaazrak elektro¬ niczny wielokanalowy, odpowiednio stolowanych przez 50 uklad sterowania, umozliwia znaczne zmniejszenie ilo¬ sci elementów oraz alosci polaczen lutowniczych i sty¬ kowych, przy zachowaniu wielokanalowosci, dzieki czemu poprawia sie niezawodnosc aparatury w polo¬ wych warunkach pracy. Oprócz tego ulegaja zmniej- 55 szenitu wymiary gabarytowe, ciezar i pobór mocy zasilania, co zapewnia przenosnosc i umozliwia prace w trudnych warunkach terenowych. Ponadto zastosowa¬ nie lampy oscyloskopowej eliminuje ograniczenia staso- waJnosct pomiatu podszurnowego. 60 Zaopatrzenie aparatury w praelaum-ik rodzaju reje¬ stracji umozliwia dodatkowo wykonywanie zapisu zmiennej linii.Pf&edfniot wynaiacku jest przedstawiony w przykla¬ dzie wykonania na rysunku; na którym fig. 1 przed- 65 stawia ogólny schemat blokowy aparatury, fig. 2 sche- •73873 mat blokowy przelacznika elektronicznego wielokana¬ lowego wraz z ukladami bezposrednio stepujacymi ten przelacznik.Szczególowa konstrukcja aparatury i jej dzialanie sa opisanenizej. 5 Sygnaly z przetworników elektromechanicznych 1, zamieniajacych drgania gruntu na przebiegi elektryczne, podawane sa na wielostopniowe wzmacniacze elektro¬ niczne z filtrami 2 o wejsciach symetrycznych bez- tiansfomiatorowych. Wyjscia wzmacniaczy elektronicz- 10 nych z filtrami 2 polaczone sa z dyskiyminatorami amplitudy sygnalu 3 i zestykami przelacznika rodzaju rejestracji 4, do którego zestyków podlaczone sa rów¬ niez wyjscia ukladów dyskryminacji amplitudy sygnalu 3. Przelacznik rodzaju rejestracji 4 umozliwia wyko- 15 nywanie zapisu zmiennej gestosci lub zmiennej linii.Przebiegi z suwaków przelacznika rodzaju rejestracji 4 podawane sa na wejscia drugie 5 bramek elektro¬ nicznych 6 kanalów przekazujacych sygnal 7 nalezacych do przelacznika elektronicznego wielokanalowego 8. 2o W chwili wzbudzania fali sejsmicznej czujnik mo¬ mentu wzbudzania fali sejsmicznej 9 wyzwala pierwszy przerzutnik bistaibilny 10, otwierajacy pierwsza bramke elektroniczna 11, przez która impulsy napiecia z ge¬ neratora wzorcowego 12 podawane sa na dzielnik 25 czestotliwosci 13 o regulowanym stosunku podzialu.Wyjscie dzielnika czestotliwosci 13 polaczone jest z ukladem opóznienia 14 poczatku rejestracji wzgledem momentju wzbudzenia fali sejsmicznej, skladajacym sie z impulsowych dzielników czestotliwosci i licznika 30 pierscieniowego oraz z druga bramka elektroniczna 15, otwierana przez drugi przerzutnik bistabikiy 16, wy¬ zwolony impulsem napiecia z ukladu opóznienia 14.Przez otwarta druga bramke elektroniczna 15 poda¬ wane sa impulsy napiecia z dzielnika czestotliwosci 35 13 na pierwszy licznik impulsów 17, np. do 16, którego wyjscia polaczone sa z dekoderem stanów 18, rozdzie¬ lajacym kolejne impulsy wejsciowe pierwszego licznika impulsów 17 odpowiednio na swe wyjscia. Wyjscia, np. nieparzyste, pierwszego licznika impulsów 17 polaczone 40 sa z pierwszym ukladem sumujacym 19, na wyjsciu którego otrzymuje sie przebieg schodkowy napiecia.Ostatnie wyjscie pierwszego licznika impulsów 17 po¬ laczone jest z drugim licznikiem impulsów 20, np. do 64, którego wyjscia, np. niepairzyste, polaczone sa z 45 drugim ukladem sumujacym 21, na wyjsciu którego otrzymuje sie przebieg sahodkowy napiecia.Przelacznik elektroniiazny wielokanalowy 8 posiada tyle kanalów, ile dekoder stanów 18 ma wyjsc, przy czym, np. pierwszy i ostatni kanal sa kanalami cza- 50 sowania 22, a pozostale kanalami przekazujacymi syg¬ nal 7. Kazdy kanal czasowainria 22 ma bramke elektro¬ niczna 23, której wejscie pierwsze 24 polaczone jest z odpowiednim wyjsciem dekodera stanów 18, a wyj¬ scie drugie 25 z napieciem wyjsciowym zasilacza 26. 