SU602895A1 - Устройство дл регистрации сейсмических волн - Google Patents

Description

Устройство дл  регистрации сейсмических волн предназначено дл  изучени  прохождени  упругих волн в горных породах, например в скальных грунтах, и может быть использовано в инженерной сейсморазведке, при сейсмических исследовани х горных массивов, а также в других област х, в частности в электроизмерительной технике.

Известны ультразвуковые устройства (1 j, дл  измерени  времени распространени  упругих волн в горных породах и сейсмические станции 2 дл  регистрации времени прихода первых вступлений сейсмических воли, а также сейсмические станции (3), регистрирующие как врем  распространени  сейсмической волны в изучаемой среде, так и саму волну. Ультразвуковые устройства содержат генераторы ультразвуковых колебаний, излучатели этих колебаний, приемные датчики, измерители времени прохождени  упругой волны со стрелочными указател ми или с цифровыми индикаторами. Ультразвуковые устройства измер ют только один параметр упругой волны - врем  ее распространени , причем на незначительных базах (до 1 м), что ограничивает область их применени  в основном лабораторными задачами.

Устройство (IJ, состо щее из измерител  времени, управл емого датчиками черезусилители , формирователи и ключи, позвол ет измерить врем  распространени  в полевых услови х на базах от 0,15 до 30 м. Сейсмические станции, включа  и цифровые сейсмические станции, состо щие из датчиков, усилителей, преобразователгй сигнала и магнитных регистраторов фиксируют врем  распространени  сейсмических волн и сами волны в полевых услови х на базе от сотен метров и более.

Ультразвуковые устройства не позвол ют проводить измереии  в полевых услови х на больших базах, причем они регистрируют только врем  распространени  волны.

Сейсмические станции, в частности цифровые сейсмические станции, не позвол ют регистрировать упругие волны на малых базах, так как не обладают нужным быстродействием.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство дл  цифровой регистрации сейсмических волн {5, содержащее датчик, соединительную линию схему формированн  импульса момента взрыва, усилитель и регистратор, включающий в себ  аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь с пишущим прибором.

Однако это устройство не обеспечивает возможности регистрации упругих волн в горных породах. в диапазоне длительностью 20- 6000 МКС (соответствует базе на скальных породах приблизительно 0,2-30 м), так как используемый магнитный регистр не обладает требуемым быстродействием. Кроме того, форма представлени  данных о самой упругой волне и времени ее распространени  затрудн ет непосредственный ввод информации в серийные ЭЦВМ.

Цель изобретени  состоит в увеличении быстродействи  при регистрации упругих волн в горных породах и повышении эф()ективности обработки данных, т. е. в расширении возможностей устройства.

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемое устройство введены буферное запоминающее устройство на дискретных интегральных элементах , перфоратор, управл емый коммутатор и управл емый аналоговый интегратор, причем ко входу буферного запоминающего устройства подключен один из выходов преобразовател  аналог-цифра, один из выходов буферного запоминающего устройства соединен с перфоратором , второй его выход соединен с преобразователем цифра-аналог, третий выход - с управл емым коммутатором, один из входов которого соединен с выходом усилител , другой вход - с выходом аналогового интегратора с двум  управл ющими входами, один из которых соединен с выходом схемы формировани  импульса момента взрыва, а другой - со вторым выходом преобразовател  аналогцифра .

Наличие буферного запоминающего устройства на дискретных интегральных элементах дает возможность примен ть быстродействующий преобразователь аналог-цифра, коды с выхода которого в процессе преобразовани  будут последовательно записыватьс  в буферную пам ть и затем переписыватьс  как на перфоленту, так и, с целью контрол , через обратный преобразователь цифра-аналог на бумагу пишущего герибора обычного быстродействи , например переписца.

На чертеже представлена блок -схема уо ройства дл  регистрации сейсмических волн.

Устройство дл  регистрации сейсмических волн содержит датчик I, усилитель 2, управл емый коммутатор 3, преобразователь аналог-цифра 4, буферное запоминающее устройство 5 иа дискретных интегральных элементах, схему 6 формировани  импульса момента взрыва , управл емый аналоговый интегратор 7, перфоратор 8, преобразователь цифра-аналог 9 и пишущий.прибор 10.

