Полевая телеметрическая сейсмическая станция

 

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано в составе цифровых телеметрических систем сбора сейсмической информации. Цель изобретения - повьшение эффективности работы станции путем уменьшения потерь сейсмической информации при регистрации за счет увеличения объема запоминающего устройства при одновременном снижении.значения потребляемой им энергии, затраченной на единицу регистрируемой информации . Полевая телеметрическая сейсмическая станция снабжена дополнительно введенными блоками запоминающего устройства динамического типа и формирователями команд перехода, длительности записи и адреса. 4 ил. (/)

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.80, 125597 (50 4 G 01 V 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3811659/24-25 (22) 11.11.84 (46) 07.09.86.Бюл. NI 33 (71) Институт геологии и геофизики им. 60-летия Союза ССР Ордена Ленина

СО АН СССР (72) К.А.Лебедев, В.М.Ерунов и В.Т,Лаврухов (53) 550.83(088.8) (56) Патент США У 4297745, кл. G 01 V 1/22, 27.10.81.

Ерунов В.М., Лебедев К.А. Автоматическая система сбора сейсмической информации. — Геология и геофизика, 1981, Ф 9, с.89. (54) ПОЛЕВАЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (57) Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано в составе цифровых телеметрических систем сбора сейсмической информации.

Цель изобретения — повьппение эффективности работы станции путем уменьшения потерь сейсмической информации при регистрации sa счет увеличения объема запоминающего устройства при одновременном снижении. значения потребляемой им энергии, затраченной на единицу регистрируемой информации. Полевая телеметрическая сейсмическая станция снабжена дополнительно введенными блоками запоминающего устройства динамического типа и формирователями команд перехода, длительности записи и адреса. 4 ил.

1 125

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано в составе цифровых телеметрических систем сбора сейсмической информации с автоматическим ждущим режимом работы в качестве полевой станции первичной регистрации сейсмической информации.

Цель изобретения — повышение эффективности работы станции пу-тем уменьшения потерь сейсмической информации при регистрации за счет увеличения объема запоминающего устройства при одновременном снижении потребляемой энергии, затраченной на единицу регистрируемой информации.

На фиг. 1 приведена функциональная схема полевой телеметрической сейсмической станции; на фиг.2 -- функциональная схема формирователя команд перехода; на фиг.3 — функциональная схема формирователя длительности записи; на фиг.4 — функциональная схема формирователя адреса.

Функциональная схема предлагаемой полевой телеметрической сейсмической станции содержит блок 1 сейсмоприемников, соединенный с блоком

2 приемо †переда, через поспедовательно включенные блок 3 усилителей, коммутатор 4, двоичный усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и параллельно включенные блоки 7-12 запоминающего устройства, формирователь 13 команд перехода, вход запуска которого и вход запуска аналогоцифрового преобразователя 6 подключены к выходу блока 2 приемо--передачи, формирователь 14 длительности записи, выход которого подключен к вхо— дам управления регенерацией блоков

7-12 запоминающего устройства, блок

15 распознавания землетрясений, соединенный с вторым выходом блока 3 усилителей, формирователь 16 адреса, подключенный к синхронизируюшему выходу аналого-цифрового преобразователя 6, причем входы управления записью блоков 7-12 запоминающего устройства подключены к выходу формирователя 13, второй выход блока 2 приемо-передачи соединен с входами управления считыванием бпоков 7-12 запоминающего устройства, выход блока 15 подключен к управляющему входу формирователя 13 совместно с управляющим входом формирователя 14 и формирователя 16, первый и второй

5978

2 выходы формирователя 16 соединены соответственно с первыми и вторыми вхо-, дами формирователей 13 и 14, а второй выход формирователя 13 соединен с входом сброса формирователя 16.

