устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов
Классы МПК: | G01V1/24 запись сейсмических данных |
Автор(ы): | Ковалев В.В., Суров С.Н., Сухов Ю.П. |
Патентообладатель(и): | Малое государственное предприятие по экологическому и гидрофизическому приборостроению "Экотехника МИФИ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-04-29 публикация патента:
28.02.1994 |
Использование: в сейсмометрии. Сущность изобретения: блок распознавания сейсмосигнала выполнен в виде объединенных второй магистралью обмена информацией блока спектрального анализа сейсмосигнала, вторых микропроцессора, постоянного и оперативного запоминающих устройств, а также третьего постоянного запоминащего устройства, при этом первая и вторая магистрали обмена информацией соединены через адаптер. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее передающий и приемный модули, при этом передающий модуль содержит сейсмометр, аналого-цифровой преобразователь, генератор, оперативное запоминающее устройство и контроллер, отличающееся тем, что в качестве приемного модуля используется управляющий компьютер, а передающий модуль дополнительно содержит первый и второй аналоговые мультиплексоры, предварительное оперативное запоминающее устройство, блок распознавания сейсмосигнала, первый микропроцессор, первое постоянное запоминающее устройство и таймер, при этом аналого-цифровой преобразователь, предварительное оперативное запоминающее устройство, таймер, первый микропроцессор, первое постоянное и первое оперативное запоминающие устройства объединены первой магистралью обмена информацией, а первый микропроцессор через контроллер подключен к компьютеру, генератор подключен к сигнальному входу первого аналогового мультиплексора, выход которого соединен с калибровочным входом сейсмометра, выходы которого связаны с сигнальными входами второго аналогового мультиплексора, выход которого соединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, а управляющие входы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены с первым микропроцессором, при этом блок распознавания сейсмосигнала выполнен в виде объединенных второй магистралью обмена информацией блока спектрального анализа сейсмосигнала, второго микропроцессора, второго и третьего постоянных и второго оперативного запоминающих устройств, а первая и вторая магистрали обмена информацией соединены посредством адаптера.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области сейсмометрии, в частности к устройствам для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов. Известно устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, содержащее сейсмометр, аналоговый мультиплексор, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), буферное запоминающее устройство, блоки управления и распознавания сейсмосигнала, контроллер и управляющий компьютер [1] . Выходы сейсмометра связаны с сигнальными входами аналогового мультиплексора, выход которого соединен с входом АЦП. АЦП, буферное запоминающее устройство, блоки управления и распознавания сейсмосигнала объединены магистралью обмена информацией. Блок управления через контроллер подключен к управляющему компьютеру. Недостатки этого устройства состоят в нерациональном использовании буферного запоминающего устройства и низкой достоверности зарегистрированной информации. Причинами указанных недостатков является жесткая структура сейсмографа, которая не обеспечивает оптимального распределения зарегистрированной информации в буферном запоминающем устройстве в соответствии со спектральным составом сейсмосигнала, а также отсутствие в структуре сейсмографа средств аппаратной реализации эффективных, в частности спектральных критериев истинности сейсмосигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, содержащее передающий и приемный модули, при этом передающий модуль содержит сейсмометр, АЦП, генератор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и контроллер [2] . Передающий модуль, кроме того, содержит масштабный делитель, ключи записи и считывания, тактовый триггер и адресные счетчики. Приемный модуль включает опорный генератор со схемами синхронизации, масштабный делитель, тактовый триггер, ключи записи и считывания, адресные счетчики, ОЗУ, аналоговый регистратор с цифроаналоговым преобразователем и многоканальный регистратор. Данное техническое решение позволяет обеспечить высокую помехозащищенность канала передачи информации между передающим и приемным модулями за счет введения цепей задержки, кодирования - декодирования сигнала и многоканального регистратоpа. Последние дают возможность передачи сигналов по параллельным каналам с различным сдвигом во времени и последующего восстановления пораженных помехой участков сигнала на основе записей, полученных по другим каналам. Однако данное устройство не обеспечивает распознавание сейсмических сигналов, поступающих на вход сейсмометра, что может привести к регистрации ложных сигналов, нерациональному заполнению ОЗУ передающего модуля избыточной информации и к снижению достоверности зарегистрированной информации. Цель изобретения - создание такого устройства, в котором его элементы, связи и функциональные свойства элементов позволили бы улучшить использование ОЗУ и повысить достоверность зарегистрированной информации. Это достигается тем, что в устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, содержащем передающий и приемный модули, при чем передающий модуль содержи сейсмометр, АЦП, генератор, ОЗУ и контроллер, согласно изобретению в качестве приемного модуля используется управляющий компьютер, а передающий модуль дополнительно содержит первый и второй аналоговые мультиплексоры, предварительное ОЗУ (ПОЗУ), блок распознавания сейсмосигнала, первый микропроцессор, первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и