RU2008698C1

RU2008698C1 - Vibration meter

Info

Publication number: RU2008698C1
Authority: RU
Inventors: К.Б. Евдокимов; Л.И. Морозов; А.В. Карлов; В.Л. Снегирев; В.К. Евдокимов
Original assignee: Евдокимов Константин Борисович
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: absolute vibration parameter measurement. SUBSTANCE: meter has four measuring modules each having diaphragm with overhanging suspensions mounted on four sides of upper base and carrying at their ends vibration sensors. Meter also has recording unit of four analyzer modules, coordinate detector unit, and electronic module. EFFECT: improved measurement accuracy. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам измерения (сбора) данных параметров абсолютной вибрации и может найти применение в системах распознавания характера сейсмических волн. The invention relates to technical means for measuring (collecting) data of absolute vibration parameters and may find application in systems for recognizing the nature of seismic waves.

Известно устройство для регистрации абсолютной вибрации в виде скважинного сейсмометра, содержащее цементную трубку, сейсмометр, установленный в полости трубки, коробку с усилителем, патрон, изоляцию, стойку, обсадку. A device for recording absolute vibration in the form of a borehole seismometer containing a cement tube, a seismometer installed in the cavity of the tube, a box with an amplifier, cartridge, insulation, rack, casing.

Это техническое средство не позволяет точно определить характер колебательного возмущения, что снижает область его использования. This technical tool does not allow to accurately determine the nature of the vibrational disturbance, which reduces the scope of its use.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения вибраций, содержащее корпус с основанием и крышкой, оснащенной средствами крепления к корпусу, а в корпусе размещены блок измерения, содержащий датчики вибраций, и блок регистрации. Closest to the invention is a device for measuring vibration, comprising a housing with a base and a cover equipped with means for attaching to the housing, and a measurement unit comprising vibration sensors and a recording unit are placed in the housing.

Это техническое средство позволяет обеспечивать широкий диапазон регистрации абсолютной вибрации. При этом оно может быть использовано при строительстве энергосооружений для снятия различных характеристик вибрационных процессов, происходящих в толще фундамента. This technical tool allows you to provide a wide range of registration of absolute vibration. At the same time, it can be used in the construction of power facilities to remove various characteristics of vibration processes occurring in the thickness of the foundation.

Однако это устройство не может быть использовано в полевых условиях, например, без создания специального опорного фундамента и не позволяет определить характер, свойство сейсмического колебания и произвести точное измерение характера сейсмических возмущений, что снижает область его применения. However, this device cannot be used in the field, for example, without creating a special supporting foundation and does not allow to determine the nature, property of seismic oscillations and to accurately measure the nature of seismic disturbances, which reduces its scope.

Цель изобретения - повышение точности измерения абсолютной вибрации. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring absolute vibration.

Цель достигается тем, что известное устройство для измерения вибраций, содержащее корпус с основанием и крышкой, оснащенной средствами крепления к корпусу, в котором размещены блок измерения, содержащий датчик вибрации, дополнительно снабжено электронным модулем и блоком определения координат, блок измерения включает четыре измерительных модуля, каждый из которых состоит из мембраны, выполненной из тонких профилированных пленок, соединенных в пакеты в виде прямоугольных параллелепипедов, на верхнем основании каждого с четырех сторон установлены консольные подвески, на концах которых закреплены датчики вибраций, а блок регистрации содержит четыре модуля анализатора, при этом первый вход каждого модуля анализатора соединен с выходами датчиков вибраций соответствующего измерительного модуля, а второй вход - с выходом электронного модуля, соединенного с блоком определения координат, а также тем, что консольные подвески выполнены упругими с

-образным и убывающим по логарифмическому закону профилем, причем под верхним изгибом профиля подвески установлены элементы жесткости в виде валика из цветного металла, в центральной части которого выполнено винтовое отверстие, а в верхнем основании подвески выполнена прорезь для установки регулирующего элемента, и тем, что блок определения координат выполнен в виде модуля визирования угловых и азимутальных координат, содержащего подвижный и неподвижный элементы, причем неподвижный элемент выполнен в виде матричного светочувствительного полотна, разделенного на сектора в виде 45^о азимутальной координатной сетки, нанесенной на светочувствительное полотно, и снабженного покрытием из тонкого слоя прозрачного вазелинового масла, а подвижный элемент выполнен из многократно подпружиненной пластины с отверстиями, в которых размещены источники света с линзами таким образом, что их оптические оси перпендикулярны плоскости светочувствительного полотна, и на верхней плоскости подвижного элемента размещена фарфоровая пластина, на которой установлен гироскоп с самописцем.The goal is achieved by the fact that the known device for measuring vibration, comprising a housing with a base and a cover, equipped with means for attaching to the housing, in which a measurement unit containing a vibration sensor is located, is further provided with an electronic module and a coordinate determination unit, the measurement unit includes four measuring modules, each of which consists of a membrane made of thin profiled films connected in packages in the form of rectangular parallelepipeds, on the upper base of each on four sides cantilever suspensions are installed, at the ends of which vibration sensors are fixed, and the registration unit contains four analyzer modules, the first input of each analyzer module being connected to the outputs of the vibration sensors of the corresponding measuring module, and the second input to the output of the electronic module connected to the coordinate determination unit, as well as the fact that the cantilever pendants are made elastic with

