Способ сбора сейсмической информации и система для сбора сейсмической информации

(5)5 С 01 Ч САНИЕ К АВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВ тносится к сейсмоится к сейсмо применено в с омера станц задержки,9, кодер 1информаци чик 13, сей ый элемент емент И 18,ременных ди сигналы наии, элементы 7 элемент ИЛИ 8, 0 номера станц и, коммутатор смоприемник 14 15, триггеры 1 дер 6фнизат и и повышениеания канала кодер перед порог Я ф э аграммах 19-2 выходах элеме поов а а 2 а казаны системь,1.К является Сеисмостанции ны линией 2 связ каждой станции 1 входом станции,13 каждой станциВх1,с выход передатчика1.11,Ю - выхотом выход приемнин м станции. При ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПНТ СО;Р(71) Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения Госкомитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды (72) А,В.Ожгихин, И,П,Кузьминых и В,Г,Авдеев(56) Авторское свидетельство СССР У 115497, кл, С 01 Ч 1/22, 1984.Авторское свидетельство СССР Кф. 1296972, кл. С 01 Ч 1/22, 985, (54) СПОСОБ СБОРА СЕЙСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение ометрии и может быть применено в системах сбора информации в труднодосИзобретение отно метрии и может быть темах сбора информаЦель изобретения фективности использ связи и снижение электропотреблен сейсмостанциями системы.На фиг.1 изображена, структурн электрическая схема системы сбор сейсмической информации, на фиг. временные диаграммы ее работы,Система содержит сейсмические танции 1.1 .1,М1.И, линю 2 связи, устройство 3 регистрации и обработки инФормации, при ник 4, декодер 5 информации, деко тупных районах. Цель изобретенияповышение эффективности использованияканалов связи, снижение электропотребления сейсмостанций (СС) системыпутем работы системы в режиме непрерывной передачи сообщений всех СС приобнаружении опасного сигнала хотя бына одной из СС и работы системы в ждущем режиме при его отсутствии на всехСС. Передача сообщений СС с временнымразделением каналов в общую линиюсвязи синхронизируется передаваемымисообщениями любой другой СС. Системасодержит устройство обработки, СС,каждая из которых имеет сейсмоприемник, пороговое устройство, кодерыинформации и номера станции, декодерыинформации и номера станции, элементызадержки, хронизатор, коммутатор, приемник и передатчик. 2 с.п, ф-лы, 2 ил.ка 4 одной из станций подключен квходу устройства 3 обработки и регист.рации информации (на Фиг.1 устройство3 подключено к приемнику 4 станции1.1). Кроме того, выход приемника5оединен с первым входом декодера 5информации и первым входом декодера 6номера станции, И выходов которогосоединены с входами И элементов задержки 7,17.И. Выходы последнихсоединены с И входами элемента ИЛИ 8,выход которого соединен с входом хронизатора 9, первый выход которогосоединен с передатчиком 13, второйвыход - с первым входом первого триггера 16, третий выход - с вторым входом второго триггера 17, а четвертыйвыход - с первым входом коммутатора12. Последовательно соединены сейсмоприемник 14, пороговый элемент 15,второй триггер 17, кодер 11 информации, коммутатор 12 и передатчик 13.Кроме того, выход сейсмоприемника14 соединен с вторым входом кодера 11 25информации, выходы триггеров 16 и 17соединены с входами элемента И 18,выход которого соединен с И+1-м вхогдом элемента ИЛИ 8, выход декодераинформации соединен с вторым входомдекодера 6 номера станции и вторымвходом первого триггера 16. Выход кодера 10 номера стаиции соединен свторым входом коммутатора 12,Система работает следующим образом,В исходном состоянии после вклю,чения питания триггер 16 находится вединичном состоянии, а триггер 17 - внулевом. Сейсмоприемник 14 каждой изстанций 1.11.И осуществляет непрерывное преобразование сейсмическихколебаний в электрический сигнал. Если амплитуда этого сигнала или егодействующее или среднее выпрямленноезначение на станции 1.М (одна из станций 1.11.И) превьнпает некотороезаранее заданное значение, являющеесяпростейшим первоначальным критериемвыявления опасммх природных явлений,то на выходе порогового элемента 15,50который может быть аналоговым илицифровым, появляется единичное напряжение (Фиг.2, временная диаграмма 19) устанавливающее на выходе триггера 17 едкиицное напряжение (фиг 2,55временная диаграмма 20), поступающеена вход элемента И 18, На выходе элемента И 18 также устанавливается единичное напряжение (Фиг,2, временная диаграмма 21), так как и на другом его входе присутствует единичное напряжение (фиг.2, временная диаграмма 22) с выхода трит гера 16, находящегося в исходном единичном состоянии, Единичное напряжение (фиг.2, временная диаграмма 23) устанавливается также на выходе элемента ИЛИ 8 и переводит в рабочее состояние передающий хронизатор 9. Напряжение (фиг,2, временная диаграмма, 2,1) с выхода хронизатора 9 включает на время передачи Т передатчик 13, который1производит модуляцию и передачу в линию 2 связи сигнала, имеющегося на его информационном входе, на который подается сигнал в виде последовательного кода с коммутатора 12, Коммутатор 12 в соответствии с кодом, имеющимся на его адресных входах, производит преобразование имеюшегося 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 И и должен быть различным для всех И станций 1.1, ,1.