УСТРОЙСТВО АВТОНОМНОЙ РЕГИСТРАЦИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Полезная модель относится к геофизическому оборудованию, а именно к бескабельным телеметрическим устройствам.
Из предшествующего уровня техники известен блок автономной регистрации, содержащий корпус со съемной крышкой, аккумуляторную батарею, усилитель, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), модуль с wi-fi антенной, модуль с GPS антенной, плату электронной памяти, отличающийся тем, что имеет встроенный аналоговый геофон, предназначенный для преобразования механических колебаний поверхности земли в электрический импульс с последующей передачей его на усилитель и АЦП для преобразования в цифровой код и записи в электронную память. Также известно бескабельное устройство регистрации сейсмических данных (Патент на полезную модель РФ №199415 Бескабельное устройство регистрации сейсмических данных) отличающееся тем, что вместо аналогового геофона в устройство установлен молекулярно-электронный датчик для работы на низких частотах. Поскольку датчик активный и требует питание, то мощность потребления устройства увеличивается и соответственно время непрерывной регистрации значительно уменьшается. Также недостатком является зависимость чувствительности от температуры окружающей среды, что ограничивает его применение в широком спектре температур.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в увеличении чувствительности при регистрации широкого спектра сейсмических сигналов и повышения потребительских возможностей использования настоящего устройства в процессе проведения геофизических исследований в диапазоне широкого спектра температур от -40 до +70 градусов Цельсия.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение чувствительности к слабым сейсмическим сигналам и, соответственно, расширение динамического диапазона регистрации полезных сейсмических сигналов путем применения не требующего электропитания аналогового геофона GS-ONE, имеющего повышенную чувствительность в 4.6 раз по отношению широко используемого геофона GS-20DX, и, как следствие, повышение информативности геологической среды.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что устройство автономной регистрации сейсмических данных имеет корпус с металлическим штырем, со встроенной в корпус литий-полимерной батареей, расположенные под крышкой корпуса подпружиненные контакты для обеспечения заряда внутренней батареи и для считывания данных из памяти устройства без предварительного разбора устройства с использованием протокола Ethernet, плату с расположенными на ней устройствами электронной памяти, усилитель с дифференциальным входом, АЦП, процессор, модуль с Wi-Fi антенной, модуль с GPS антенной, аналоговый геофон, который устанавливается в нижнюю часть корпуса для обеспечения надежного контакта со штырем, отличающееся тем, что используют аналоговый геофон с чувствительностью в 4.6 раза выше, чем у традиционного геофона типа GS20DX, корпус герметичный, по IP68 и выполнен из удара прочного пластика.
Устройство поясняется чертежами, на которых изображена структурная схема устройства автономной регистрации сейсмических данных (фиг. 1) и общий вид устройства автономной регистрации сейсмических данных (фиг. 2).
Позициями на чертежах обозначены:
1 - субблок «Контроллер»,
2 - субблок «Устройство аналоговое»,
3 - аналоговый геофон,
4 - устройство питания с литий-полимерной батареей,
5 - GPS-приемник,
6 - WiFi/Bluetooth-модуль,
7 - процессор,
8 - LAN-модуль,
9 - усилитель,
10 - аналогово-цифровой преобразователь,
11 - Flash-память,
12 - подпружиненные контакты.
В состав устройства автономной регистрации сейсмических данных входят следующие узлы и блоки:
Субблок контроллера 1, обеспечивающий управление и синхронизацию работы узлов и блоков;
Субблок «Устройство аналоговое» 2, обеспечивающий предварительное усиление и последующее преобразование в цифровой код аналогового сейсмического сигнала, поступающего от встроенного аналогового геофона;
Аналоговый геофон 3, обеспечивающий прием сейсмических сигналов в широком динамическом диапазоне;
Устройство питания, обеспечивающее электропитанием все узлы и блоки.
Субблок «Контроллер» 1 включает в себя GPS-приемник 5, Wi-Fi/Bluetooth-модуль 6, процессор 7, LAN-модуль 8, Flash-память 11;
Субблок «Устройство аналоговое» 2 включает в себя усилитель с дифференциальным входом 9 и аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 10.
Устройство автономной регистрации сейсмических данных имеет пластиковый корпус с металлическим штырем и крышкой. В корпус встроена литий-полимерная батарея. На крышке корпуса расположены подпружиненные контакты для обеспечения заряда внутренней батареи и для считывания данных из памяти устройства без предварительного разбора устройства с использованием протокола Ethernet. В корпусе также размещена плата с расположенными на ней процессором, электронной памятью, 24 разрядным АЦП, усилителем с дифференциальным входом, модулем с wi-fi антенной, модулем с GPS антенной, LAN-модулем и устройством питания без литий-полимерной батареи. Геофон с высокой чувствительностью и нелинейными искажениями менее 0.05%, устанавливается в нижнюю часть корпуса для обеспечения надежного контакта со штырем, который заглубляется в грунт для приема слабых сигналов, поступающих от земной поверхности в результате возбуждения последней разного типа сейсмическими источниками.
Для удобства использования устройства при широком спектре температур от -40 до +70 градусов Цельсия, все модули, включая аналоговый геофон, установлены в один герметичный пластиковый корпус по IP68.
В заявляемом устройстве могут быть использованы разные типы аналоговых геофонов, отличающихся по собственной частоте, частотному диапазону, входному сопротивлению
Устройство работает следующим образом. Оператор производит установку устройства на земной поверхности, заглубляя его посредством штыря на небольшую глубину. Включает питание устройства посредством поднесения магнита к корпусу устройства. Устройство запускается в работу и определяет координаты места установки и синхронизируется по сигналу спутника. При создании сейсмоисточником колебаний земной поверхности и поступлении на вход устройства отраженных волн геофон принимает механические колебания и преобразует их в электрический сигнал, который поступает последовательно на усилитель и 24-разрядный аналогово-цифровой преобразователь для оцифровки и впоследствии записывается в память устройства. Далее сигнал может быть извлечен из памяти устройства через модуль Wi-Fi для последующей обработки в вычислительном центре.