Формирователь 13 может быть выполнен, например, по функциональной схеме, приведенной на фиг.2, и содержать схему 17 сравнения, подключенную через последовательно соединенные схему !8 совпадения, одновибратор 19 к параллельно соединенным первому входу шифратора 20, входам одновибратора 21 и счетчика 22, установочному входу триггера 23, схемы ИЛИ 24, причем первый и второй входы схемы 17 сравнения подключены соответственно к первому и второму входам формирователя 13, второй вход схемы 18 совпадения соединен с первым управляющим входом формирователя 13, а ее третий вход подключен к

ЗО

50 выходу триггера 23, синхронизирующий вход которого совместно со вторым входом шифратора 20 соединен с выходом схемы ИЛИ 24, первый вход которой подключен к входу запуска формирователя 13, а второй — к выходу одновибратора 21 выход счетчика

22 соединен с третьим входом .шифратора 20, выход которого подключен к выходу формирователя 13, причем выход схемы ИЛИ 24 соединен с выходом сброса формирователя 13.

Формирователь 14 может быть выполнен, например, по функциональной схеме, приведенной на фиг.3, и содержать схему .25 сравнения, первый вход которой подключен к первому входу формирователя 14, а выход подключен к входу установки в "1" триггера 26, схему 27 сравнения, первый вход которой соединен с вторым входом формирователя 14, а выход подключен к входу установки в "0" триггера 26, генератора 28, соединенного с входом счетчика 29 и входом шифратора 30, причем выход счетчика 29 соединен с вторыми входами схем 25 и 27 сравнения и шифратора 30, а выход триггера

26 соединен с третьим входом шифратора 30, выход которого подключен к выходу формирователя 14.

Формирователь 16 адреса может быть выполнен, например, по функциональной схеме, приведенной на фиг,4, и содержать последовательно соединенные счетчик 31, дешифратор 32, тригз 1255 гер 33, схему 3ч совпадения, счетчик

35 и инвертор 36, причем синхровход счетчика 31, соединенный с вторым входом схемы 34 совпадения, подключен к синхровходу формирователя 16, соединенные вместе входы сброса счетчиков 31 и 35 и триггера 33 подключены к входу сброса формирователя 16, Р выход инвертора 36 соединен с третьим входом схемы 34 совпадения, а его 10 вход подключен к управляющему входу формирователя 16, выход счетчика 31 подключен к первому выходу формирователя 16, а выход счетчика 35 — к второму выходу формирователя 16. 15

Станция работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналы с выхода блока 1 сейсмоприемников поступают на вход блока 3 усилителей и затем на коммутатор 4. Последний поочередно подключает выходы усилителей 3 к входу двоичного усилителя 5, который усиливает поступающие на него выборки сигналов до величины, определяемой верхним диапазоном аналого-цифрового преобразователя 6, и измеряет двоичный порядок выборки. Нормирование с точностью до двоичного порядка выборки 30 .вместе с двоичным порядком поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 6, где формируется двоичный код мантиссы, соответствующий величине входного сигнала. Результаты аналого-цифрового преобразования поступают на входы блоков 7-12 sanoминающего устройства, однако эти блоки не производят никаких операций.

Блок 15 производит анализ сигнала, 40 поступающего со второго выхода блока

3 усилителей, а формирователи 13, 14 и 16 находятся в неактивном состоянии с нулевыми сигналами на выходах.

Блок 2 приемо-передачи находится 45 в состоянии ожидания поступления команды по радиоканалу. После приема блоком 2 приемо-передачи, поступившей по радиоканалу команды "Начать работу", он формирует на первом вы- 50 ходе сигнал, по которому аналого-цифровой преобразователь 6 начинает в моменты выдачи им информации на входные шины блоков 7-12 запоминающего устройства формирование синхроимпуль- сов на синхронизирующем выходе, а формирователь 13 выдает на входы управления записи блоков 7-12 запоми978 4 нающего устройства команду Начать запись первого блока запоминающего устройства". По этой команде блок 7 запоминающего устройства переходит в режим записи информации и при поступлении на его вход информации с выхода аналого-цифрового преобразователя

6 записывает ее в ячейки своей памяти, а формирователь 16 по синхроимпульсу с аналого-цифрового преобразователя 6 изменяет код адреса записи А3 на своем первом выходе на единицу. При поступлении кода единицы на первый вход формирователя 14 длительности записи, последний периодически подает на входы управления регенерацией блоков 7-12 команду

"Регенерировать нулевую ячейку", по которой блок 7 организует хранение записанного слова информации. Далее, с появлением на входе блока 7 следующего информационного слова, оно аналогично предыдущему записывается в память блока 7, формирователь 16 по синхроимпульсу с аналого-цифрового преобразователя 6 изменяет код А на первом выходе на единицу и формирователь 14 периодически формирует команды "Регенерировать нулевую ячейку" и "Регенерировать первую ячейку

По этим командам блок 7 организует хранение двух записанных слов информации.

