Группирование сейсмоприемников

Первым звеном сейсморегистрирующего канала является первичный преобразователь класса датчиков, который воспринимает смещение частиц среды, вызванное приходом упругой волны, и преобразует скорость смещения механических колебаний в переменное электрическое напряжение. Этот прибор называется сейсмоприемником.

При работах на Александровской площади будут использоваться сейсмоприемники типа GS-20DX, это индукционные сейсмоприемники электродинамического типа. Конструкция приборов инерционного типа предусматривает прем с их помощью вертикальной и горизонтальной составляющей. В качестве инертной массы используют полый немагнитный металлический цилиндр. На который намотан медный изолированный провод так, что образуется катушка в каркасе. Это конструкция с помощью крепкой пружины крепится к корпусу сейсмоприемника. Одна или две плоские пружины, фиксирующие инертную массу относительного корпуса прибора, образуют вместе с ней колебательную систему смещающуюся внутри узкого зазора между постоянным магнитном и корпусом сейсмоприемника.

Приперемещение инертной массы в магнитном поле постоянного магнита преобразователя в витках катушки возникает ЭДС, т.к. при этом происходит изменение потока магнитной индукции через плоскость витков катушки. Амплитуда ЭДС оказывается пропорциональна скорости смещения корпуса сейсмоприемника, напрямую зависящей от скорости смещения частиц среды, в которых находится прибор.

При группировании сейсмоприемников ряд сейсмоприемников устанавливается вдоль, в крест профиля или равномерно по площади, подключается к одному усилителю, и в результате регистрируется один суммарный сигнал. Выбор количества сейсмоприемников в каждом канале, системы их расстановки, расстояний между ними производятся опытным путем в целях наилучшего выделения определенной волны.

При группировании подчеркиваются волны, подошедшие одновременно ко всем сейсмоприемникам группы снизу, а волны, пришедшие с других направлений, ослабляются. Подобранные параметры группы должны обеспечивать попадание спектральных составляющих волн – помех в полосу их непропускания. При этом полезные волны с минимальными кажущимися скоростями и максимальными частотами должны располагаться в пределах основного максимума характеристики направленности на уровне не ниже 0, 7.

Рассчитаем параметры группирования сейсмоприемников, имея следующие данные о параметрах полезных волн и волн-помех: частота поверхностной волны колеблется в диапазоне от 15 до 20 Гц; скорость поверхностной волны колеблется в диапазоне от 300 до 400 м/с; частота отраженной волны равна 50 Гц; скорость отраженной волны равна 5000 м/с.

1) Определяем волновые числа:

; (1).[1].

где - минимальная частота волны - помехи, Гц;

- максимальная скорость волны – помехи, м/с.

; (2).[1].

где - максимальная частота волны – помехи, Гц;

- минимальная скорость волны – помехи, м/с.

; (3).[1].

где - частота отраженной волны, Гц;

- скорость отраженной волны, м/с.

2) Определяем расстояние между элементами группы

(4).[1].

3) Определяем базу группы

L = 11*60 = 660 м. (5).[1].

Исходя из того, что база большая, я предлагаю уменьшить шаг наблюдения до 3м.

5) Проверим оптимальность подобранных параметров:

Находим волновые числа при шаге = 3 м.

(6).[1].

(7).[1].

(8).[1].

6)Рассчитаем статистический эффект:

; (9).[1].

= 3, 5

Строим характеристику направленности 2-го рода для приемников.

Подобранные параметры группы приемников, при построении характеристики направленности второго рода, показали, что отраженная волна принимается с большей чувствительностью, чем поверхностная волна.

Исходя из этого, предлагается применить группирование из 12 сейсмоприемников на базе 33 метров с шагом между приборами 3 метра. Это позволит увеличить соотношение сигнал-помеха.

Характеристика направленности 2-го рода представлена на рисунке 5.

Рисунок 5- характеристика направленности 2-го рода.

Исходя из характеристики направленности 2 – го рода, следует, что подобные параметры группы приемников обеспечивают прием отраженной волны и подавление помехи.

На основании проведенных расчетов, я считаю, что данная групп является оптимально для данных сейсмогеологических условий.

1 2 345