RU179738U1

RU179738U1 - SEISMOGRAPH

Info

Publication number: RU179738U1
Application number: RU2017144374U
Authority: RU
Inventors: Роман Владимирович Черёмухин; Александр Вячеславович Андрианов
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-05-23

Abstract

В полезной модели решается задача повышения достоверности и удобства регистрации сейсмических колебаний. Для этого в сейсмограф введены: пороговое устройство 14, устройство счета 13 и светозвуковой датчик 15. На пороговом устройстве 14 задают нужную амплитуду выше значения фона. Сигнал приходит на выходное устройство 12 и попадает в устройство счета 13, которое, в свою очередь, уже приняло информацию с порогового устройства 14 о заданной амплитуде. Устройство счета 13 получает сигнал и подает импульс на светозвуковую сигнализацию, а также отправляет информацию о сигнале в постоянное запоминающее устройство 12. Технический результат – повышение достоверности и удобства регистрации сейсмических колебаний. 1 ил.The utility model solves the problem of increasing the reliability and convenience of recording seismic vibrations. For this, the seismograph includes: a threshold device 14, a counting device 13, and a light and sound sensor 15. On the threshold device 14, the desired amplitude is set above the background value. The signal arrives at the output device 12 and enters the account device 13, which, in turn, has already received information from the threshold device 14 about a given amplitude. The device of the account 13 receives a signal and sends a pulse to a light-sound alarm, and also sends information about the signal to a permanent storage device 12. The technical result is an increase in the reliability and convenience of recording seismic vibrations. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к геофизическому приборостроению, а именно к сейсмометрии, и может быть использована в сейсмической разведке месторождений полезных ископаемых, в сейсмических группах для регистрации землетрясений, подземных ядерных и химических взрывов, а так же в сейсмических системах охраны.The utility model relates to geophysical instrumentation, namely to seismometry, and can be used in seismic exploration of mineral deposits, in seismic groups for recording earthquakes, underground nuclear and chemical explosions, as well as in seismic protection systems.

Известно оптоволоконное устройство регистрации линейных перемещений, содержащее датчик, включающий герметичный корпус, инерционную массу с системой подвеса, подвешенную к корпусу, магнитную демпфирующую систему, прикрепленную к инерционной массе, зеркальную отражающую поверхность, установленную на инерционной массе и узел крепления волоконного кабеля, а также волоконный кабель, соединяющий датчик с базовой станцией, и базовую станцию, включающую модуль формирования, обработки и регистрации сигналов (Патент RU 2349934, МПК G01V 1/16, приоритет: 08.08.2007, аналог).A fiber-optic device for detecting linear displacements is known, comprising a sensor including a sealed housing, an inertial mass with a suspension system suspended from the housing, a magnetic damping system attached to the inertial mass, a mirror reflective surface mounted on the inertial mass, and a fiber cable attachment unit, as well as a fiber a cable connecting the sensor to the base station, and the base station, including the module for the formation, processing and registration of signals (Patent RU 2349934, IPC G01V 1/16, priority 08.08.2007, analogue).

Недостатком аналога является невысокая точность регистрации сейсмических колебаний в результате невозможности динамического контроля изменения нулевого положения инерционной массы ^дрейф нуля) под влиянием на аппаратуру сейсмографа внешних воздействий (изменение температуры, влажности, давления), изменения его электрических и магнитных параметров и конструктивных изменений, заключающихся в старении элементов конструкции (аппаратурный уход нуля).The disadvantage of the analogue is the low accuracy of recording seismic oscillations as a result of the impossibility of dynamic monitoring of changes in the zero position of the inertial mass (zero drift) under the influence of external influences on the seismograph equipment (changes in temperature, humidity, pressure), changes in its electrical and magnetic parameters, and structural changes consisting in aging of structural elements (hardware zero).