Процесс записи и хранения поступающей информации производится аналогично описанному в течение 10 с.

За это время код записи А возраста3 ет до величины К А =К. Далее с пос-.

3 туплением следующего слова информации оно записывается в ячейки памяти блока 7 с адресом К + 1, по импульсу на синхровходе формирователь

16 адреса формирует на первом выходе значение К + 1 кода записи и на втором выходе единичное значение кода начала записи А . Формирователь 14 длительности эапйси, используя данные значения этих кодов, выдает на

Ъ шины управления регенерацией блоков

7-12 последовательности команд "Регенерировать ячейку 1", и "Регенерировать ячейку 2", "Регенерировать ячейку К+1", обеспечивающие хранение блоком 7 информации, записанной в ячейках памяти с первой по K+1<

Величина области хранения информации Х в блоке 7 в этом случае определяется выражением X =(K+1)-1 K. С

12559

5 приходом каждого следующего слова информации формирователь 16 изменяет на единицу значения кодов на первом и втором выходах одновременно и, следовательно, значения этих кодов будут связаны соотношением

А -Ан =К, Ь 3 (1)

При этом формирователь 14 выдает команды на входы управления регенерацией запоминающих устройств 7-12, 10 по которым блок 7 организует хранение информации в области памяти с адресами от Ан до А . Величина области хранения

Х Х=А — Ан з з. (2) 15 учитывая выражение (1) равна К, что соответствует информации, зарегистрированной за последние 10 с по определению величины К.

После достижения значения кода на 20 первом выходе формирователя 16 адреса максимального значения А А = А м следующее значение этого кода уста-. навливается нулевым, далее оно вновь будет линейно возрастать до величины А . Формирование кода на втором выходе формирователя 16 осуществляется таким образом, чтобы выполнялось условие

А — Ан + А =К. (3) 30 ь

В этом случае для всех значений адреса записи Аз формирователь 14 выдает последовательности команд, по которым блок 7 организует хранение информации в областй памяти с адре- З5 сами ячеек от Анз до А,„ и с нулевого до А . Объем хранимой информации

X определяется выражением Х = (А — Ан ) + (А — О), Подставляя г з значение для Ан иэ уравнения (3) 40 получают:

Х = А — (А + А — К) + А =К. з з

Таким образом, в данном случае хранится также информация, зарегистрированная за последние 10 с. 45

При достижении значения кода на первом выходе формирователя 16 величины А =К значение кода на втором выз коде равно нулю Ан =0 и их дальнейшая з

50 связь описывается выражением (1) . .Процесс регистрации и хранения информации продолжается аналогичным образом до появления на выходе блока 15 сигнала "Событие" о появлении информации сейсмического события (зем.петрясение, промышленный взрыв).

При поступлении с выхода блока 15 сигнала "Событие" формирователь 16

78 б фиксирует значение кода А = Ан, на своем втором выходе, производя по каждому синхроимпульсу с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 приращение на единицу значения адреса записи А з на первом выходе, начиная со значения А1, . Формирователь 14 при этом выдает последовательности команд "Регенерировать ячейку А„, ", "Регенерировать ячейку А„, 1", "Регенерировать ячейку А ", а блок 7 запоминающего устройства организует хранение всей поступающей информации, причем после записи информации в > ячейки памяти с адресом А запись продолжается, начиная с ячеек с нулевым адресом.

