SU1589232A1 - Способ сбора сейсмической информации и система дл сбора сейсмической информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сейсмометрии и может быть применено в системах сбора информации в труднодоступных районах. Цель изобретени  - повышение эффективности использовани  каналов св зи, снижение электропотреблени  сейсмостанций (СС) системы путем работы системы в режиме непрерывной передачи сообщений всех СС при обнаружении опасного сигнала хот  бы на одной из СС и работы системы в ждущем режиме при его отсутствии на всех СС. Передача сообщений СС с временным разделением каналов в общую линию св зи синхронизируетс  передаваемыми сообщени ми любой другой СС. Система содержит устройство обработки, СС, кажда  из которых имеет сейсмоприемник, пороговое устройство, кодеры информации и номера станции, декодеры информации и номера станции, элементы задержки, хронизатор, коммутатор, приемник и передатчик. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к сейсмометрии и может быть применено в системах сбора информации..

Цель изобретени  - повышение эффективности использовани  канала св зи и снижение электропотреблени  сейсмостанци ми системы.

На фиг.1 изображена, структурна  электрическа  схема системы сбора сейсмической информацииj на фиг.2 - временные диаграммы ее работы.

Система содержит сейсмические станции 1.11.M,...,1.N, линию 2 св зи, устройство 3 регистрации и обработки информации, приемник 4, декодер 5 информации, декодер 6 номера станции, элементы 7.1,... ...,7.N задержки, элемент ИЛИ 8, хронизатор 9, кодер 10 номера станции, кодер 11 информации, коммутатор 12, передатчик 13, сейсмоприемник 14, пороговьй Элемент 15, триггеры 16 и 17 и элемент И 18.

На временных диаграммах 19-29 показаны сигналы на выходах элементов системы,

Сейсмостанций 1.1,...,1.N соединены линией 2 св зи. Вход приемника 4 каждой станции 1.1,...,1.N  вл етс  входом станции, а выход передатчика 13 каждой станции 1.1,...,1.N - выхо- дом станции. При этом выход приемниУ1

эо ;о ю со to

ка 4 одной из станций подключен к входу устройства 3 обработки и регист- р ации информации (на фиг. 1 устройство 3 подключено к приемнику 4 станции 1.1). Кроме того, выход приемника А соединен с первым входом декодера 5 информации и первым входом декодера 6 номера станции, N выходов которого соединены с входами N элементов за- -.1ержки 7.1,...,7.N. Выходы последних соединены с N входами элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с входом хро- низатора 9, первый выход которого соединен с передатчиком 13, второй выход - с первым входом первого триггера 16, третий выход - с вторым входом второго триггера 17, а четвертый выход - с первым входом коммутатора 12. Последовательно соединены сейсмо- приемник 14, пороговый элемент 15, второй триггер 17, кодер 11 инфор- мации, коммутатор 12 и передатчик 13. Кроме того, выход сейсмоприемника 14 соединен с вторым входом кодера 11 информации, выходы триггеров 16 и 17 соединены с входами элемента И 18, выход которого соединен с N+1-м входом элемента ИЛИ 8, выход декодера 5 информации соединен с вторым входом декодера 6 номера станции и вторым входом первого триггера 16. Выход кодера 10 номера станции соединен с вторым входом коммутатора 12.

Система работает следующим образом В исходном состо нии после вклю

чени  питани  триггер 1б находитс  в единичном состо нии, а триггер 17 - в нулевом. Сейсмоприемник 14 каждой из станций 1,1,...,1.N осуществл ет непрерывное преобразование сейсмических колебаний в электрический сигнал. Если амплитуда этого сигнала или его действующее или среднее выпр мленное значение на станции 1.М (одна из стан ций 1.1,.. .,1.N) превышает некоторое заранее заданное значение,  вл ющеес простейшим первоначальным критерием вы влени  опасвьйс природных  влений то на выходе порогового элемента 15, который может быть аналоговым или цифровым, по вл етс  единичное напр жение (фнг. 2, временна  диаграмма 19) устанавливающее на выходе тригера 17 единичное напр жение (фиг.2, временна  диаграмма 20), поступающее на вход элемента И 18. На выходе элемента И 18 также устанавливаетс  единичное напр жение (фиг.2, временна 

