Способ многоканальной регистрации сейсмических колебаний на инженерно-сейсмометрической станции
METHOD OF MULTICHANNEL RECORDING OF SEISMIC VIBRATIONS AT THE ENGINEERING SEISMIC STATION

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для регистрации сейсмических явлений на строительных объектах при землетрясениях, вызывающих повреждения зданий и сооружений.
Известен способ многоканальной регистрации сейсмических колебаний на инженерно-сейсмометрической станции, согласно которому при автономной регистрации сейсмических колебаний трехканальными сейсмостанциями на автоматический центральный пункт управления передают сигналы от самовключающихся сейсмостанций о включении на них регистрации. При наличии двух таких сигналов передают от автоматического пункта управления сигналы на принудительный запуск невключенных сейсмостанций и через определенный интервал времени единую метку времени на носители информации всех сейсмостанций инженерно-сейсмометрической станции (см. авт. свид. СССР №1442956, G01V 1/24, 1987 г.).
Недостатки известного решения заключаются в том, что способ не обеспечивает регистрацию сейсмических сигналов многоканальной цифровой сейсмометрической аппаратурой, что приводит к значительной вероятности потери полезной информации и недостаточной достоверности зарегистрированной информации.
Известен способ многоканальной регистрации сейсмических колебаний на инженерно-сейсмометрической станции, включающий размещение в заданных пунктах многокомпонентных сейсмографов, связанных с центральным пунктом управления, настройку сейсмографов на заданные пороги срабатывания, непрерывный прием сейсмических сигналов каждым сейсмографом и их регистрацию при превышении сейсмическим сигналом заданного уровня срабатывания (см. патент РФ №2008700, G01V 1/24, 1991 г.).
В устройстве, согласно которому реализован известный способ, носители информации выполнены в виде предварительного оперативного запоминающего устройства, оперативного запоминающего устройства и постоянного запоминающего устройства. В процессе работы осуществляется перенос информации из одного устройства в другое. Такое сложное выполнение носителя информации может привести к вероятности потери информации и снизить точность и достоверность зарегистрированной информации.
Предлагаемое решение позволяет устранить указанные недостатки.
Технический результат - повышение точности и достоверности измерения сейсмических колебаний.
Достигается это тем, что способ многоканальной регистрации сейсмических колебаний на инженерно-сейсмометрической станции характеризуется тем, что в заданных пунктах размещают цифровые трехканальные регистраторы сейсмических колебаний, передающие при включении регистрируемые сигналы на свои носители информации и соединенные с центральным пунктом управления, выполненным автоматическим, при этом часть цифровых трехканальных регистраторов сейсмических колебаний выполняют запускающими, имеющими возможность самостоятельного запуска, и для каждого из них устанавливают свой уровень срабатывания, при этом превышение порогового уровня сейсмических колебаний запускающих регистраторов контролируют компараторы аналого-цифровых преобразователей, осуществляющие сравнение порогового уровня с поступающими сигналами без регистрации последних и передающие сигналы о превышении уровня срабатывания на анализирующее устройство автоматического центрального пункта управления, которое осуществляет отключение аналого-цифрового преобразования на соответствующем регистраторе, а при наличии двух и более сигналов на входе анализирующего устройства управляющее устройство автоматического центрального пункта управления передает сигнал на одновременное включение аналого-цифрового преобразования на всех цифровых трехканальных регистраторах сейсмических колебаний, после чего все регистраторы осуществляют одновременную регистрацию сигналов на свои носители информации, причем аналого-цифровое преобразование осуществляют со стабильностью тактовой частоты, при которой отклонение времени снятия последнего аналого-цифрового сигнала со всех трехканальных цифровых регистраторов сейсмических колебаний составляет не более 1/10 времени между последовательными снятиями сигнала аналого-цифрового преобразования.
Предлагаемый способ многоканальной регистрации сейсмических колебаний позволяет повысить точность и достоверность измерения сейсмических колебаний, так как обеспечивает синхронность аналого-цифрового преобразования на всех цифровых трехканальных регистраторах сейсмических колебаний за все время регистрации.
Отклонение времени снятия последнего аналого-цифрового сигнала со всех трехканальных цифровых регистраторов сейсмических колебаний более 1/10 времени между последовательными снятиями сигнала аналого-цифрового преобразования приводит на высоких частотах к неконтролируемым ошибкам, которые могут достигать более 100%.
На фиг. 1 схематически изображена инженерно-сейсмометрическая станция для осуществления способа.
Инженерно-сейсмометрическая станция содержит цифровые трехканальные регистраторы 1 сейсмических колебаний, каждый из которых выполнен с аналого-цифровым преобразователем, имеющим компаратор 2, кварцевый резонатор 3 и свой носитель информации 4, автоматический центральный пункт управления 5 с анализирующим устройством 6 и устройством управления 7 и линии связи.
Часть 8 цифровых трехканальных регистраторов сейсмических колебаний выполнена запускающими, имеющими возможность самостоятельного запуска, и для каждого из них задан свой уровень срабатывания при превышении порогового уровня сейсмических колебаний. Этот уровень в цифровом виде контролируют компараторы 2 аналого-цифровых преобразователей. Компараторы разных запускающих регистраторов, расположенных в разных точках сооружений и грунта, срабатывают неодновременно в силу неодновременности достижения их порогов срабатывания. Компараторы аналого-цифровых преобразователей запускающих регистраторов осуществляют только сравнение текущих цифровых значений с предельными без их регистрации и соединены линиями связи с анализирующим устройством 6, представляющим собой, например, схему из элементов И или ИЛИ, автоматического центрального пункта управления 5.
Анализирующее устройство 6 осуществляет анализ поступающих от компараторов сигналов о превышении порогового значения сейсмического сигнала, при наличии которого прекращается аналого-цифровое преобразование на соответствующем запускающем регистраторе. При наличии на входе анализирующего устройства двух или более сигналов о превышении порогового уровня оно дает команду устройству управления 7 автоматического центрального пункта управления 5 на выработку управляющего сигнала. Устройство управления 7 может быть реализовано, например, в виде реле.
Управляющий сигнал поступает по линиям связи на аналого-цифровые преобразователи всех регистраторов и включает аналого-цифровое преобразование, чем обеспечивает одновременность начала регистрации на всех регистраторах 1, после чего все регистраторы осуществляют регистрацию сейсмических сигналов на своих носителях информации 4.
Аналого-цифровое преобразование осуществляют с частотами, обеспечиваемыми собственными кварцевыми резонаторами со стабильностью тактовой частоты, при которой отклонение времени снятия последнего аналого-цифрового сигнала со всех трехканальных цифровых регистраторов сейсмических колебаний составляет не более 1/10 времени между последовательными снятиями сигнала аналого-цифрового преобразования.
Сохранение синхронности аналого-цифрового преобразования на всех трехканальных цифровых регистраторах сейсмических колебаний за все время регистрации позволяет повысить точность и достоверность зарегистрированной информации при измерении сейсмических колебаний.