Кроме того, при поступлении сигнала "Событие" формирователь 13 начинает производить проверку выполнения условия А,, = А . Выполнение этого условия означает то, что с момента появления сигнала "Событие" информация записалась в ячейках памяти блока 7 с адресами от А, до А и затем от 0 до А„, т.е. объем записи равен Х=(А — А,) + (Аз — К)=А -К.

Таким образом,вся область памяти блока 7 за исключением К слов записана после приема сигнала "Событие".

При выполнении условия А„ =А

Нзс формирователь 13 последовательно выдает на входы управления записи запоминающих устройств 7-12 команды "Конец записи первого блока запоминающего устройства" и "Начать запись

C второго блока запоминающего устройства". По этим командам блок 7 прекращает запись информации и переходит в режим хранения записанной информации, а блок 8 начинает процесс записи поступающей информации, причем если в этот момент сигнал, "Событие" присутствовал на выходе блока 15, то блок 8 обеспечивает хранение всей записываемой информации„ если же он не присутствовал — хранится только информация, зарегистрированная за последние 10 с.

После приема блоком 2 приемо-передачи, переданной по радиоканалу команды "Перадать данные", этот блок организует считывание информации из блока 7 запоминающего устройства и передает ее в радиоканал. После считывания всей информации блок 7 переходит в исходное состояние.

7 12

Дальнейшая работа станции аналогична описанной, причем после заполнения всего объема памяти блока 12 запоминающего устройства запись информации производится в блок 7.

Формирователь 13 команд перехода работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 22 и триггер 23 находится н нулевом состоянии. С поступлением сигнала на вход запуска,формирователя 13 он через схему ИЛИ 24 поступает на выход сброса формирователя 13, на синхронход триггера 23, устананливающегося в состояние "1", и на вход шифратора

20, который по этому сигналу и коду с выхода счетчика 22 формирует код команды "Начать записи первого блока запоминающего устройства". Схема 17 сравнения анализирует коды, поступающие на ее входы с первого и второго входов формирователя 13, и при их совпадении и при наличии сигнала на управляющем входе формирователя 13 через схему 18 совпадения подает сигнал на вход одновибратора 19, который формирует на своем выходе одиночный импульс, поступающий на входы шифратора 20, однонибратора 21, счетчика 22 и триггера 23.

По переднему фронту этого импульса триггер 23 по входу сброса устанавливается в нулевое состояние и запрещает работу схемы 18 совпадения, шифратор 20, используя код с выхода счетчика 22, формирует код команды Конец записи первого блока запоминающего устройства" и выдает его на выход формирователя 13.

По заднему фронту этого импульса счетчик 22 изменяет значение кода на своем выходе на единицу, а однонибратор 21 формирует импульс, который через схему ИЛИ 24 поступает на выход сброса формирователя 13, нашифратор 20 и триггер 23. По переднему фронту этого импульса шифратор 20, используя код с выхода счетчика 22, формирует код команды Начать запись второго блока запоминающего устройства" и выдает его на выход формирователя 13. По заднему фронту импульса на синхровходе триггера 23 этот триггер переводится в единичное состояние. В дальнейшем формирователь 13 при совпадении кодов на его первом и втором входах и наличии сигнала на управляющем входе анало55978 8 гично описанному формирует последовательно на своих выходах код команды "Конец записи второго блока запоминающего устройства", сигнал на выходе сброса, код команды "Начать запись третьего блока запоминающего блока . В дальнейшем процесс повторяется аналогичным образом, причем после формирования команды "Конец записи шестого блока запоминающего устройства" формируется команда "Начать запись первого блока запоминающего устройства" °

Формирователь 14 длительности эаписи работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 26 и счетчик 29 находятся в нулевом состоянии. Генератор 28 формирует на своем выходе последонательность им20

Ъ

55 пульсов, которая поступает на счетный вход счетчика 29. По заднему фронту импульсов этой последовательности счетчик 29 формирует на своем выходе линейно-возрастающий двоичный код, причем при достижении значения кода максимального процесс повторяется с нулевого значения. Этот код поступает на вторые входы схем 25 и