55 Bramki elektroniczne 23, nalezace do kanalów czaso- wania 22 maja wspólne wyjscie, stanowiace wyjscie pierwsze 27 przelacznika elektronicznego wielokanalo¬ wego 8. Kazdy kanal przekazujacy sygnal 7 ma bramke elektroniczna 6, której wejscie pierwsze 28 polaczone 60 jest z odpowiednim wyjsciem dekodera stanów 18.Bramki te sa odpowiedzialne za przelaczanie sygnalu ze swych drugich wejsc 5 na jedno wspólne wyjscie, stanowiace wyjscie drugie 29 przelacznika elektronicz¬ nego wielokanalowego8. 65 Do wyjscia pierwszego i przedostatniego dekodera stanów 18 jest podlaczone odpowiednio wejscie wyz¬ walajace i kasujace trzeciego przerzutodka bistabilnego 30, generujacego impuls napiecia w czasie pracy ka¬ nalów przekazujacych sygnal 7 przelacznika elektro¬ nicznego wielokanalowego 8.W przypadku wykonywania zapisu zmiennej gestosci impuls napiecia z trzeciego przerzutnika bistabilnego 30, poprzez zestyki przelacznika rodzaju rejestracji 4, podawany jest na wejscie drugie 31 trzeciego ukladu sumujacego 32, którego wejscie pierwsze 33 polaczone jest z wyjsciem pierwszego ukladu sumujacego 19, a itrzecie wejscie 34 z pierwszym wyjsciem 27 przelacz¬ nika elektronicznego wielokanalowego 8. Na wyjsciu trzeciego ukladu sumujacego 32 otrzymuje sie przebieg schodkowy napiecia o równym skoku dzieki skompen¬ sowaniu impulsów czasiujacych przebiegiem z trzeciego przerzutnika bistabilnego 30. ' Przebieg napiecia z drugiego ukladu sumujacego 21, poprzez pierwszy wzmacniacz odchylania 35 o syme¬ trycznym wyjsciu, podawany jest na plytki odchylania, np. poziomego, lampy oscyloskopowej 36. Przebieg napiecia z trzeciego ukladu sumujacego 32, poprzez drugi wzmacniacz odchylania 37 o symetrycznym wyj¬ sciu, podawany jest na plytki odchylania, np. piono¬ wego, lampy oscyloskopowej 36. Przebieg napiecia z wyjscia drugiego 29 przelacznika elektronicznego wie¬ lokanalowego 8, poprzez zestyki przelacznika rodzaju rejestracji 4 i poprzez wzmacniacz elektroniczny 38 miedzy siatke sterujaca i katode lampy oscyloskopo¬ wej 36.W przypadku wykonania zapisu zmiennej linii wejscie drugie 31 trzeciego ukladu sumujacego 32 jest odlaczone' od wyjscia trzeciego przerzutnika bistabilnego 30, a wyjscie pierwsze 27 i drugie 29 przelacznika elektro¬ nicznego wielokanalowego 8 sa zwarte poprzez zestyki przelacznika rodzaju irejesitracji 4 i polaczone z wej¬ sciem trzecim 34 trzeciego ukladu sumujacego 32, na wyjsciu którego otrzymuje sie przebieg schodkowy na¬ piecia, przy czym wartosc napiecia danego schodka jest suma napiecia wyjsciowego z pierwszego ukladu sumujacego 19 i napiecia wyjsciowego odpowiedniego wzmacniacza elektronicznego z filtrami 2, lub napiecia zasilajacego, w chwili wlaczenia odpowiedniej bramki elektronicznej w przelaczniku elektronicznym wieloka¬ nalowym 8.Ostatnie wyjscie drugiego licznika impulsów 20 po¬ laczone jest z wejsciami kasujacymi pierwszego 10 i drugiego 16 przerzutnika bistabilnego, dzieki czemu konczy sie cykl pracy ukladu sterowania A.Obraz fal sejsmicznych wraz ze znacznikami czasu pojawiajacy sie na ekranie lampy oscyloskopowej 36 zostaje utrwalony na kliszy fotograficznej aparatu foto¬ graficznego 39. PL