-shaped and logarithmic decreasing profile, and under the upper bend of the suspension profile, stiffeners are installed in the form of a non-ferrous metal roller, in the central part of which a screw hole is made, and a slot is made in the upper base of the suspension for mounting the control element, and the unit determination of coordinates is made in the form of a module for sighting angular and azimuthal coordinates, containing movable and fixed elements, and the fixed element is made in the form of a matrix photosensor Nogo webs divided into sectors in a ⁴⁵ ° azimuth grid marked on the photosensitive sheet, and provided with a coating of a thin layer of transparent paraffin oil, and the movable element is formed of multiple spring loaded plate with holes in which light sources are arranged with the lenses thus that their optical axes are perpendicular to the plane of the photosensitive web, and on the upper plane of the movable element there is a porcelain plate on which a gyroscope with a recorder is mounted.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для измерения вибраций; на фиг. 2 - внутренняя часть устройства; на фиг. 3 - поблочная схема модуля анализатора; на фиг. 4 - схема модуля визирования; на фиг. 5 представлена электрическая схема подключения температурного и влажностного модулей, датчиков радиационной обстановки, газовой среды и избыточного давления; на фиг. 6 изображена верхняя часть платформы сканирующего узла модуля визирования; на фиг. 7,8 изображен измерительный модуль; на фиг. 9 - консольная подвеска; на фиг. 10 - контактный штырь. In FIG. 1 shows a general view of a device for measuring vibration; in FIG. 2 - the inside of the device; in FIG. 3 is a block diagram of an analyzer module; in FIG. 4 is a diagram of a sighting module; in FIG. 5 shows an electrical diagram for connecting temperature and humidity modules, sensors for radiation conditions, a gas medium, and overpressure; in FIG. 6 shows the upper part of the platform of the scanning unit of the sight module; in FIG. 7.8 shows a measuring module; in FIG. 9 - cantilever suspension; in FIG. 10 - pin pin.

Устройство для измерения вибраций содержит корпус 1, основание 2, датчик 3 радиационной обстановки, выполненный, например, в виде детектора, датчик 4 газовой среды (в виде газозаборного устройства), датчик избыточного давления, выполненный, например, в виде пьезоэлектрического датчика давления, токосъемник 5,6, паз 7 (для размещения токосъемника), бандаж 8, защелки 9, крышку 10, ручку 11, кабель 12, датчик 13 (3) радиационной обстановки, модуль 14 (4) газовой среды, датчик 15 (5) избыточного давления (в виде усилителя пьезотоков), измерительные модули 16, мембрану 17, модуль 18 анализатора, температурный модуль 19, модуль 20 (влажностный), верхнее основание контактного штыря 21, консольную подвеску 22, датчик 23 вибрации, модуль 24 визирования, температурный и влажностный модуль 25, усилители 26, 27; шифраторы 28, 29, блок 30 запуска-сброса, блок 31 оперативной памяти, блоки 32, 33 сравнения, дешифраторы 34, 35, блок 36 анализа, вход 37, выход 38, выход 39, выход 40, вход 41, источник 42 света, матричное поле 43, ячейки 44 светодиодов, сканирующий узел 45, ячейку 46 сканирующего узла, указатель 47 направления движения сканирующего узла, опорные точки 48 координат, гироскоп 49 с самописцем, ленту 50 самописца, пружины 51, нижнее основание консоли 52, заглушки 53, нижнее основание 54, контактные штыри 55, прижимной элемент 56, верхнее основание 57 (консольной подвески), валик 58. A device for measuring vibration includes a housing 1, a base 2, a radiation environment sensor 3, made, for example, in the form of a detector, a gas medium sensor 4 (in the form of a gas intake device), an overpressure sensor, made, for example, in the form of a piezoelectric pressure sensor, a current collector 5.6, groove 7 (to accommodate the current collector), bandage 8, latches 9, cover 10, handle 11, cable 12, radiation sensor 13 (3), module 14 (4) of the gas environment, gauge 15 (5) of overpressure (in the form of a piezoelectric amplifier), measuring modules 16, membranes Well 17, analyzer module 18, a temperature module 19, module 20 (humidity), the upper base of the contact pin 21, cantilevered suspension 22, vibration sensor 23, the module 24 of sight, temperature and humidity module 25, amplifiers 26, 27; encoders 28, 29, start-reset block 30, RAM block 31, comparison blocks 32, 33, decoders 34, 35, analysis block 36, input 37, output 38, output 39, output 40, input 41, light source 42, matrix field 43, LED cells 44, scanning unit 45, scanning unit cell 46, scanning unit direction indicator 47, coordinate reference points 48, gyroscope 49 with recorder, recorder tape 50, springs 51, lower console base 52, plugs 53, lower base 54, contact pins 55, pressure member 56, upper base 57 (cantilever suspension), roller 58.

Устройство для измерения вибраций работает следующим образом. A device for measuring vibration works as follows.

Для первоначальной установки устройство переносится на место сбора данных с помощью ручки 11. Корпус 1 основанием 2 устанавливается, например, на грунт, затем освобождаются защелки 9 и крышка 10 снимается с бандажа 8. Из ниш корпуса 1 вынимаются измерительные модули 16, освобождаются заглушки 53 и в отверстия измерительных модулей 16 вставляются контактные штыри 55 таким образом, чтобы их нижнее основание 54 имело длину, достаточную для прохождения через отверстия в основании 2 корпуса 1 и углубления в грунте на глубину 25 см до 100 см (для этого в комплекте устройства предусмотрены наборы контактных штырей 55 длиной 35 см до 135 см). For initial installation, the device is transferred to the place of data collection using the handle 11. The housing 1 with the base 2 is installed, for example, on the ground, then the latches 9 are released and the cover 10 is removed from the band 8. The measuring modules 16 are removed from the niches of the housing 1, the plugs 53 and contact pins 55 are inserted into the holes of the measuring modules 16 so that their lower base 54 is long enough to pass through the holes in the base 2 of the housing 1 and deepen in the ground to a depth of 25 cm to 100 cm (for this kTe device provides sets of contact pins 55 a length of 35 cm to 135 cm).