0

50

диаграмма 21), так как и на другом его входе присутствует единичное напр жение (фиг.2, временна  диаграмма 22) с выхода триггера 16, наход щегос  в исходном единичном состо нии . Единичное напр жение (фиг.2, временна  диаграмма 23) устанавливаетс  также на выходе элемента ИЛИ 8 и переводит в рабочее состо ние передающий хронизатор 9. Напр жение (фиг.2, временна  диаграмма I i) с выхода хронизатора 9 включает на врем  передачи Т, передатчик 13, который производит модул цию и передачу в линию 2 св зи сигнала, имеющегос  на его информационном входе, на который подаетс  сигнал в виде последовательного кода с коммутатора 12. Коммутатор 12 Б соответствии с кодом, имеющимс  на его адресных входах, производит преобразование имеюш.егос  на его входах данных параллельного кода с кодеров 10 и 11 номера станции и информации. Номер станции 1.М может принимать значение от 1 до N и должен быть различным дл  всех N станций 1.1,...,1«М,.,.,1.N системы сбора сейсмоинформации..Кодер 11 информации преобразует напр жение или код с сейсмоприемника 14 в параллельный код на своем выходе. Через кодер 11 информации в сообщение, передаваемое в линию 2 св зи передатчика 13, вводитс  также информаци  о выходном напр жении триггера 17 (фиг.2, диаграмма 20), свидетельствующа  о том, превышено или нет .пороговое значение выходным сигналом сейсмоприемника 14 на зтой.сейсмо- станции 1.М, Эта информаци  может, например, передаватьс  специально выделенными символами сообщени  и служит остальным станци м системы сигналом к началу передачи своего сообщени . В начале передачи сообщени  импульс напр жени  (фиг.2, временна  диаграмма 25) -с выхода хронизатора 9 устанавливает триггер 16 в единичное состо ние, подготавлива  его к приему информации о превышении порогов.ого значени  выходным сигналом сейсмоприемника 14 на других станци х 1.1,..., 1.N и дава  воз .ож- ность хронизатору 9 через элементы И 18 и ИЛИ 8 запуститьс  от единичного напр жени  (фиг.2, временна  диаграмма 20) с выхода триггера 1.7, если в сообщени х, прин тых от других

станций системы, за врем  между двум  передачами этой станции 1.М не будет обнаружено превышени  порогового значени  сейсмосигналом на выходе сейсмоприемника 14 одной из станций 1.1,...,1.N, т.е. если триггер 16 этих станций не переброситс  в нулевое состо ние. Импульс напр жени  (фиг.2, временна  диаграмма 26) с выхода хронизатора 9 в конце передачи устанавливает триггер 17 в нулевое состо ние (фиг.2, диаграм- ма 20), подготавлива  его к запоминанию факта превышени  порога сейсмосигналом на выходе своего сейсмоприемника 14 за врем  между двум  передачами сообщени  станции 1.М. Сообщение, переданное станцией 1.М, на которой сигнал с выхода сейсмоприемника 14 превысил пороговое значение раньше, чем на других стан- . ци х 1 .1,, i., 1 .N, принимаетс  остальными N-1 станци ми 1.1,..., 1.N и самой передающей сейсмостанцией 1.М. На выходе приемника 4 каждой сейсмостанции 1.1,...,1.N к окончанию передачи сообщени  имеетс  параллельный код, поступающий на декодеры 5 и 6. Декодер 6 номера станции формирует единичное напр жение (фиг.2, временна  диаграмма 27) на одном из своих N выходов, соответствующих номеру станции 1.М, передавшей сообщение, только в том случае , если на выходе декодера 5. информации имеетс  единичное напр жение (фиг.2, временна  диаграмма 28). Оно по вл етс  только тогда, когда на сейсмостанции 1.М., передавшей сообщение , на выходе триггера 17 присутствует единичное напр жение, т.е. только в том случае, когда сигнал с сейсмоприемника 14 превьщгает пороговый уровень порогового элемента 15, Импульс напр жени  проходит через соответствующий элемент 7 задержки в виде импульса напр жени  (фиг.2, вре-. менна  диаграмма 29), задержанного относительно исходного импульса на такое врем  tj , чтобы передача сообщени  станцией, прин вшей сообщение

