RU1778720C - Устройство дл регистрации акустических предвестников землетр сений - Google Patents

Abstract

Использование: в области сейсмологии и может быть использовано при изучении динамических  влений - горных ударов, выбросов . Сущность изобретени : в точке исследований устанавливают излучающий и приемный преобразователи. Регистрируют результирующий сигнал, возникающий в результате взаимодействи  зондирующего сигнала и сигнала акустической эмиссии. При этом каждый канал обработки информации содержит, нар ду с фильтром и схемой сравнений, также триггер, эмиттерный повторитель и схему ИЛИ, а амплитуда зондирующего сигнала не должна превышать амплитуду сигнала акустической эмиссии 1 ил

Description

Изобретение относитс  к области сейсмологии и может быть использовано при определении сроков наступлени  землетр сений .

Известно устройство дл  регистрации акустических предвестников землетр сений , содержащее сейсмометр с инертным грузом, преобразователь величины смещени  в электрический сигнал, усилитель и регистратор .

Недостатками данного устройства  вл ютс  низка  чувствительность, регистрируетс  только сам факт начала землетр сений, а накопление энергии в толще земли,  вл ющеес  предвестником землетр сений,не обнаруживаетс .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  регистрации акустических предвестников землетр сений}содержащее приемный блок, включающий последовательно соединенные преобразователь, усилитель и канал

обработки информации с фильтром и схемой сравнени , а также регистратор

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  чувствительность, невозможность зафиксировать параметры акустической эмиссии,  вл ющейс  предвестником землетр сений, невозможность качественной и количественный обработки результатов проведенных измерении а также автоматизированного анализа полученных результатов.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности регистрации землетр сений .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее приемный блок, включающий последовательно соединенные пьезопреобразователь, усилитель и канал обработки информации с фильтром и схемой сравнени , а также регистратор,дополнительно введены п-1 ппиемныи блок и п передающих блоков, а также генератор к которому последовательно подключены

00

коммутатор и  чейка индикации, соединенна  с регистратором, в приемный блок дополнительно введены счетчик и два канала обработки информации, включенных параллельно первому, причем каждый канал дополнен триггером, эмиттерным повторителем и схемой ИЛИ, пр мой выход каждого триггера соединен с первым входом соответствующего эмиттерного повторител  и одним из входом схемы ИЛИ других каналов, а выход схемы ИЛИ подключен к R входу соответствующего ему триггера, выход каждого эмиттерного повторител  подключен к входу счетчика, выход каждого фильтра соединен со вторым входом соответствующего ему эмиттерного повторител , а передающий блок содержит последовательно соединенные генератор сигнала, эмиттерный повторитель, усилитель-формирователь зондирующего сигнала и излучающий преобразователь, а также временной блок, включенный между выходом генератора сигнала и вторым входом эмиттерного повторител , при этом пр мые выходы триггеров приемного блока подключены к соответствующим управл ющим входам усилител -формировател  зондирующего сигнала, между входом-выходом временного блока и вторыми входами схем сравнени  приемного блоки включен блок питани , второй выход которого подключен ко входам схем ИЛИ, причем входы-выходы .счетчиков приемных блоков подключены к коммутатору.

На чертеже представлена структурна  схема приемопередающего устройства.

Устройство дл  регистрации акустических предвестников землетр сений содержит передающий 1 блок и приемный 2 блок, блок 1 содержит генератор сигналов 3. эмиттерный повторитель А, усилитс  ь-фор- мировательб зондирующего сигнала и излучающий преобразователь 6, приемный блок 2 содержит приемный преобразователь 7, усилитель 8, счетчик 9 и три идентичные линейки анализа 10, 11, 12, кажда  из них состоит из фильтра 13, 18, 23, схемы сравнени  14, 19, 24, триггера 16, 21, 26, эмиттерного повторител  17, 22, 27 и схемы ИЛИ 15, 20, 25. в состав передающего блок  1 вход т также временной блок 28 и блок питани  29, все приемопередающие блоки подключены к блоку обработки, который содержит высокочастотный генератор, коммутатор,  чейку индикации и регистратор .

