СЕЙСМОГРАФ С ЛАЗЕРНОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ
SEISMOGRAPH WITH LASER REGISTRATION

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использована в средствах регистрации колебаний грунта, генерируемых сейсмическими волнами от естественных и искусственных источников (землетрясений, извержений вулканов, взрывов, техногенных катастроф и др.). [МПК G01V1/18]
Известны сейсмографы [1], сформированные на базе сейсмоприемников, например [2] (СВК-МIII, СВК-Д), электромеханических фильтров, регистрирующих гальванометров (ГК-УПМ), осветителей (коллиматоров) K-VIIIM [3] и регистриров станционных типа РС-IIМК [4]. Также из уровня техники известен сейсмограф, описанный в документе SU 195146 А1 (опубл. 12.04.1967, всего 3 листа).
При колебаниях грунта, инертная масса сейсмоприемника сохраняет состояние покоя, что приводит к сжатию или разряжению пружины, вследствие чего инертная масса приходит в колебательные движения относительно начального положения.
В дальнейшем изменяющееся в соответствии с колебаниями грунта напряжение усиливается гальванометрическим усилителем и регистрируется фотографическим путем при помощи зеркального гальванометра.
С
Г
Б
Недостатком данного сейсмографа является то, что с его помощью невозможно получить высокую разрешающую способность, а также то, что осуществлять регистрацию можно только в условиях полной темноты с последующим проявлением фотобумаги. Схема сейсмографа с гальванометрической регистрацией представлена на фиг. 1, где  - преобразователь сейсмометра; - рамка гальванометра с зеркальцем; О - оптический коллиматор; - барабан фоторегистрира.
Задачей изобретения является создание сейсмографа с гальванометрической регистрацией, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в повышении разрешающей способности сейсмографа и его возможности работать в любых условиях освещенности в реальном масштабе времени. Этот технический результат в предлагаемом сейсмографе, содержащем инертную массу, плечо и элементы подвеса, преобразователь колебаний инертной массы относительно основания в электрический сигнал и гальванический усилитель электрического сигнала с зеркалом гальванометра, достигается тем, что в него вместо оптического коллиматора [3] и фоторегистрира [4] введены лазер [5] и линейка фоточувствительных элементов [6] соответственно. Данная замена произведена для того, чтобы повысить разрешающую способность прибора за счет большей высоконаправленности лазерного излучения по сравнению со световым излучением коллиматора. Причем, монохроматичность лазерного излучения позволит осуществлять регистрацию в любых условиях освещенности. Кроме того, замена фоторегистрира на линейку фоточувствительных элементов (LCCD-линейку, п.з.с.-линейку) позволит осуществлять цифровую регистрацию и обрабатывать сигнал в реальном масштабе времени за счет исключения операций по работе с фотобумагой.
Сущность изобретения поясняется схемой, где на фиг.2 изображены: сейсмометр; гальванометр; 1-катушка сейсмометра в поле постоянного магнита; 2-рамка гальванометра; 3-линза фокусирующая; 4-фотоэлектронная линейка; 5-лазер.
Устройство работает следующим образом. Индукционная катушка 1, жестко скрепленная с маятником, помещается в однородное магнитное поле, чаще всего в поле постоянного магнита. При движении маятника магнитный поток, проходящий через катушку 1, меняется, и возникают электродвижущие силы, а, следовательно, в цепи, состоящей из катушки 1 и рамки гальванометра 2, возбуждается электрический ток. Этот ток регистрируется при помощи зеркального гальванометра следующим образом: излучение, формируемое лазером 5, фокусируется линзой 3 до требуемого диаметра, отражается от зеркальца гальванометра и попадает на линейку фоточувствительных элементов 4 (LCCD-линейку, п.з.с.-линейку). Требуемый диаметр фокусировки определяется исходя из размеров фоточувствительного элемента линейки. Регистрируемый сигнал оцифровывается и подается на ЭВМ, где может использоваться в виде сейсмограммы, удобной оператору для ее обработки на автоматизированном рабочем месте сейсмолога-интерпретатора.
Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявленное изобретение позволяет повысить разрешающую способность устройства и обеспечить цифровую регистрацию в любых условиях освещенности в реальном масштабе времени за счет применения в устройстве известного сейсмографа лазера и линейки фоточувствительных элементов (LCCD-линейки, п.з.с.-линейки) вместо оптического коллиматора и фоторегистрира соответственно.
Следовательно, техническое решение соответствует критерию "новизна".
Кроме того, так как заявленный технический результат может быть использован в системах сейсмического мониторинга (ядерных взрывов, землетрясений и т.п.), то изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники информации:
1. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР. - М.: Изд-во «Наука», 1974.
2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации изделия (сейсмографа) КСВ-М.00.000 ТО. - М.: 1974.
3. Инструкция по эксплуатации коллиматора К-VIII-М. Министерство приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР «ГЛАВФИЗПРИБОР».
4. Марносов В.П. Геофизические приборы. Регистрир станционный типа РС-IIМК. Выпуск 1, ч.1., учебное пособие. - М.: МО СССР, 1972. С. 55-58.
5. О. Звелто. Принципы лазеров. Пер. с англ. - третье издание перераб. и доп. изд. - М.: Мир, 1990. С. 18-22.
6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации системы регистрирования оптических спектров «Линейка 2К/14U» М.: Научный парк МГУ им. М.В. Ломоносова, НПО «Дельта-Тех». 2003г.