от сейсмостанции 1.М, происходила в отведенном дл  нее временном интервале . Эти временные интервалы форми- . руютс  так же, как в известных системах св зи с временным разделением каналов. Каждой из станций -1.1,..., ..., 1.N определен дл  передачи вре- .

мелной интервал Т , превьщ ающий длительность сообщени  Т на величину защитного временного интервала . Передача сообщени  станци ми 1.1,..., ..., 1.N производитс  в пор дке их

номеров 1,,..,N, заложенных в кодер Ю номера станции. Часть из этих N станций в системе сбора информации

может отсутствовать, и сообщений в отведенных дл  них временных интервалах в этом случае не передаетс . На временных диаграммах 19-29 (фиг.2) показан случай, когда сейсмосигнал

превышает пороговое значение на станци х 1.1 и 1.3 в первом цикле передачи сообщени  станцией 1.1. длиной Т, где N 4, и на станции 1.2 во втором цикле передачи сообщени  станцией 1.1. Импульс напр жени  проходит через элемент ИЛИ 8. Импульс с выхода последнего разрешает работу хронизатора 9. Коммутатор 12 и передатчик 13 передают сообщение, содержащее информацию с кодера 11 и номер станции с кодера 10.

Врем  Т 2 между двум  передачами сообщени  одной из станций 1.1,..., ...,1,N системы не должно превышать

максимального интервала опроса сей- смоинформации с сейсмоприемника 14, обеспечивающего вьзделение сейсмоин- формации с заданной частотой в устройстве 3 регистрации и обработки

информации. Например, если требуетс  выделить сейсмоинформацию с частотой f 0,5 Гц, то интервал опроса N T не должен превышать 1/5 f, т.е. должен быть не более 0,4 с. Дл  N 4

врем  Tj, отведенное на передачу

информации одной станцией 1, не должно превышать 0,1 с.

Процесс передачи сообщени  каждой станцией продолжаетс  до тех пор, по-

ка на всех станци х напр жение на выходе порогового элемента 15 (фиг.2, временна  диаграмма 19) не станет нулевым. При этом на выходе триггера 17 по окончании передачи

сообщени  устанавливаетс  нулевое напр жение. Новое включение хронизатора 9 происходит только посредством импульса в случае приема сообщени  от других станций, на которых имеетс  превышение сейсмосигналом порого- вого уровн . Если ни в одном из прин тых за врем  между двум  собственными передачами сообщений не заре- гистрировано превьшение порогового

уровн s то передача сообщений прекращаетс . Если в прин тых сообщени х обнаружено превышение порогового урон , то триггер 16 устанавливаетс  в Нулевое состо ние, запреща  прохож дение единичного напр жени  на выход элемента И 18, так как в этом случа€ Единичное напр жение на выходе элемента И 18, включив на передачу че- рез элемент ИЛИ 8 хронизатор 9, нарушило бы имеющуюс  в системе син- :|сронность передачи сообщений различ- Йыми станци ми системы.