Устройство дл  регистрации акустических предвестников землетр сений работает следующим образом.

Ультразвуковые излучатель 6 и приемник 7 креп тс  в толще земли. При наличии напр жений в толще земли,  вл ющихс  предвестником землетр сени , в ней по вл етс  акустическа  эмисси , величина которой крайне мала и практически не фиксируетс  современной аппаратурой, поэтому основной задачей устройства  вл етс  измерение параметров акустической

0 эмиссии и прогнозирование процессов(про- текающих в толще земли. По команде временного блока 28 блок питани  29 запитыва ет все каскады приемного блока 2, при этом генератор сигналов 3 передающе5 го блока 1 все врем  находитс  под напр жением . Акустический сигнал из толщи земли принимаетс  приемным преобразователем 7, -в котором он преобразуетс  в электрический, далее он усиливаетс  до за0 данной величины в усилителе 8 и поступает в три линейки анализа 10, 11, 12 на входы фильтров 13, 18, 23. Каждый фильтр имеет строго определенную полосу пропускани  частот, низкочастотную, среднечастотную и

5 высокочастотную. Прин тый сигнал проходит все фильтры и поступает на вход подключенных к их выходам схем сравнени  14, 19,24, а на их другой вход поступает сигнал от блока питани  в виде напр жени  опре

0 деленной величины. Основной задачей схемы сравнени  всех линеек анализа  вл етс  определение максимальной амплитуды сигнала на выходе одного из фильтров. Дл  этого на вторые входы всех схем сравнени 

5 подаетс  опорное напр жение и если амплитуда сигнала акустической на выходе фильтра превышает амплитуду опорного напр жени , то результирующий сигнал поступит на вход триггера, подключенного к

0 выходу данной схемы сравнени  и на его пр мом выходе по витс  сигнал логической 1, который поступает на соответствующий управл ющий вход усилител -формировател  5 зондирующего сигнала, где устанав5 ливаетс  (задаетс ) требуемый коэффициент усилени . Кроме того, он поступает также на входы элементов ИЛ И двух других линеек анализа и далее на входы R триггеров этих линеек. При этом триггеры

0 устанавливаютс  в исходное состо ние, т.е. на их пр мых выходах подтверждаетс  или по вл етс  сигнал логического О. Эмит- терные повторители 17, 22, 27 всех линеек анализа в это врем  не работают, т.к. на них

5 и счетчик 9 напр жение от блока питани  29 не поступает. Через определенное врем  генератор сигналов 3 выдает сигнал во временной блок 28, а также на вход эмиттерного повторител  4, на второй вход которого также подаетс  сигнал с выхода временного

блока 28. Временной блок 28 срабатывает и выдает сигнал в блок питани  29. который в свою очередь запитывает все эмиттерные повторители 17, 22, 27 и счетчик 9, а также усилитель-формирователь зондирующего сигнала 5. Сформированный по длительности и частоте сигнал поступает на вход уси- лител -формировател  зондирующего сигнала 5, у которого уже на предыдущем этапе задан коэффициент усилени , где усиливаетс  до заданной величины и поступает в излучающий преобразователь 6, в котором сигнал преобразуетс  в акустический и излучаетс  в сторону приемного преобразовател  (фиг. За). В результате взаимодействи  сигналов акустической эмиссии (фиг. Зв) и излученного зондирующего сигнала последний искажаетс  (фиг. Зс) и поступает на чувствительную площадку приемного преобразовател  7, где преобразуетс  в электрический сигнал. С выхода приемного преобразовател  сигнал поступает в усилитель 8. где усиливаетс  и с его выхода поступает на входы всех фильтров 13, 18, 23 линеек анализа 10,11,12, где выдел етс  из шумов в заданной полосе частот и поступает на входы подключенных к их выходам эмиттерных повторителей 17, 22, 27. Пусть на начальном этапе максимальный сигнал акустической эмиссии был выделен на выхо- дефильтра 13 первой  чейки анализа 10,т.е. сработал триггер 16 и запретил через схемы ИЛИ 20, 25 прием сигнала в других  чейках анализа 11, 12. Поэтому сигнал с выхода фильтра 13 первой  чейки 10 анализа поступает через эмиттерный повторитель 17 в счетчик 9. Следует отметить одну важную особенность - амплитуда акустического зондирующего сигнала не должна превышать амплитуду сигнала акустической эмиссии . Если амплитуды этих сигналов равны или амплитуда сигнала акустической эмиссии больше, то в искаженном в результате взаимодействи  этих сигналов прин том сигнале счетчик 9 считает каждый выброс (пик) в сигнале за отдельный импульс и сумма импульсов прин того сигнала (частота) будет отличатьс  от суммы импульсов (частоты ) излученного сигнала, что позвол ет по их разности судить о величине напр жений в толще земли и по увеличению во времени разности частот определить величину усиливающихс  напр жений в земле, а по изменению спектра частот определ ть врем  начала землетр сени . Таким образом, вс  зафиксированна  информаци  хранитс  в пам ти счетчиков 9 приемопередающих блоков. Затем автоматически или оператор в определенное врем  провод т опрос информации со всех счетчиков 9. При этом на