Затем с помощью заглушки 53 верхнее основание контактного штыря 21 плотно прижимается к мембране 17. После этой операции измерительные модули 16 устанавливаются в нишах корпуса 1. При этом контактные штыри 55, проходя через отверстие в корпусе 1, вдавливаются в грунт. Устройство устанавливается на место сбора данных таким образом, чтобы стрелка указателя 47 точно была направлена на север. Then, using the plug 53, the upper base of the contact pin 21 is firmly pressed against the membrane 17. After this operation, the measuring modules 16 are installed in the niches of the housing 1. At the same time, the contact pins 55, passing through the hole in the housing 1, are pressed into the ground. The device is installed at the data collection point so that the arrow of the pointer 47 is exactly facing north.

После завершения установки измерительных модулей 16 производится подключение кабеля 12 к токосъемнику 6. After the installation of the measuring modules 16 is completed, the cable 12 is connected to the current collector 6.

Затем по командам со станции сбора данных производится регламентная проверка работы датчика 3 радиационной обстановки и датчика 13 (радиационной обстановки), датчика 4 (газовой среды) и модуля 14 (газовой среды), датчика 5 (избыточного давления) и датчика 15 (избыточного давления). При этом прохождение сигнала от датчиков 23 к станции сбора данных, а также от модуля 24 производится путем легкого смещения одного из датчиков 23 и узла 45. Проверка работы самописца в гироскопе 49 проверяется непосредственно (визуально), поскольку даже незначительное смещение платформы узла 45 приводит в действие гироскоп 49. В результате этого на ленте 50 от самописца появляется след, на станцию обработки данных начинают поступать сигналы от модуля 24. Then, on instructions from the data collection station, a routine check of the operation of the sensor 3 of the radiation situation and the sensor 13 (radiation situation), sensor 4 (gas environment) and module 14 (gas medium), sensor 5 (overpressure) and sensor 15 (overpressure) is carried out . At the same time, the signal from the sensors 23 to the data collection station, as well as from the module 24, is carried out by slightly shifting one of the sensors 23 and the node 45. The operation of the recorder in the gyroscope 49 is checked directly (visually), since even a slight displacement of the platform of the node 45 results in action of the gyroscope 49. As a result, a trace appears on the tape 50 from the recorder, signals from module 24 begin to arrive at the data processing station.

Завершив проверку работы всех узлов измерительного устройства, производится вдавливание крышки 10 в бандаж 8, а с помощью защелок 9 крышка 10 плотно прижимается к корпусу 1. Having completed the verification of the operation of all nodes of the measuring device, the lid 10 is pressed into the bandage 8, and with the help of latches 9, the lid 10 is pressed tightly against the housing 1.

Затем со станции сбора данных поступает команда на постановку устройства в режим слежения (рабочий режим). Then, a command is sent from the data collection station to put the device in tracking mode (operating mode).

Далее головная волна сейсмического возбуждения, достигнув области размещения устройства, воздействует на его основание 2 и корпус 1. При этом под воздействием приложенных сил твердое тело контактных штырей деформируется, т. е. изменяет свою форму и объем. Next, the head wave of seismic excitation, reaching the device’s location area, acts on its base 2 and body 1. At the same time, the contact pin solid deforms, i.e. changes its shape and volume.

При этом, поскольку твердое тело контактного штыря 55 является упругим, то после прекращения действия приложенной на него силы его корпус стремится возвратиться в исходное состояние. Moreover, since the solid body of the contact pin 55 is elastic, then after the termination of the force exerted on it, its body tends to return to its original state.

Таким образом, колебательная волна, достигнув нижнего основания, вызывает деформацию всего контактного штыря 55. В результате этого колебание достигает верхнего основания 21 контактового штыря 55 и, стекая по его поверхности, воздействует на мембрану 17, вызывая изменение ее конфигурации. В результате этого действия колебательная волна достигает самой консольной подвески 22 и ее нижнего основания 52. При этом колебательная волна перемещается по телу консольной подвески 22, достигает ее верхнего основания 57 и вызывает срабатывание датчика 23, в результате чего с его выхода на вход усилителя 26 начинает поступать определенной формы напряжение. Thus, the vibrational wave, having reached the lower base, causes deformation of the entire contact pin 55. As a result, the vibration reaches the upper base 21 of the contact pin 55 and, flowing down its surface, acts on the membrane 17, causing a change in its configuration. As a result of this action, the vibrational wave reaches the cantilever suspension 22 and its lower base 52. In this case, the vibrational wave moves along the body of the cantilever suspension 22, reaches its upper base 57 and causes the sensor 23 to trigger, as a result of which it starts from the input to the input of the amplifier 26 Receive a certain form of tension.

Одновременно с выхода усилителя 26 снимается командный сигнал, который подается на входы шифратора 28, блока 30 и блока 36. Simultaneously, the output signal of the amplifier 26 is removed command signal, which is fed to the inputs of the encoder 28, block 30 and block 36.

С выхода шифратора 28 сигнал уравнения подается на входы дешифратора 34 и блока 30. Блок 30 производит включение схем шифратора 28 и блока 31 и подает сигнал управления на блок 32. При этом с выхода шифратора 28 через блок 30 на вход блока 31 начинает поступать закодированная группа импульсов. From the output of the encoder 28, the equation signal is fed to the inputs of the decoder 34 and block 30. Block 30 turns on the circuits of the encoder 28 and block 31 and provides a control signal to the block 32. At the same time, the encoded group starts to enter the input of block 31 from the output of the encoder 28 through the block 30 pulses.