М, ,1.И системы сбора сейсмоинформации, Кодер 11 инФормации преобразует напряжение или код с сейсмоприемника 14 в параллельный код на своем выходе, Через кодер 11 информации в сообщение, передаваемое в линию 2 связи передатчика 13, вводится также информация о выходном напряжении триггера 17 (фиг2, диаграмма 20) свидетельствующая о том, превышено или нет .пороговое значение выходным сигналом сейсмоприемника 14 на этой.сейсмостанции 1.М. Эта информация может, например, передаваться специально вь 1 деленными символами сообщения и служит остальным станциям системы сигналом к началу передачи своего сообщения. В начале передачи сообщения импульс напряжения (фиг.2, временная диаграмма 25) с выхода хронизатора 9 устанавливает триггер 16 в единичное состояние, подготавливая его к приему информации о превышении порогового значения выходным сигналом сейсмоприемника 14 на других станциях 1,1, ,1,И и давая возможность хронизатору 9 через элементы И 18 и ИЛИ 8 запуститься от единичного напряжения (фиг,2, временная диаграмма 20) с выхода триггера 17, осли в сообщениях, принятых от другихномеров 1Я, заложенных в кодер10 номера станции. Часть из этих Хстанций в системе сбора информацииможет отсутствовать, и сообщений вотведенных для них временных интервалах в этом случае не передается,На временных диаграммах 19-29 Миг.2)показан случай, когда сейсмосигналпревышает пороговое значение на станциях 1.1 и 1.3 в первом цикле передачи сообщения станцией 1.1. длинойТ 1, гце И = 4, и на станции 1.2 вовтором цикле передачи сообщения станцией 1.1. Импульс напряжения проходит через элемент ИЛИ 8, Импульс свыхода последнего разрешает работухронизатора 9, Коммутатор 12 и передатчик 13 передают сообщение, содержащее информацию с кодера 11 и номерстанции с кодера 10.Время Тмежду двумя передачамисообщения одной из станций 1.1,1.Н системы не должно превышатьмаксимального интервала опроса сейсмоинформации с сейсмоприемника 14,обеспечивающего выделение сейсмоинФормации с заданной частотой в устройстве 3 регистрации и обработкиинформации. Например, если требуетсявыделить сейсмоннформацию с частотойГ = 0,5 Гц, то интервал опроса МТне должен превышать 1/5 Г, т,е, должен быть не более 0,4 с, Для Х = 4время Т, отведенное на передачуинформации одной станцией 1, не должно превышать 0,1 с,Процесс передачи сообщения каждойстанцией продолжается до тех пор,пока на всех станциях напряжение навыходе порогового элемента 15(Фиг.2, временная диаграмма 19) нестанет нулевым. При этом на выходетриггера 17 по окончании передачисообщения устанавливается нулевоенапряжение. Новое включение хронизатора 9 происходит только посредствомимпульса в случае приема сообщенияот других станций, на которых имеется превышение сейсмосигналом порогового уровня. Если ни в одном из принятых за время между двумя собственными передачами сообщений не зарегистрировано превышение порогового 5 158923 станций системы, за время межцу двумя передачами этой станции 1.М не будет обнаружено превышения порогового значения сейсмосигналом на выходесейсмоприемника 14 одной из станций 1.11.И, т.е. если триггер 16 этих станций не перебросится внулевое состояние. Импульс напряжения (фиг.2, временная диаграмма 26) с выхода хронизатора 9 в конце передачи устанавливает триггер 17 в нулевое состояние (фиг.2, диаграмма 20), подготавливая его к заоминанию факта превьнпения порога сейсмосигналом на выходе своего сейсмоприемника 14 за время между двумя передачами сообщения станции 1.М.Сообщение, переданное станцией 1.М, на которой сигнал с выхода сей смоприемника 14 превысил пороговое значение раньше, чем на других станциях 1.11.И, принимается остальными Истанциями 1.1. 1,М и самой передающей сейсмостанцией 25 1.М, На выходе приемника 4 каждой сейсмостанции 1.11.М к окончанию передачи сообщения имеется параллельный код, поступающий на декодеры 5 и 6. Декодер 6 номера стан ции формирует единичное напряжение (фиг.2, временная диаграмма 27) на одном из своих Я выходов, соответствующих номеру станции 1.М, передавшей сообщение, только в том случае, если на выходе декодера 5 информации имеется единичное напряжение (фиг.2, временная диаграмма 28) Оно появляется только тогда, когда на сейсмостанции 1.М., передавшей сообщение, на выходе триггера 17 присутствует единичное напряжение, т.е,только в том случае, когда сигнал с сейсмоприемника 14 превышает пороговый уровень порогового элемента 15.Импульс напряжения проходит через соответствующий элемент 7 задержки в виде импульса напряжения (фиг.2, вре-. менная диаграмма 29), задержанного от носительно исходного импульса на такое время С , чтобы передача сообщения станцией, принявшей сообщение от сейсмостанции 1.М, происходила в отведенном для нее временном интервале. Эти временные интервалы форми- .55 руются так же, как в известных системах связи с временным разделением каналов. Каждой из станций 1.11,К определен для передачи вре". 