вычитающий вход счетчика от генератора высокой частоты начинают поступать импульсы , которые проход т через коммутатор . Эти же импульсы поступают также 5 через коммутатор в  чейку индикации, где отображаютс  на индикаторах, и фиксируютс  в регистраторе. По окончании опроса всех счетчиков 9 вы вл ют приемопередающий блок, имеющий максимальную раз- 0 ностьчастот,и таким образом определ етс  предполагаемый эпицентр будущего землетр сени . Величина предполагаемого землетр сени  определ етс  по скорости увеличени  напр жений в толще земли в

5 единицу времени.

Использование предлагаемого устройства позвол ет значительно повысить чувствительность существующих сейсмометров и повысить достоверность прогноза. Одно0 временно по вл етс  возможность заранее выводить людей, домашних животных и технику из опасной зоны, а следовательно. уменьшить ущерб и количество финансовых затрат на ликвидацию последствий земле5 тр сени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  регистрации акустических предвестников землетр сений, содержащее приемный блок, включающий

   0 последовательно соединенные пьезопреоб- разователь, усилитель и канал обработки информации с фильтром и схемой сравнени , а также регистратор, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  достовер5 ности регистрации, в устройство дополнительно введены п-1 приемный блок и п передающих блоков, а также генератор, к которому последовательно подключены коммутатор и  чейка индикации, соединен0 на  с регистратором, в приемный блок дополнительно введены счетчик и два канала обработки информации, включенных параллельно первому, причем каждый канал дополнен триггером. эмиттерным

   5 повторителем и схемой ИЛИ, пр мой выход каждого триггера соединен с первым входом соответствующего эмиттерного повторител  и одним из входов схемы ИЛИ. других каналов, а выход схемы ИЛИ подклю0 чен к R-входу соответствующего ему триггера , выход каждого эмиттерного повторител  подключен к входу счетчика, выход каждого фильтра соединен с вторым входом соответствующего ему эмиттерного повторите5 л , а передающий блок содержит последовательно соединенные генератор сигнала, эмиттерный повторитель, усилитель-формирователь зондирующего сигнала и излучающий преобразователь, а также

   временной блок, включенный между выходом генератора сигнала и вторым входом эмиттерного повторител , пр мые выходы триггеров приемного блока подключены к соответствующим управл ющим входам

   ного блока и вторыми входами схем сравнени  приемного блока включен блок питани , второй выход которого подключен к входам схем ИЛИ, причем, входы - выходы счетчиусилител -формировател  зондирующего 5 ков приемных блоков подключены к комму- сигнала, между входом - выходом времен- татору.

   ного блока и вторыми входами схем сравнени  приемного блока включен блок питани , второй выход которого подключен к входам схем ИЛИ, причем, входы - выходы счетчи