Наиболее близким по технической сущности является сейсмограф, содержащий герметичный корпус, инерционную массу с системой подвеса, подвешенную к корпусу, магнитную демпфирующую систему, прикрепленную к инерционной массе, двойную зеркальную отражающую поверхность, установленную на инерционной массе, лазерный микрометр, соединенный с выходным устройством и укрепленный на корпусе так, что его продольная ось направлена на двойную отражающую поверхность перпендикулярно ей, блок контроля нулевого положения инерционной массы сейсмографа, второй лазерный микрометр, укрепленный на корпусе так, что его продольная ось направлена на двойную отражающую поверхность перпендикулярно ей, причем выход первого лазерного микрометра соединен с первым входом блока контроля нулевого положения инерционной массы сейсмографа и одним из входов выходного устройства, а выход второго лазерного микрометра соединен со вторым входом блоком контроля нулевого положения инерционной массы сейсмографа, выход которого соединен с другим входом выходного устройства, а выходное устройство и блок времени соединены с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), снабженным блоком синхронизации лазерных микрометров, вход которого соединен с выходом блока времени, а выходы соединены со входами лазерных микрометров.(Патент РФ 2592752, 2016 г.)The closest in technical essence is a seismograph containing a sealed enclosure, an inertial mass with a suspension system suspended from the housing, a magnetic damping system attached to the inertial mass, a double mirror reflective surface mounted on the inertial mass, a laser micrometer connected to the output device and mounted on the body so that its longitudinal axis is directed to the double reflecting surface perpendicular to it, the control unit of the zero position of the inertial mass of the seismograph, the second laser micrometer mounted on the housing so that its longitudinal axis is directed to the double reflecting surface perpendicular to it, and the output of the first laser micrometer is connected to the first input of the unit for monitoring the zero position of the inertial mass of the seismograph and one of the inputs of the output device, and the output of the second laser micrometer is connected with the second input of the unit for monitoring the zero position of the inertial mass of the seismograph, the output of which is connected to another input of the output device, and the output device and the unit tim connected to the read-only memory (ROM), provided with block synchronization laser micrometer having an input connected to the output unit time, and outputs connected to the inputs of laser micrometers. (Russian Federation Patent 2592752, 2016 YG)

Недостатком прототипа является низкая достоверность и оперативность регистрации сейсмических сигналов в лабораториях специального контроля.The disadvantage of the prototype is the low reliability and efficiency of registration of seismic signals in laboratories of special control.

Задачей полезной модели является повышение достоверности и удобства регистрации сейсмических колебаний.The objective of the utility model is to increase the reliability and convenience of recording seismic vibrations.

Сущность полезной модели заключается в том, что известный сейсмограф, содержащий герметичный корпус, инерционную массу с системой подвеса, подвешенную к корпусу, магнитную демпфирующую систему, прикрепленную к инерционной массе, двойную отражающую поверхность, закрепленную на инерционной массе, лазерный микрометр, соединенный с выходным устройством и укрепленный на корпусе, блок контроля нулевого положения инерционной массы сейсмографа, второй лазерный микрометр, укрепленный на корпусе, причем выход первого лазерною микрометра соединен с первым входом блока контроля нулевого положения инерционной массы сейсмографа и одним из входов выходного устройства, а выход второго лазерного микрометра соединен со вторым входом блока контроля нулевою положения инерционной массы сейсмографа, выход которого соединен с другим входом выходного устройства, а выходное устройство и блок времени соединены с постоянным запоминающим устройством, дополнительно введено устройство счета, пороговое устройство и светозвуковой датчик, причем вход устройства счета соединен с пороговым устройством и выходным устройством, а выход его соединен с постоянным запоминающим устройством и светозвуковым датчиком.The essence of the utility model is that the known seismograph containing a sealed enclosure, an inertial mass with a suspension system suspended from the housing, a magnetic damping system attached to the inertial mass, a double reflective surface mounted on the inertial mass, a laser micrometer connected to the output device and mounted on the body, the control unit of the zero position of the inertial mass of the seismograph, a second laser micrometer mounted on the body, and the output of the first laser micrometer is connected is connected to the first input of the unit for monitoring the zero position of the inertial mass of the seismograph and one of the inputs of the output device, and the output of the second laser micrometer is connected to the second input of the unit for controlling the zero position of the inertial mass of the seismograph, the output of which is connected to the other input of the output device, and the output device and time unit connected to a read-only memory, an additional metering device, a threshold device and a light-sound sensor are additionally introduced, the input of the metering device being connected to a threshold device a device and an output device, and its output is connected to a read-only memory device and a light-sound sensor.

Новизна полезной модели состоит в том, что в сейсмограф введена светозвуковая сигнализация, состоящая из порогового устройства, устройства счета и светозвуковой датчик. Это обеспечивает повышение достоверности, оперативности и удобства регистрации сейсмических колебаний.The novelty of the utility model is that a light-sound alarm system consisting of a threshold device, a counting device, and a light-sound sensor is introduced into the seismograph. This provides increased reliability, speed and ease of registration of seismic vibrations.

На фигуре представлен вариант вертикального сейсмографа предлагаемого устройства.The figure shows a variant of the vertical seismograph of the proposed device.