таймер, при этом АЦП, ПОЗУ, таймер, микропроцессор, первое ПЗУ и первое ОЗУ объединены первой магистралью обмена информацией, а первый микропроцессор через контроллер подключен к компьютеру, генератор подключен к сигнальному входу первого аналогового мультиплексора, выход которого соединен с калибровочным входом сейсмометра, выходы которого связаны с сигнальными входами второго аналогового мультиплексора, выход которого соединен с сигнальным входом АЦП, а управляющие входы первого и второго аналоговых мультиплексоров соединены с первым микропроцессором, при этом блок распознавания сейсмосигнала выполнен в виде объединенных второй магистралью обмена информацией блока спектрального анализа сейсмосигнала, второго микропроцессора, второго и третьего ПЗУ и второго ОЗУ, а первая и вторая магистрали обмена информацией соединены посредством адаптера. Предложенный блок распознавания сейсмосигнала позволяет с помощью блока спектрального анализа определить спектр регистрируемого сигнала S(f), его нижнюю fн и верхнюю fв частоты. Знание величин fн и fвпозволяет зарегистрировать сигнал в первом ОЗУ в цифровом виде с дискретностью, достаточной для последующего восстановления всех гармоник сигнала без заполнения ОЗУ избыточной информацией и потери участка вступления. Наличие спектра сигнала S(f), хранимого во втором ОЗУ, позволяет с помощью второго микропроцессора проанализировать истинность сейсмического события путем сравнения данного спектра с эталонным S*(f), содержащемся в третьем ПЗУ. При этом программа сравнения спектров содержится во втором ПЗУ. Необходимость разделения второго и третьего ПЗУ обусловлена удобством перепрограммирования или замены третьего ПЗУ при изменении эталонного спектра. Введение второго микропроцессора позволяет одновременно регистрировать сейсмосигнал в первом ОЗУ и производить анализ его истинности. Соединение первой и второй магистралей обмена информацией через адаптер позволяет обеспечить независимость работы первого и второго микропроцессоров. На чертеже показана функциональная схема устройства для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, на которой показаны управляющий компьютер (приемный модуль) 1 и связанный с ним передающий модуль 2. Передающий модуль 2 содержит контроллер 3, сейсмометр 4, генератор 5, первый и второй аналоговые мультиплексоры 6 и 7, блок распознавания сейсмосигнала, а также объединенные первой магистралью 8 обмена информацией, АЦП 9, ПОЗУ 10, таймер 11, первое ПЗУ 12, первое ОЗУ 13 и первый микропроцессор 14. При этом первый микропроцессор 14 через контроллер 3 подключен к компьютеру 1, генератор 5 подключен к сигнальному входу первого аналогового мультиплексора 6, выход которого соединен с калибровочным входом сейсмометра 4. Выходы сейсмометра 4 связаны с сигнальными входами второго аналогового мультиплексора 7, выход которого соединен с сигнальным входом АЦП 9, а управляющие входы первого и второго аналоговых мультиплексоров 6 и 7 соединены с первым микропроцессором 14. Блок распознавания сейсмосигнала выполнен в виде объединенных второй магистралью обмена информацией 15 блока спектрального анализа сейсмосигнала 16, второго и третьего ПЗУ 17 и 19, второго ОЗУ 18, второго микропроцессора 20. При этом первая и вторая магистрали обмена информацией 8 и 15 соединены через адаптер 21. Устройство работает следующим образом. В заданных пунктах располагают управляющий компьютер (приемный модуль( 1 и связанный с ним передающий модуль 2. С управляющего компьютера 1 для передающего модуля 2 задают нижнюю fн, верхнюю fв частоты регистрируемых сейсмических сигналов, а также частоту дискретизации fд, которую выбирают из соотношения fд = k1fв, (1) где k1 = 2-4, пороги срабатывания по всем компонентам сигнала, а также для таймера 11 - текущую дату и время. После этого таймер 11 начинает отсчет собственного времени. В режиме калибровки генератор 5 через первый аналоговый мультиплексор 6, управляемый первым микропроцессором 14, подает калибровочный сигнал на вход сейсмометра 4. В ждущем режиме с помощью сейсмометра 4 ведется непрерывный прием сейсмических сигналов. С помощью цепочки второй аналоговый мультиплексор 7, управляемый первым микропроцессором 14, АЦП 9, осуществляется аналого-цифровое преобразование сейсмических сигналов и с помощью первого микропроцессора 14 - сравнение модуля сигналов с соответствующими порогами. При этом программа работы первого микропроцессора считывается из первого ПЗУ 12. Непосредственно после этого производится их запись в область ПОЗУ 10 таким образом, что в ней сохраняется информация о сигналах за последний промежуток времени величиной![устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, патент № 2008701](/images/patents/465/2008075/916.gif)
![устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, патент № 2008701](/images/patents/465/2008700/965.gif)
![устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, патент № 2008701](/images/patents/465/2008700/965.gif)
![устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, патент № 2008701](/images/patents/465/2008075/916.gif)
r= (fв-fн)
![устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, патент № 2008701](/images/patents/465/2008701/2008701t.gif)
![устройство для многоканальной цифровой регистрации сейсмических сигналов, патент № 2008701](/images/patents/465/2008701/2008701-2t.gif)
В третьем ПЗУ 19 содержится несколько эталонных спектров, соответствующих различным локализациям эпицентра землетрясения. При этом первая и вторая магистрали 8 и 15 обмена информацией соединены через адаптер 21 (КР588ВА1). (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1509773, кл. G 01 V 1/24, 1989. 2. Автоpское свидетельство СССP N 1377800, кл. G 01 V 1/22, 1986.
Класс G01V1/24 запись сейсмических данных