Одновременно с выхода шифратора 28 на вход блока 32 поступает аналогичная (той, что поступает на вход блока 31) группа импульсов, которые, например, могут иметь следующий вид: первая пара - 10011 10001, вторая пара - 11011 10101; третья пара - 11101 11001. Эти пары импульсов, например, несут информацию о характере и конфигурации сейсмической волны, о времени поступления колебательной волны на модуль 17 и о силе сейсмического возбуждения. At the same time, from the output of the encoder 28, a similar group of pulses arrives at the input of block 32 (the one that goes to the input of block 31), which, for example, can have the following form: the first pair - 10011 10001, the second pair - 11011 10101; the third pair is 11101 11001. These pairs of pulses, for example, carry information about the nature and configuration of the seismic wave, about the time of arrival of the vibrational wave at module 17 and about the strength of the seismic excitation.

Работа блоков 31, 32, 36 и дешифратора 34 следующая. The operation of blocks 31, 32, 36 and decoder 34 is as follows.

Особенность блока 31 заключается в том, что в ячейках его памяти (в первом разделе) хранятся математические модели известных видов и разновидностей землетрясений региона, где находятся устройство и математические модели классических форм землетрясений. The peculiarity of block 31 is that its memory cells (in the first section) store mathematical models of known types and varieties of earthquakes in the region, where the device and mathematical models of classical forms of earthquakes are located.

Во втором разделе памяти хранятся математические модели известных видов ядерных (и тому подобных) взрывов. The second section of memory contains mathematical models of known types of nuclear (and the like) explosions.

В третьем разделе памяти хранятся математические модели обычных взрывов. The third section of memory contains mathematical models of conventional explosions.

При этом блок 31 оснащен постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ). In this case, the unit 31 is equipped with read-only memory (ROM) and random access memory (RAM).

Основным звеном памяти устройства является ПЗУ. Это позволяет, с одной стороны, считывать только заранее записанную информацию. С другой стороны, ПЗУ используется для генерации кода названных программ-разделов библиотечной памяти, которые постоянно используются при функционировании устройства. При этом информация, записанная на кристаллах, имеет то преимущество, которое позволяет при длительном отключении устройства от системы питания не нарушать содержание ранее записанной информации. При этом в устройстве применена такая структура матрицы, которая позволяет пословную выборку информации из двухкоординатной матрицы с двумя степенями дешифрации. При этом пословное считывание по х осуществляется в процессе сравнения данных, поступивших от датчика 23, а пословное считывание по y - в процессе сравнения данных, полученных от элементов модуля 24. The main memory link of the device is ROM. This allows, on the one hand, to read only pre-recorded information. On the other hand, ROM is used to generate code for the named program sections of the library memory, which are constantly used during the operation of the device. In this case, the information recorded on the crystals has the advantage that allows for a long disconnection of the device from the power system not to violate the content of previously recorded information. Moreover, such a matrix structure is used in the device that allows word-by-word sampling of information from a two-coordinate matrix with two degrees of decryption. In this case, the word-wise reading in x is carried out in the process of comparing the data received from the sensor 23, and the word-wise reading in y is in the process of comparing the data received from the elements of module 24.

Одновременно с ПЗУ в устройстве функционирует ОЗУ. Simultaneously with the ROM in the device operates RAM.

При этом одной из функций ОЗУ блока 31 является запись неопознанных блоками 26 или 28 группы импульсов, поступивших на входы названных блоков и не имеющихся в эталонах памяти ПЗУ блока 31. В этом случае блок 36 дает команду блоку 31 пропустить на его входы неопознанные группы импульсов и произвести их запись в ОЗУ. In this case, one of the functions of the RAM unit 31 is the recording of unidentified units 26 or 28 of the group of pulses received at the inputs of the named blocks and not available in the memory standards of the ROM unit 31. In this case, the unit 36 instructs the unit 31 to skip the unidentified groups of pulses and make their entry in RAM.

Одновременно с одного из свободных выходов блока 36 на вход станции обработки данных поступает сигнал о наличии неопознанной информации в памяти ОЗУ. При этом на каждом из выходов 38, 39 и 40 подключен двойной переключатель. Задача двойного переключателя заключается в том, чтобы пропустить на выход сигнал A или сигнал B в зависимости от того, на какой из выходов подается управляющий сигнал. At the same time, from one of the free outputs of block 36, a signal is received about the presence of unidentified information in the RAM memory at the input of the data processing station. At the same time, a double switch is connected at each of the outputs 38, 39, and 40. The task of the double switch is to pass signal A or signal B to the output, depending on which of the outputs a control signal is supplied.

Станция обработки данных, получив информацию о наличии в ОЗУ неопознанных импульсов, может дать команду на их "транспортировку". The data processing station, having received information about the presence of unidentified pulses in the RAM, can give a command to "transport" them.

При этом используются входы 37 или 41 блока 36. The inputs 37 or 41 of block 36 are used.

Таким образом, особенностью работы блоков 30, 31, 32, 33 и 36 является то, что эти блоки включены в микропроцессорный комплект повышенного быстродействия. Thus, a feature of the operation of blocks 30, 31, 32, 33 and 36 is that these blocks are included in the microprocessor-based set of increased speed.

При этом микропроцессорный комплект позволяет иметь две двухканальные схемы хранения информации, иметь двухканальную схему обработки вновь поступающей информации, иметь двухканальную схему анализатора всей поступающей информации и многоканальную систему обмена информации со станцией обработки данных. At the same time, the microprocessor kit allows you to have two two-channel information storage circuits, have a two-channel scheme for processing newly received information, have a two-channel analyzer circuit for all incoming information and a multi-channel information exchange system with a data processing station.

В измерительном устройстве применены четыре блока 18. Это позволяет с большой надежностью осуществлять слежение за обстановкой на месте сбора данных. Four blocks 18 are used in the measuring device. This allows monitoring the situation at the data collection site with great reliability.