Сейсмограф состоит из герметичного корпуса 1, системы подвеса 2 инерционной массы 3, на которой с помощью надежно закрепленной металлической рамки жестко установлена двойная зеркальная отражающая поверхность 4, магнитной демпфирующей системы 5, которая прикреплена к инерционной массе 3, лазерных микрометров 6 и 7, противоположно закрепленных на герметичном корпусе 1 перпендикулярно двойной зеркальной отражающей поверхности 4, блока контроля нулевою положения инерционной массы 8, соединенного с лазерными микрометрами 6 и 7, выходного устройства 9, соединенного с блоком контроля нулевого положения инерционной массы 8, и выходом первого лазерного микрометра 6, блока синхронизации 10, соединенного с лазерными микрометрами 6 и 7, блока времени 11, соединенного с блоком синхронизации 10, постоянного запоминающего устройства 12, соединенного с блоком времени 11 и выходным устройством 9, устройства счета 13, соединенного с постоянным запоминающим устройством 12 и выходным устройством 9, порогового устройства 14, соединенного с устройством счета 13, светозвуковою датчика 15, соединенного с устройством счета 13.A seismograph consists of a sealed enclosure 1, a suspension system 2 of an inertial mass 3, on which a double mirror reflecting surface 4, a magnetic damping system 5, which is attached to an inertial mass 3, and laser micrometers 6 and 7, which are oppositely mounted, are rigidly mounted using a securely mounted metal frame on an airtight housing 1 perpendicular to the double mirror reflecting surface 4, the unit for controlling the zero position of the inertial mass 8 connected to the laser micrometers 6 and 7, the output device TWA 9, connected to the inertial mass zero position control unit 8, and the output of the first laser micrometer 6, the synchronization unit 10 connected to the laser micrometers 6 and 7, the time unit 11 connected to the synchronization unit 10, read-only memory 12 connected to the unit time 11 and the output device 9, the account device 13 connected to the read-only memory device 12 and the output device 9, the threshold device 14 connected to the account device 13, the light-sound sensor 15 connected to the device Account 13.

Устройство функционирует следующим образом:The device operates as follows:

В режиме покоя с помощью систем подвеса и демпфирования при калибровке устанавливается нулевое положение инерционной массы сейсмографа, при этом определяются нулевые дальности d₀₁ и d₀₂ от лазерных микрометров до двойной зеркальной отражающей поверхности. В зависимости от конструктивных особенностей сейсмографа и требуемой точности калибровки эти дальности могут быть равными или нет. В любом случае в блоке контроля нулевого положения инерционной массы 8 в этом режиме формируется начальное эталонное значение нулевого положения в виде разности Δ₀=d₀₁-d₀₂. В частном случае это значение может быть сведено к нулю, в общем случае - к некоторому требуемому значению Δ_0тр с соответствующим знаком.In the standby mode, using the suspension and damping systems during calibration, the zero position of the inertial mass of the seismograph is established, and zero distances d ₀₁ and d ₀₂ from laser micrometers to the double mirror reflective surface are determined. Depending on the design features of the seismograph and the required calibration accuracy, these ranges can be equal or not. In any case, in the control unit of the zero position of the inertial mass 8 in this mode, the initial reference value of the zero position is formed in the form of the difference Δ ₀ = d ₀₁ -d ₀₂ . In the particular case, this value can be reduced to zero, in the general case, to a certain required value Δ _0tr with the corresponding sign.

Значение Δ₀ запоминается в блоке контроля нулевого положения инерционной массы 8 для динамического отслеживания изменения этого положения.The value Δ _{0 is} stored in the control unit of the zero position of the inertial mass 8 for dynamically tracking changes in this position.