2 6менной интервал Т, превышающий длительность сообщения Т на величинул защитного временного интервала , Передача сообщения станциями 1.1,1.М производится в порядке ихуровня, то передача сообщений прекращается, Если в принятых сообщенияхобнаружено превышение порогового уровня, то триггер 1 б устанавливается внулевое состояние, запрещая прохож 5дение единичного напряжения на выходЭлемента И 18, так как в этом случаеЕдиничное напряжение на выходе элемента И 18, включив на передачу через элемент ИЛИ 8 хронизатор 9, нарушило бы имеющуюся в системе синхронность передачи сообщений различными станциями системы.Если превьшение сейсмосигналомпорогового уровня произошло кратковременно только на одной станции1,М системы, например, из-за помехито эта станция передает два сообщения, первое сообщение - по той при Очине, что на ней произошло превыШение порогового уровня, второе сообщение - что было принято свое жепервое сообщение, в котором содержалась информация о превышении порогового уровня, Все остальные станциисистемы передают сообшение толькоадин раз, так как информация о превышении порогового уровня содержитсятолько в первом сообщении станции ЗО1.И, от которого они и переходят врежим передачи сообщения,. Переход всех станций системы врежим поочередной передачи сообщений производится в случае, если хотябы на одной станции системы сейсмосигнал превышает пороговый уровень.Обратный переход всех станций системыв режим ожидания происходит, когдана всех станциях системы сейсмосигнал ниже порогового уровня,Перевод станций системы в режимпередачи сообщения сигналом с другихстанций имеет приоритет по сравнению с переходом в режим передачи отсвоего сейсмосигнала. Это сделанодля устранения возможности временного рассогласования временных интервалов передачи сообщения отдель. ными станциями и возникновения вследствие этого наложений передачи сообщения одной станции на передачу сообщения другой станцией,Если на нескольких станциях сис"темы произошло одновременное превы 55шение сейсмосигналом порогового уровня и они начали передачу сообщенийс разницей во времени не более Ть,то в системе возможен или сбой синхронизации моментов передачи остальных станций, или неприем сообщений от этих станций с перекрывающимися сообщениями. Для устранения этого не. обходимо стремиться уменьшить время передачи сообщения Т или так расположить сейсмостанции на местности относительно наиболее вероятного направления прихода сейсмоволны, чтобы сейсмоволна не приходила одновременно на несколько станций системы.Изобретение позволяет повысить эффективность использования каналов связии уменьшить потребление электроэнергии, так как передатчики всех сейсмостаций, являющиеся основными потребителями электроэнергии, передают информацию только при наличии предпосылок к появлению опасных . сейсмических явлений, не передавая бесполезную информацию, что важно при использовании в системе сбора информации радиосвязи.Ф ор м у л а и з о б р е т е н и яСпособ 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, о т л и ч а ю щ и йс,я тем, что, с целью повышения эффективности использования канала связи и снижения электропотребления сейсмостанциями системы эа 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 сейсмасигнал вьппе порогового уровня, передает свое сообщение без задержки,2, Система для сбора сейсмической информации, содержащая М сейсмостанций, каждая из которых имеет сейсмоприемник, пороговый элемент, приемник, передатчик и хрониэатор, первый выход которого подключен к первому входу передатчика, и устройство регистрации и ОбрабОтки информации, вход которого соединЕн с выходом одного из приемников, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с : целью снижения электропотребления сейсмостанций системы и повьппення эффективности использования каналов связи, в нее дополнительно введены на каждой сейсмостанции декодер информации, декодер номера станции, Б 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, Б выходов которого соединены с входами ее элементов задержки, И входов элемента ИЛИ соединены с выходами элементов задержки, а выход соединен с входом хронизатора, второй выход которОГО соединен с первым входом первого триггера, третий выход хрониэатора 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 М+ 1)-м 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 хрониэатора, второй вход коммутатора соединен свыходом кодера номера станции, третий вход коммутатора соединен с выходом кодера информации, а выход коммутатора соединен с вторым входом 25 передатчика, вход приемника и выходпередатчика каждой сейсмостанции соединены с леенией связи и являются входом н, выходом станции.11589232 Составитель В,Володиедактор А.Лежнина Техред М,Дидык рре евска раж 417 енного комитет 13035, Москва,иям при ГКНТ СС Производственно-,издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Закаэ 2539ВНИИПИ Государс Подписное по изобретениям и откр