Блок 24 визирования является центральным звеном во всей структуре устройства. Block 24 of the sight is the central link in the entire structure of the device.

Он содержит корпус, в котором сделано углубление для размещения матричного поля 43. Матричное поле 43 состоит из ячеек в виде круга, где в углублениях размещены светочувствительные элементы, например светодиоды 44. It contains a housing in which a recess is made to accommodate the matrix field 43. The matrix field 43 consists of cells in the form of a circle, where photosensitive elements, for example LEDs 44, are placed in the recesses.

На матричном поле 43 нанесены опорные точки 48 координат, которые расположены по динамике сторон света и имеют следующие обозначения на корпусе: север - С, юг - Ю, запад - З, восток - В и промежуточные СВ, СЗ, ЮВ и ЮЗ. Они изображены на фиг. 4 в виде черных кружочков, в самом же устройстве выполнены в виде ячеек и имеющих круглую форму, в которых размещены отражательные элементы, например стеклянные зеркальные линзы. При этом матричное поле 43 с ячейками и опорными точками 48 координат покрыто тонким слоем вазелинового масла, при этом толщина покрытия равна 50 мкм. On the matrix field 43, reference points 48 of the coordinates are plotted, which are located along the dynamics of the cardinal points and have the following designations on the body: north — C, south — south, west — west, east — east, and intermediate NE, northwest, south east, and southwest. They are depicted in FIG. 4 in the form of black circles, in the same device are made in the form of cells and having a circular shape in which reflective elements, for example glass mirror lenses, are placed. In this case, the matrix field 43 with cells and reference points 48 coordinates is covered with a thin layer of liquid paraffin, and the coating thickness is 50 μm.

Сверху матричного поля 43 расположен сканирующий узел 45. Сканирующий узел 45 выполнен в виде платформы, в которой в соответствии с координатной сеткой выполнены отверстия в виде ячеек 46, в центре каждой из которых имеется отверстие для размещения в них источников 42 света. Каждая из ячеек 46 сканирующего узла 45 в нижней своей части закрыта стеклянной линзой, которая устанавливается в отверстие платформы на уровне нижней его поверхности. A scanning unit 45 is located above the matrix field 43. The scanning unit 45 is made in the form of a platform in which, in accordance with the coordinate grid, holes are made in the form of cells 46, in the center of each of which there is an opening for placement of light sources 42 in them. Each of the cells 46 of the scanning unit 45 in its lower part is covered with a glass lens, which is installed in the hole of the platform at the level of its lower surface.

Технологически нижняя часть платформы сканирующего узла 45 имеет идеально отполированную поверхность. При этом предусмотрено, что замена ячеек 45, вышедших из строя, осуществляется сверху платформы путем снятия с последней пластины, которая выполнена из фарфора или адеального пластика. Пластина жестко скреплена с платформой сканирующего узла 45. Technologically, the lower part of the platform of the scanning unit 45 has a perfectly polished surface. It is provided that the replacement of cells 45 that fail is carried out on top of the platform by removing from the last plate, which is made of porcelain or adeal plastic. The plate is rigidly bonded to the platform of the scanning unit 45.

Пластина выполнена таким образом, что ее края выступают над поверхностью платформы. Со всех четырех сторон платформа подпружинена таким образом, чтобы под действием приложенных извне сил она могла бы свободно скользить по поверхности матричного поля 43. The plate is made in such a way that its edges protrude above the surface of the platform. On all four sides, the platform is spring-loaded so that, under the action of externally applied forces, it can slide freely over the surface of the matrix field 43.

Чтобы снизить эффект трения, на поверхность матричного поля 43 наносится тонкий слой вазелинового масла, что позволяет платформе сканирующего узла 45 свободно перемещаться в любом направлении. To reduce the effect of friction, a thin layer of liquid paraffin is applied to the surface of the matrix field 43, which allows the platform of the scanning unit 45 to move freely in any direction.

При этом пружины 51, которыми со всех четырех сторон подпружинена платформа сканирующего узла 45, выполнены таким образом, чтобы обеспечить свободное его перемещение в необходимом направлении. In this case, the springs 51, on which the platform of the scanning unit 45 is spring-loaded on all four sides, are made in such a way as to ensure its free movement in the required direction.

С целью регулировки свободного хода подпружиненной платформы сканирующего узла 45, обеспечения свободного выпрямления и сжатия пружины 51 применено приспособление (на фиг. 3,4,6 не показано). In order to adjust the free travel of the spring-loaded platform of the scanning unit 45, to ensure free straightening and compression of the spring 51, a device was used (not shown in Figs. 3,4,6).

Установка платформы сканирующего узла 45 на матричное поле 43 производится только в заводских условиях, при этом производится регулировка пружины 51 на выпрямление и сжатие. The installation of the platform of the scanning unit 45 on the matrix field 43 is carried out only in the factory, while the spring 51 is adjusted for straightening and compression.

Верхнее основание платформы сканирующего узла 45 выполнено в виде пластины, изготовленной из прочного фарфора. На верхнем ее основании, на плоскости, установлен малогабаритный гироскопический прибор с самописцем. Привод гироскопа не показан, однако приведена схема гироскопа с самописцем. The upper platform base of the scanning unit 45 is made in the form of a plate made of durable porcelain. On its upper base, on a plane, a small-sized gyroscopic device with a recorder is installed. The gyroscope drive is not shown, however, a gyroscope with a recorder is shown.