27 сравнения и шифратора 30. Схема сравнения осуществляет сравнение значений кодов, поступающих с первого входа формирователя 14 и с выхода счетчика 29, и при их совпадении формирует йа своем выходе сигнал перевода триггера 26 в единичное состояние. Шифратор 30 во время присутствия уровня лог."1" с выхода триггера

26 на его первом входе по каждому переднему фронту импульсов с выхода генератора 28 в зависимости от значения кода на выходе счетчика 29 формирует одну из последовательности команд: "Регенерировать ячейку А„

"Регенерировать ячейку А + 1",... нэ

Схема 27 сравнения производит сравнение значений кодов, поступающих со второго входа формирователя 14 и с выхода счетчика 29, и при их совпадении формирует на своем выходе сигнал сброса триггера 26, по которому тот переводится в нулевое состояние.

Уровень лог ° "0 сигнала с выхода триггера 26 запрещает формирование шифратором 30 команд.

Таким образом, последняя формируется команда Регенерировать ячейку A>".

12559

В дальнейшем работа продолжается аналогичным образом.

Формирователь 16 адреса работает следующим образом.

По сигналу на входе сброса формирователя 16 счетчики 31 и 35 и триггер 33 устанавливаются в нулевое состояние. С поступлением импульсов ,на синхровходформирователя 16 счетчик 31 осуществляет счет числа поступивших импульсов. Дешифратор 32 дешифрирует значение кода с выхода счетчика 31 и при его значении, равном (, формирует на выходе сигнал установки триггера 33 в единичное состояние. При отсутствии сигнала на управляющем входе формирователя 16 и уровне лог."1" сигнала с выхода триггера 33 схема 34 совпадений по каждому импульсу на сиихровходе формиро- 20 вателя 16 формирует импульс, поступающий на счетный вход счетчика 35.

Таким образом, триггер 35 будет производить счет импульсов, поступающих на синхровход формирователя 16 параллельно со счетчиком 31, причем разность значений кодов на выходах этих двух счетчиков и, следовательно, на первом и втором выходах формирователя 16 будет равна К. 30

При появлении сигнала на управляющем входе формирователя 16 уровень лог."О" с выхода инвертора 36 запрещает прохождение импульсов на вход

:счетчика 35 и в дальнейшем код на его выходе остается постоянным, тогда как счетчик 31 продолжает счет числа поступивших импульсов.

С приходом сигнала на вход сброса формирователя 16 работа его начи- 0 кается с начала описанным образом.

Формула и з обретения

78 1О лей, коммутатор, двоичный усилитель, аналого-цифровой преобразователь и блок запоминающего устройства динамического типа с входом блока приемопередачи и блок распознавания землетрясений, соединенный с вторым выходом блока усилителей, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы станции путем уменьшения потерь сейсмической информации при регистрации за счет увеличения объема запоминающего устройства при одновременном снижении потребляемой энергии, затраченной на единицу регистрируемой информации, в него введены дополнительные параллельно соединенные блоки запоминающего устройства динамического типа, формирователь команд перехода, формирователь длительности записи, формирователь адреса, причем входы управления записью блоков запоминающего устройства соединены с выходом формирователя команд перехода, вход запуска которого и вход запуска аналого-цифрового преобразователя подключены к выходу блока приемо-передачи, входы управления регенерацией блоков запоминающего устройства соединены с выходом формирователя длительности записи, входы управления считыванием блоков запоминающего устройства соединены с вторым выходом блока приемо †переда, синхронизирующий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к синхровходу формирователя адреса, первый и вто" рой выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами формирователя длительности записи и формирователя команд перехода, управляющий вход формирователя адреса, совместно с управляющим входом формиПолевая телеметрическая сейсмичес- 4 кая станция, содержащая блок сейсмоприемников, соединенный через последовательно включенные блок усилитерователя команд перехода подключены к выходу блока распознавания землетрясений, а вход сброса формирователя адреса соединен с вторым выходом формирователя команд перехода.

1255978

Фаг Р

Фиг 4

Составитель Д.Заргарян

Техред И. Попович Корректор И.Муска

Редактор Н.Данкулич

Заказ 4820/46 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4