Управл емый аналоговый интегратор 7 представл ет собой схему интегрировани  посто нного эталонного напр жени , причем начало и конец интегрировани  определ ютс  соот1к тствующими импульсами.смещенными по времени и приход щими на два его раздельных

входа Б и Д. Управл емый коммутатор 3 по команде, приход щий на его вход Г подключает на вход преобразовател  акалог-цифра выход аналогового интегратора 7. В исходном состо нии на вход преобразовател  аналогцифра 4 подключен через коммутатор 3 выход усилител  2.

Буферное запоминающее устройство 5 состоит из  чеек пам ти, в которых размещаютс  коды измер емого процесса и код времени его распространени . Перфоратор 8, включающий в себ  устройство дл  согласовани  с выходом запоминающего устройства 5, служит дл  получечи  перфоленты с записью в цифровом коде сейсмической волны и времени ее распространени . Дл  контрол  за качеством регистрации и с целью получени  экспресс-информации служит обратный преобразователь цифра-аналог 9 и п lUJyщий прибор 10. Д тчик I и усилитель 2 необходимы дл  получени  и усилени  электрического сигнала, пропорциомльного регистрируемой величине. Схема 6 формировани  импульса момента взрыва определ ет начало работы аналогового интегратора 7.

Устройство работает следующим образом.

Упруга  сейсмическа  волна, вызванна  взрывом или ударом, приходит к месту установки датчика (сейсмоприемника, акселерометра ) и вызывает на его выходе соответствующий электрический сигнал, который усиливаетс  усилителем 2 и через коммутатор 3 поступает на вход преобразовател  аналог-цифра 4. В преобразователе аналог-цифра 4 сигнал цифруетс , и коды с его выхода поступают в буферное запоминающее устройство б на д скретных интегральных элементах. Практически одновременно со взрывом (или ударом) срабатывает схема б формировани  импульса момента взрыва, котора  запускает аналоговый интегратор 7. Пока волна от места взрыва идет к месту установки датчика 1 на выходе интегратора 7 формируетс  линейно-нарастающее напр жение, мгновенное значение которого пропорционально времени, прошедшему с момента взрыва. С приходом фронта волны преобразователь аналог-цифра 4 формирует на своем выходе А импульс, который поступает на вход Б интегратора 7: При этом интегратор включаетс . Окончательна  величина напр жени  на выходе интегратора 7 соответствует времени распространени  упругой сейсмической волны. Как только заполн ютс  отведенные дл  регистрируемого процесса  чейки пам ти в «буферном запоминающем устройстве 5, на его .выходе В по вл етс  импульс, который поступает на вход Г коммутатора 3. При этом коммутатор 3 вместо выхода усилител  2 подключает на вход преобразовател  аналог-цифра 4 выход аналогового интегратора 7, и преобразователь аналог-цифра. 4 измер ет выходное напр жение интегратора 7, пропорциональное времени распространени  упругой волны, а цифровой код полученного в результате-этв го измерени  числа передает в отдельные  чейки пам ти буферного запоминающего устройства 5. На этом заканчиваетс  работа предлагаемого устройства а автоматическом режиме.

Дальше оператор с помощью перфоратора 8 С1тисывает содержимое буферного запоминающего устройства 5 на перфоленту, причём на перфоленте сначала автоматически прибиваетс  массив данных, а затем -- код времени распространени  волны. После sansiCH на перфоленту оператор с помощью обратного преобразовател  цифра-аналог 9 производит запись процесса на пишущий прибор 10 с целью контрол  и получени  экспресс-информации .

Основными особенност ми предлагаемого устройства ЯВЛЯЮТСЯ:

высокое быстродействие и запись информации на перфолЙ1ту, позвол ющую непосредственно вводить ее в любую серийность ЭЦВМ, без специальных дополнительных устройств ввода;

Запись на одну и ту же перфоленту исследуемого процесса и времени его распространени  в горных породах, что повышает эффективность обработки в ЭЦВМ.

Claims (5)

1.Авторское свидетельство СССР № 384086, кл. О 01 V 1/24, 1973. .

2.Авторское свидетельство СССР № 303606, кл. G 01 V 1 24, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 428329, кл. G 01 V 1/24, 1974.

4.Авторское свидетельство СССР № 482748, кл. G 01 V 1/28, 1975.

5. Авторское свидетельство СССР № 396648, кл. G 01 V 1/18. 1973.