Если превышение сейсмосигналом порогового уровн  произошло кратковременно только на одной станции 1 .М системы, например, из-за помехи,, ТО эта станци  передает два сообщени ; первое сообщение - по той при- , что на ней произошло превы- ение порогового уровн ; второе со- Ьбщение - что было прин то свое же Первое сообщение, в котором содержалась информаци  о превышении порого- feoro уровн . Все остальные станции системы передают сообщение только один раз, так как информаци  о пре- Вьшении порогового уровн  содержитс  только в первом сообщении станции 1.М, от которого они и переход т в режим передачи сообщени .

Переход всех станций системы в режим поочередной передачи сообщений производитс  в случае, если хот 

бы на одной станции системы сейсмо- сигнал превышает пороговый уровень. Обратный переход всех станций систе в режим ожидани  происходит, когда на всех станци х системы сейсмосиг- нал ниже порогового уровн .

Перевод станций системы в режим передачи сообщени  сигналом с други станций имеет приоритет по сравнению с переходом в режим передачи от своего сейсмосигнала. Это сделано дл  устранени  возможности временного рассогласовани  временных интервалов передачи сообщени  отдельными станци ми и возникновени  вслед

ствие этЬго наложений передачи сообщени  одной станции н а передачу сообщени  другой станцией.

Если на нескольких станци х системы произошло одновременное превы- шение сейсмосигналом порогового уровн  и они начали передачу сообщений С разницей во времени не более Т, ТО в системе возможен или сбой синхронизации моментов передачи остальных станций, или неприем сообщений от этих станций с перекрывающимис  сообщени ми. Дл  устранени  этого необходимо стремитьс  уменьшить врем  передачи сообщени  Т или так расположить сейсмостанции на местности относительно наиболее веро тного направлени  прихода сейсмоволны, чтобы сейсмоволна не приходила одновременно на несколько станций системы.

Изобретение позвол ет повысить эффективность использовани  каналов св зи и уменьшить потребление электроэнергии , так как передатчики всех сейсмостаций,  вл ющиес  основными потребител ми электроэнергии, передают информацию только при наличии предпосьшок к по влению опасных . сейсмических  влений, не передава  бесполезную информацию, что важно при использовании в системе сбора информации радиосв зи.

Фо рмула изобретен;  

1. Способ сбора сейсмической информации , включающий измерение сейсмосигнала сейсмостанци ми системы, сравнение измеренного сейсмосигнала с пороговым уровнем, прин тие решени  о передаче информации, полученной от всех сейсмостанции системы,в центр сбора в случае обнаружени  по- ле.зного сигнала, отличающий- с.  тем, что, с целью повышени  эффективности использовани  канала св зи и снижени  электропотреблени  сейсмостанци ми системы за счет уменьшени  количества передаваемой информации , кажда  сейсмостанци  системы сравнивает сейсмический сигнал с пороговым уровнем и принимает информацию от остальных сейсмостанции системы о сейсмических сигналах на них и номере передающей сейсмостанции, в случае превышени  порогового уровн  хот  бы на одной сейсмостанции передает свое сообщение с задержкой, завис щей от своего номера и номера сейсмостанции, на которой сейсмический сигнал превысил пороговый уровень , а, если сейсмосигналы на остальных сейсмостанци х ниже порогового уровн , а измеренный сейско- сигнал порогового уровн  передает свое сообщение без задержки.

2. Система дл  сбора сейсмической информации, содержаща  N сей- смостанций, кажда  из которых имеет сейсмоприемник, пороговый элемент, приемник, передатчик и хронизатор, первый выход которого подключен к первому входу передатчика, и устройство регистрации и обработки информации , вход которого соединен с выходом одного из приемников, отличающа с  тем, что, с целью снижени  электропотреблени  сей смостанций системы и повышени  эффективности использовани  каналов св зи, в нее дополнительно введены на ка сдой сейсмостанции декодер информации , декодер номера станции, N элементов задержки, элемент ИЛИ, кодер номера станции, кодер информации коммутатор, два триггера и элемент И причем выход приемника соединен с входом декодера информации и первым входом декодера номера станции, N выходов которого соединены с входами N элементов задержки, N входов элемента ИЛИ соединены с выходами элементов задержки, а выход соединен с входом хронизатора, второй выход ко