В процессе регистрации сигналов энергии сейсмических колебаний приводит в движение герметичный корпус 1 сейсмографа относительно инерционной массы 3; лазерные микрометры 6 и 7 с заданной частотой дискретизации одновременно излучают лазерные лучи, которые отражаются от двойней зеркальной отражающей поверхности 4 и возвращаются обратно. Выходные противофазные сигналы лазерных микрометров 6 и 7 поступают в блок контроля нулевого положения инерционной массы 8, где производится их алгебраическое суммирование и определение реального значения разности Δ_р. Таким образом, выходной сигнал блока контроля нулевого положения инерционной массы 8 формируется как цифровой код разности 5 между инерционной массы. Этот сигнал и выходной сигнал с лазерного микрометра 6 подаются на выходное устройство 9, с выхода которого сигнал поступает на вход постоянного запоминающего устройства 12. Одновременно на другой вход постоянною запоминающею устройства 12 поступает сигнал времени в виде цифрового кода, который формируется в блоке времени 11. Выходное устройство 9 производит компенсацию «ухода нуля» сейсмографа путем алгебраического сложения цифрового кода выходного сигнала блока контроля нулевого положения 8 инерционной массы 3 и цифрового кода выходного сигнала лазерного микрометра 6. При поступлении очередных отчетов дальностей в блок контроля 8 от лазерных микрометров процедура динамического контроля и компенсации отклонения инертной массы от нулевого положения повторяется.In the process of recording energy signals of seismic vibrations, the sealed housing 1 of the seismograph is set in motion relative to the inertial mass 3; laser micrometers 6 and 7 with a given sampling frequency simultaneously emit laser beams that are reflected from the double mirror reflective surface 4 and come back. The output antiphase signals of the laser micrometers 6 and 7 go to the control unit for the zero position of the inertial mass 8, where they are algebraically summed and the real difference Δ _{p is} determined. Thus, the output signal of the control unit of the zero position of the inertial mass 8 is formed as a digital code of the difference 5 between the inertial mass. This signal and the output signal from the laser micrometer 6 are supplied to the output device 9, from the output of which the signal is fed to the input of the read-only memory 12. At the same time, the time signal in the form of a digital code is generated at the other input of the read-only memory 12, which is generated in the time block 11. The output device 9 compensates for the “departure of zero” of the seismograph by algebraically adding the digital code of the output signal of the control unit for the zero position 8 of the inertial mass 3 and the digital code of the output signal laser micrometer 6. When a regular distances of reports in the control unit 8 of laser micrometers procedure dynamic control and compensation of the inertial mass deviation from the zero position is repeated.

Таким образом, в блоке контроля нулевою положения 8 инерционной массы 3 первоначально определяется и устанавливается эталонное значение нулевого положения Δ₀, соответствующее истинному нулевому положению инертной массы, производится динамическое вычисление реальною «ухода нуля» в виде разности Δ_р дальностей d₁ и d₂ от лазерных микрометров 6 и 7 до соответствующей им двойной зеркальной отражающей поверхности 4, ее запоминание в виде цифрового кода и определения «ухода нуля» инертной массы в виде цифрового кода величины δ.Thus, in the block of control of the zero position 8 of the inertial mass 3, the reference value of the zero position Δ ₀ corresponding to the true zero position of the inertial mass is initially determined and set, dynamic calculation of the real "zero" in the form of the difference Δ _{p of the} distances d ₁ and d ₂ from laser micrometers 6 and 7 to the corresponding double mirror reflecting surface 4, storing it in the form of a digital code and determining the “departure of zero” of the inertial mass in the form of a digital code of magnitude δ.

В выходном блоке производится динамическая коррекция сигнала, зарегистрированного лазерным микрометром 6, путем компенсации аппаратурного «ухода нуля» в виде алгебраического сложения этого сигнала и значения δ отклонения инертной массы от ее нулевого положения.In the output unit, the dynamic correction of the signal recorded by the laser micrometer 6 is performed by compensating for the hardware “zero” in the form of the algebraic addition of this signal and the value of δ of the inertial mass deviation from its zero position.

Полезными техническими эффектами светозвуковой сигнализации является практичность регистрации сейсмических колебаний за счет светозвукового уведомления о зарегистрированном полезном сигнале и запоминании количества этих полезных сигналов в постоянном запоминающем устройстве 12, что способствует снижению возможности допустить ошибки в их подсчете.Useful technical effects of light-sound signaling is the practicality of registering seismic vibrations due to light-sound notification of a registered useful signal and storing the number of these useful signals in read-only memory 12, which helps reduce the possibility of errors in their calculation.

Claims

A seismograph comprising a sealed housing, an inertial mass with a suspension system suspended from the housing, a magnetic damping system attached to the inertial mass, a double reflective surface mounted on the inertial mass, a laser micrometer connected to the output device and mounted on the housing, the zero position control unit the inertial mass of the seismograph, a second laser micrometer mounted on the housing, and the output of the first laser micrometer is connected to the first input of the zero position control unit in the mass of the seismograph and one of the inputs of the output device, and the output of the second laser micrometer is connected to the second input of the unit for monitoring the zero position of the inertial mass of the seismograph, the output of which is connected to the other input of the output device, and the output device and the time unit are connected to read-only memory that is equipped with a counting device, a threshold device and a light-sound sensor, and the input of the counting device is connected to a threshold device and an output device, and its output connected to read-only memory and a light-sound sensor.