Кроме того, на верхней плоскости пластины сканирующего узла 45 сделаны бороздки с обозначением основных его направлений. При установке прибора на месте сбора данных стрелка указателя 47 направления ориентируется, например, по компасу на север. Бороздки, выполненные на верхней плоскости фарфоровой пластины, заполнены ярким красящим веществом, которое сверху фиксируется влагоустойчивым лаком. In addition, grooves are made on the upper plane of the plate of the scanning unit 45 with a designation of its main directions. When installing the device at the data collection point, the arrow of the direction indicator 47 is oriented, for example, to the north by compass. The grooves made on the upper plane of the porcelain plate are filled with a bright dye, which is fixed on top with moisture-resistant varnish.

Модуль 24 визирования работает следующим образом. Module 24 of the sight works as follows.

Колебательная волна, достигнув места установки устройства, воздействует на нижнее основание контактных штырей 21 и основание 2. При этом происходят множественные деформации тела контактных штырей 55 и основания 2 устройства. The oscillating wave, reaching the installation location of the device, acts on the lower base of the contact pins 21 and the base 2. In this case, multiple deformations of the body of the contact pins 55 and the base 2 of the device occur.

В результате приложенных сил происходит смещение платформы сканирующего узла 45 в противоположную сторону от причин, вызвавших ее перемещение. В процессе перемещения сканирующего узла 45 относительно матричного поля 43 происходит и смещение источников 42 света относительно опорных точек 48 координат матричного поля 43. При этом световой поток, образованный источником 42 света, воздействует на светочувствительные элементы матричного поля 43, где на выходах светодиодов 44 начинают выделяться напряжения, которые поступают на входы 23 усилителя 27. As a result of the applied forces, the platform of the scanning unit 45 is displaced in the opposite direction from the reasons that caused its movement. In the process of moving the scanning unit 45 relative to the matrix field 43, the light sources 42 also shift relative to the reference points 48 of the coordinates of the matrix field 43. In this case, the light flux generated by the light source 42 acts on the photosensitive elements of the matrix field 43, where the outputs of the LEDs 44 begin to stand out the voltage that is supplied to the inputs 23 of the amplifier 27.

Любое перемещение платформы сканирующего узла 45 приводит в действие гироскоп 49. При этом, поскольку записывающее перо, закрепленное на карданном кольце гироскопа 49, - двумя степенями свободы, одна из которых ограничена пружинами, то на движущейся ленте 50 записываются изменения во времени угловых изменений платформы сканирующего узла 45. Any movement of the platform of the scanning unit 45 activates the gyroscope 49. Moreover, since the recording pen mounted on the cardan ring of the gyroscope 49 has two degrees of freedom, one of which is limited by springs, the time changes of the angular changes of the scanning platform are recorded on the moving tape 50 node 45.

Конструктивное выполнение в данном описании не приводится. Гироскоп 49 с двумя степенями свободы, несущий на своем наружном кольце записывающее перо (см. фиг. 6), остается в стабильном пространстве. Поэтому бумажная лента 50, находящаяся в кассете, которая жестко закреплена в корпусе прибора, при колебаниях платформы сканирующего узла 45, на которой установлен гироскопический самописец, совершает непрерывное перемещение. Именно эти перемещения и фиксируются на ленте 50 в виде кривой изменения во времени угловых скоростей платформы сканирующего узла 45. С целью изменения масштаба записи в приборе предусмотрен механизм перемены передаточного числа между валом мотор-генератора и приводом ленты 50 в кассете самописца. Constructive implementation in this description is not given. A gyroscope 49 with two degrees of freedom, carrying a recording pen on its outer ring (see Fig. 6), remains in a stable space. Therefore, the paper tape 50 located in the cassette, which is rigidly fixed in the housing of the device, oscillates continuously during scanning of the platform of the scanning unit 45, on which the gyroscopic recorder is mounted. It is these movements that are recorded on the tape 50 in the form of a time-varying curve of the angular velocities of the platform of the scanning unit 45. In order to change the recording scale, the device provides a mechanism for changing the gear ratio between the motor generator shaft and the tape drive 50 in the recorder cassette.

Генератор вырабатывает одновременно переменный высокочастотный электрический ток для питания двигателя, приводящего во вращение ротор гироскопа 50. The generator generates at the same time an alternating high-frequency electric current to power the engine, which rotates the gyroscope 50 rotor.

Таким образом записи, полученные с помощью гироскопического самописца, позволяют подробно изучать влияние самых разнообразных факторов на общую динамику работы измерительных устройств. Практика показывает, что внедрение гироскопа в сейсморазведку обусловлено необходимостью контроля за состоянием процессов, происходящих в различных точках земной поверхности. Thus, the recordings obtained using a gyroscopic recorder allow us to study in detail the influence of a wide variety of factors on the overall dynamics of the measurement devices. Practice shows that the introduction of a gyroscope in seismic exploration is due to the need to monitor the state of processes occurring at various points on the earth's surface.

Вместе с тем, получение множественных характеристик в различных регионах позволит получить более объективную картину постоянных даже самых малых перемещений земной поверхности, что и позволит наряду с другими видами измерений составить прогноз временной возможности повторения сейсмических волнений. At the same time, obtaining multiple characteristics in different regions will make it possible to obtain a more objective picture of constant even the smallest displacements of the earth's surface, which, along with other types of measurements, will make it possible to make a forecast of the temporal possibility of repetition of seismic waves.

Сигналы, генерируемые элементами схемы модуля 24 визирования, поступающие на входы усилителя 27, отличаются от сигналов, генерируемых элементами схемы измерительного модуля 16, которые поступают на входы усилителя 26. The signals generated by the circuit elements of the module 24 of the sight, arriving at the inputs of the amplifier 27, differ from the signals generated by the circuit elements of the measuring module 16, which are fed to the inputs of the amplifier 26.