торого соединен с первым входом первого триггера, третий выход хронизатора соединен с вторым входом второго триггера, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента , выход декодера информации соединен с вторым входом первого триггера и вторым входом декодера номера станции, входы элемента И соединены с выходами первого и второго триггеров, а выход соединен с (N+1)-M входом элемента ИЛИ, первый и второй входы кодера информации соединены соответственно с выходами второго триггера и сейсмоприемника, который соединен также с входом порогового элемента , первый вход коммутатора соединен с четвертым выходом хронизатора, второй вход коммутатора соединен с выходом кодера номера станции, третий вход коммутатора соединен с выходом кодера информации, а выход коммутатора соединен с вторым входом передатчика, вход приемника и выход передатчика каждой сейсмостанции соединены с линией св зи и  вл ютс  входом и, выходом станции. I

е

1-1

0US,1

19

20

1

n

221

23

Г-7Й-1 Г-лгГ Г7П Г лГЛ ГТ,

26 27|

fffj 9l

.f

f -

/л/

A/

Фиг.2

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ сбора сейсмической информации, включающий измерение сейсмосигнала сейсмостанциями системы, сравнение измеренного сейсмосигнала с пороговым уровнем, принятие решения о передаче информации, полученной от всех сейсмостанций системы,в центр сбора в случае обнаружения полезного сигнала, отличающийс.я тем, что, с целью повышения эффективности использования канала связи и снижения электропотребления сейсмостанциями системы за счет уменьшения количества передаваемой информации, каждая сейсмостанция системы сравнивает сейсмический сигнал с пороговым уровнем и принимает информацию от остальных сейсмостанций системы о сейсмических сигналах на них и номере передающей сейсмостанции, в случае превышения порогового уровня хотя бы на одной сейсмостанции передает свое сообщение с задержкой, зависящей от своего номера и номера сейсмостанции, на которой сейсмический сигнал превысил пороговый уровень, а, если сейсмосигналы на остальных сейсмостанциях ниже порогового уровня, а измеренный сейсмосигнал выше порогового уровня, передает свое сообщение без задержки.
2. 2. Система для сбора сейсмической информации, содержащая N сейсмостанций, каждая из которых имеет сейсмоприемник, пороговый элемент, $ приемник, передатчик и хронизатор, первый выход которого подключен к первому входу передатчика, и устройство регистрации и обработки информации, вход которого соединен с jq выходом одного из приемников, отличающаяся тем, что, с целью снижения электропотребления сейсмостанций системы и повышения эффективности использования каналов 15 связи, в нее дополнительно введены на каждой сейсмостанции декодер информации, декодер номера станции, N элементов задержки, элемент ИЛИ, кодер номера станции, кодер информации, 20 коммутатор, два триггера и элемент И, причем выход приемника соединен с входом декодера информации и первым входом декодера номера станции, N выходов которого соединены с входами 25 N элементов задержки, N входов элемента ИЛИ соединены с выходами элементов задержки, а выход соединен с входом хронизатора, второй выход ко торого соединен'с первым входом первого триггера, третий выход хронизатора соединен с вторым входом второго триггера, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента, выход декодера информации соединен с вторым входом первого триггера и вторым входом декодера номера станции, входы элемента И соединены с выходами первого и второго триггеров, а выход соединен с (N+1)-m входом элемента ИЛИ, первый и второй входы кодера информации соединены соответственно с выходами второго триггера и сейсмоприемника, который соединен также с входом порогового элемента, первый вход коммутатора соединен с четвертым выходом хронизатора, второй вход коммутатора соединен с выходом кодера номера станции, третий вход коммутатора соединен с выходом кодера информации, а выход коммутатора соединен с вторым входом передатчика, вход приемника и выход передатчика каждой сейсмостанции соединены с линией связи и являются входом и, выходом станции.

   I

   Фиг.2