Это отличие заключается в следующем. Датчики 23 вибрации, входящие в состав измерительного модуля 16, генерируют сигналы с четырьмя ярко отличными и выраженными гармониками. Это объясняется тем, что в процессе настройки измерительного модуля 16 каждый датчик 23 вибрации настраивается на соответствующую частоту. Настройка работы системы мембраны 17 - консольная подвеска 28 - датчик 23 вибрации осуществляется путем изменения жесткости верхнего основания 57. Эта операция выполняется регулировкой прижимного элемента 55, 56, т. е. путем большего или меньшего прижатия валика 58 к верхнему изгибу консольной подвески 22, прижимаемого элементом 55, 56. This difference is as follows. The vibration sensors 23 included in the measuring module 16 generate signals with four distinctly distinct and pronounced harmonics. This is because in the process of tuning the measuring module 16, each vibration sensor 23 is tuned to the corresponding frequency. Setting the operation of the membrane system 17 - cantilever suspension 28 - vibration sensor 23 is carried out by changing the rigidity of the upper base 57. This operation is performed by adjusting the clamping element 55, 56, that is, by more or less pressing the roller 58 to the upper bend of the cantilever suspension 22, pressed element 55, 56.

Настройка измерительных модулей 16 производится в заводских условиях и после ее окончания прижимной элемент 55, 56 фиксируется, например, мастикой или клеем. The setting of the measuring modules 16 is carried out in the factory and after its completion, the clamping element 55, 56 is fixed, for example, with mastic or glue.

Всего на входы всех измерительных модулей 16 подается 16 различных сигналов от датчиков 23 вибрации. При этом каждый сигнал несет информацию об одном событии, но каждый из 16 датчиков сообщает об этом событии по-своему. In total, 16 different signals from vibration sensors 23 are supplied to the inputs of all measuring modules 16. Moreover, each signal carries information about one event, but each of the 16 sensors reports this event in its own way.

Если предположить, что на одном квадратном километре будет устанавливаться около четырех измерительных устройств, то это позволит получить полную картину процессов, происходящих на месте сбора данных. Особенностью компановки подобного рода устройств является то, что измерительные модули 16 измерительных устройств калибруются одинаково, т. е. первый модуль 16 первого устройства калибруется на основе этих же параметров, что и первый модуль 16 второго измерительного устройства и т. д. If we assume that about four measuring devices will be installed on one square kilometer, then this will provide a complete picture of the processes occurring at the data collection site. A feature of the arrangement of such devices is that the measuring modules 16 of the measuring devices are calibrated in the same way, i.e., the first module 16 of the first device is calibrated based on the same parameters as the first module 16 of the second measuring device, etc.

Это позволяет получить точную картину прохождения сейсмической волны на различных участках местности, имеющих различное строение. Однако информация об этом поступит на измерительное устройство, измерительные модули устройств, имеющие одинаковый калибровочный режим настройки как по частотным, так и по амплитудным характеристикам. This allows you to get an accurate picture of the passage of the seismic wave in different parts of the terrain having a different structure. However, information about this will go to the measuring device, the measuring modules of the devices having the same calibration mode settings for both frequency and amplitude characteristics.

В противоположность этому сигналы, снимаемые с выхода узла 45 сканирования, представляют собой весьма пестрое гармоническое сочетание. Это происходит в силу того, что каждая ячейка матричного поля 43 способна выдать информации только ей присущие, при этом при каждом движении узла 45 происходит все новое и новое сочетание групп ячеек 44 светодиодов. In contrast, the signals taken from the output of the scanning unit 45 are a very motley harmonic combination. This is due to the fact that each cell of the matrix field 43 is capable of giving out information inherent only to it, and with each movement of the node 45, a new and new combination of groups of LED cells 44 occurs.

Каждая ячейка 44 имеет только ей присущий вид и свой порядковый номер. Each cell 44 has only its inherent appearance and its own serial number.

Известно, что вопросы прогнозирования землетрясений представляют известную проблему. Поэтому измерительное устройство и, в частности, сканирующий узел 45 должен явиться опорной точкой в накоплении информационных данных о характере землетрясений, а в последующем - при накоплении информации в ПЗУ блока 31. Устройство, анализируя вновь поступающую информацию, сравнивает ее с носителем библиотечной памяти устройства с целью выдачи на одном из выходов блока 36 предупреждения о надвигающейся колебательной буре. Earthquake prediction issues are known to pose a known problem. Therefore, the measuring device and, in particular, the scanning unit 45 should be a reference point in the accumulation of information about the nature of the earthquakes, and subsequently, when the information is accumulated in the ROM of unit 31. The device, analyzing the newly received information, compares it with the device’s library memory with the purpose of issuing at one of the outputs of block 36 warnings of an impending oscillatory storm.

Датчик 3 и модуль 13 работают следующим образом. Sensor 3 and module 13 operate as follows.

Под воздействием ионизирующих излучений в датчиках 3 радиационной обстановки, выполненных в виде газоразрядных счетчиков и расположенных в корпусе 1, возникает кратковременный газовый разряд, который поступает на вход модуля 13 радиационной обстановки, выполненный, например, в виде усилителя-нормализатора импульсов, ждущего релаксационного генератора, построенного на двух тиратронах, для повышения чувствительности входа нормализатора в схему включен конденсатор, при этом к выходу исходной схемы подключен усилитель мощности, к одному из выходов которого подключено и дополнительное устройство, способное инфицировать акустическую и визуальную информацию, второй выход усилителя мощности соединен с токосъемником 6, выход которого подключен к кабелю 12, соединенному с входами станции обработки данных, которая и ведет обработку всей поступающей информации. При этом, если на месте сбора данных возникает повышенный уровень радиационного фона, то в этом случае с выхода станции сбора данных может быть подана команда предупреждения об опасности. Under the influence of ionizing radiation in the sensors 3 of the radiation environment, made in the form of discharge counters and located in the housing 1, there is a short-term gas discharge, which is fed to the input of the module 13 of the radiation environment, made, for example, in the form of an amplifier-pulse normalizer, waiting for a relaxation generator, built on two thyratrons, to increase the sensitivity of the input of the normalizer, a capacitor is included in the circuit, while a power amplifier is connected to the output of the original circuit, to one and From the outputs of which an additional device capable of infecting acoustic and visual information is connected, the second output of the power amplifier is connected to a current collector 6, the output of which is connected to a cable 12 connected to the inputs of the data processing station, which processes all incoming information. Moreover, if an increased level of background radiation occurs at the data collection site, then in this case a hazard warning command may be issued from the output of the data collection station.

Сигнал через кабель 12 и токосъемник 6 поступает на один из двух входов модуля 13, и на выходе устройства начнет выделяться сигнал, который приводит в действие информационную систему модуля 13, а с выхода будут сниматься визуальные и звуковые сигналы, которые хорошо видны и слышны на расстоянии 100-150 м. The signal through the cable 12 and the current collector 6 is fed to one of the two inputs of the module 13, and a signal will be released at the output of the device, which drives the information system of the module 13, and visual and audio signals that are clearly visible and heard at a distance will be taken from the output 100-150 m.

Датчик 4 и модуль 14 содержат сигнализатор концентраций, выполняющий функции контроля и автоматической сигнализации о наличии в воздухе горючих газов, паров и их смесей. Датчик прибора расположен вместе с датчиком сигнализатора, предназначенным для автоматического контроля на местности, где возможно выделение горючих газов и паров метана, пропана, бутана, гексана и их сочетаний. Выходы датчиков названных приборов соединены с модулем 14 (газоанализатором окружающей среды), содержащим два операционных усилителя, соединенных с двухканальным усилителем мощности, выход которого соединен с токосъемником 6, выход которого подключен к кабелю 12, соединенному с преобразователями сигналов. The sensor 4 and module 14 contain a concentration detector that performs monitoring and automatic signaling of the presence of combustible gases, vapors and mixtures in the air. The sensor of the device is located together with the sensor of the signaling device, designed for automatic monitoring on the ground, where it is possible to emit flammable gases and vapors of methane, propane, butane, hexane and their combinations. The outputs of the sensors of these devices are connected to a module 14 (environmental gas analyzer) containing two operational amplifiers connected to a two-channel power amplifier, the output of which is connected to a current collector 6, the output of which is connected to a cable 12 connected to the signal converters.

Температурный 19 и влажностный 20 модули представляют одну из основных частей измерительного устройства. Это определяется тем, что температура ее колебания и устойчивое состояние в сочетании с резкими патологическими изменениями могут быть предвестниками надвигающихся земных бурь. Temperature 19 and humidity 20 modules represent one of the main parts of the measuring device. This is determined by the fact that the temperature of its fluctuations and steady state in combination with sharp pathological changes can be harbingers of impending earthly storms.

Вместе с тем, немаловажное значение в прогнозировании земных колебательных процессов имеет колебательное и относительное состояние параметра влажности. At the same time, the vibrational and relative state of the humidity parameter is of great importance in predicting terrestrial oscillatory processes.

Кроме того, в устройстве впервые использована и реализована методика сопоставления анализа основных моделей-эталонов известных землетрясений, ядерных и простых взрывов с конкретными показателями, получаемыми на месте сбора данных. (56) Сейсморазведка. Справочник геофизика. Под ред. Гурвича И. М. М. : Недра, 1981, с. 151-152. In addition, the device was first used and implemented to compare the analysis of the main reference models of known earthquakes, nuclear and simple explosions with specific indicators obtained at the data collection site. (56) Seismic exploration. Handbook of geophysics. Ed. Gurvich I.M.M .: Nedra, 1981, p. 151-152.

Приспособление для установки приборов в основании энергосооружений/Госстрой СССР, ЦНИИ строительных конструкций им. В. А. Кучеренко, 1979, лист 1 и 2 3507.00.000. СБ. Device for installing devices at the base of power facilities / Gosstroy of the USSR, Central Research Institute of building structures named after V.A. Kucherenko, 1979, sheet 1 and 2 3507.00.000. Sat

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING VIBRATIONS, comprising a housing with a base and a cover equipped with means for attaching to the housing, in which a measuring unit containing a vibration sensor and a recording unit are located, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, it is additionally equipped with an electronic module and a coordinate determination unit, the measurement unit includes four measuring modules, each of which consists of a membrane made of thin profiled films connected in packages in the form of a rectangular parallelepiped s, on the upper base of each of the four sides, cantilever suspensions are installed, at the ends of which vibration sensors are fixed, and the recording unit contains four analyzer modules, the first input of each analyzer module being connected to the outputs of the vibration sensors of the corresponding measuring module, and the second input to the output an electronic module connected to the coordinate determination unit.

2. The device according to p. 1, characterized in that the cantilever suspension

-shaped with a logarithmic decreasing profile, and under the upper bend of the suspension profile, stiffeners are installed in the form of a non-ferrous metal roller, in the central part of which a screw hole is made, and a slot is made in the upper base of the suspension for mounting the regulating element.

3. The device according to p. 1, characterized in that the coordinate determination unit is made in the form of a module for viewing angular and azimuthal coordinates, containing movable and fixed elements, while the fixed element is made in the form of a matrix photosensitive web, divided into sectors in the form of 45 ^o azimuthal coordinate grid deposited on a photosensitive canvas, and provided with a coating of a thin layer of transparent liquid paraffin, and the movable element is made of a multiple spring plate with holes in which s has light sources with lenses so that their optical axes are perpendicular to the plane of the photosensitive web, and on the upper surface of the movable member is placed a porcelain plate, on which the gyroscope to a recorder.