6 Устройство и работа с одноканальной сейсмической установкой – осу-1

ОСУ предназначен для сейсморазведочных работ методом преломлены волн при изучении малых глубин – первые десятки метров. В аппаратуре предусмотрено визуальное наблюдение сигнала и измерение времени прохождения сигнала от источника до сейсмоприемника. Источником упругих колебаний является кувалда.

Такого рода наблюдения могут быть использованы для изучения погребенного русла, уровня грунтовых вод, неглубоко залегающей поверхности кристаллических пород и т. д.

Комплект прибора содержит осциллоскоп, кувалду с размыкателем, сейсмоприемник, провода, аккумуляторы 10 НКН-22.

Техническая характеристика

1. Точность измерения времен 0,5-1 м/с

2. Диапазон измерения времени 5-600 м/с

3. КУ – 2,5*10⁶

4. Питание – 12-30 В.

5. Вес – 36 кг.

Принцип действия и схема прибора

Возбуждение упругих колебаний достигается ударом деревянной кувалды; отметка момента взрыва осуществляется размыкателем, установленным в ручке и связанным электрически с осциллоскопом. Сейсмические колебания преобразуются в электрические сейсмоприемником и подаются на вход осциллоскопа. Видимая сейсмограмма на ЭЛТ создается путем подачи напряжения развертки на горизонтальные пластины и усиленного напряжения с сейсмоприемника на вертикальные. В связи с длительным послесвечением экрана ЭЛТ (5-10с) имеется время для взятия отсчета прямо по свечению экрана.

Сигнал с сейсмоприемника подается на вход усилителя (рис. 6.1). Он содержит три каскада усиления обычного RC-типа и выходной каскад с двойным анодом, с нагрузки которых снимается напряжение на вертикальные пластинки ЭЛТ.

1–усилитель, 2–ЭЛТ, 3–блок задержки, 4–блок развертки, 5–преобразователь, 6–аккумулятор.

Рисунок 6.1 Блок-схема ОСУ-1

Блок задержки отметки момента удара смещает на заданное время начало записи сигнала с тем, чтобы разместить его на экране ЭЛТ.

Блок развертки служит для создания пилообразного напряжения, необходимого для горизонтальной развертки сигнала в заданном масштабе времени, а также смещения изображения в горизонтальном направлении.

Преобразователь предназначен для создания анодного питания ламп и содержит двухкаскадный транзисторный генератор-усилитель с трансформаторным выходом.

ЭЛТ – 8Л 039В имеет длительное послесвечение, регулировку яркости и фокусировки.

Конструкция прибора

Все ручки управления расположены на передней панели. Соединительные разъемы сейсмоприемника и катушки закреплены также на лицевой панели, разъем шланга питания расположен в задней части осциллоскопа. Электрическая схема смонтирована на двух шасси: на одном преобразователь, на другом – остальные блоки. С тыльной стороны шасси укреплен вольтметр для контроля за напряжением аккумуляторов и предохранительные колодки. В кожухе вырезано окно для доступа к предохранителям и вольтметру.

Органы управления и их назначение.

Основные органы управления: а) электронный луч; б) регулировка сигнала; в) развертка; г) задержки; д) вспомогательные.

а) Органы управления электронным лучом. Сюда относится: регулировка яркости, производится потенциометром сдвоенной ручки: «Яркость-фокус». Для регулировки яркости ручку прижимают от себя и вращают, а для фокусировки ту же ручку вращают потянув к себе. Смещение осциллограммы по вертикали производится ручкой «вверх-вниз».

б) Органы регулировки исследуемого сигнала.

Ослабление входного сигнала производится ручкой «Аттенюатор».

в) Органы управления разверткой. Род работы блока развертки устанавливается тумблером «Развертка ЖД – Непр». В положении ЖД – развертка ждущая, в Непр – автоколебательная, т. е. постоянная или автоматически изменяющаяся. Переключателем «Длител. развертки» производится скачкообразное изменение длительности развертки в пяти положениях: 50, 100, 150, 200, 250 м/с.

г) органы управления задержкой импульса отметки момента удара.

Переключатель «Отсчет времени 100» изменяет задержки в пределах 0,1-500 м/с. Каждая последующая ступень повышает задержку на 100 м/с. Переключатель «Отсчет времени 10» изменяет задержки на 10 м/с.

д) Вспомогательные органы управления.

Переключатель «Контроль питания» коммутирует цепь вольтметра для проверки аккумуляторов. Переключатель «Контроль задержки» подключает во 2-м положении импульс от кувалды непосредственно к блоку развертки для проверки блока.

Подготовка прибора

1. Прибор устанавливается в удобное для работы положение, подсоединяется фишка от сейсмоприемника к разъему «Вход У», от кувалды (через катушку) к разъему «Запуск».

2. Сейсмоприемник устанавливают в землю и подключают его к соединительному проводу.

3. Тумблер включения прибора ставится в положение «выкл».

4. Провод от катушки прибора подключается к кувалде.

5. Подключают шланг питания к прибору и батарее аккумуляторов к+12, ±6 и -12В (±6В подключается к середине батареи).

6. Тумблер включения прибора переводится в положение «выкл».

7. Открыв заднее окно прибора, устанавливают переключатель «Контроль питания» в оба положения – показания должны быть ≈6,3В.

8. Ручками «Яркость», «Фокус» устанавливают необходимое качество изображения (при этом ручка тянется от прибора и к нему).

9. Ручкой «Вверх–вниз» луч устанавливается на середину экрана.

10. Устанавливается ручка «Отсчет времени» (1-10-100) в нулевое положение, луч должен занять левое крайнее положение.

11. Одевается на трубку бленда.

Измерение

Измерение времени прихода сейсмической волны производится по осциллограмме, изображение сигнала сохраняется 5-10 с на экране ЭЛТ. Одновременно с ударом кувалды о грунт (возбуждением сейсмических колебаний) на экране трубки появляется отметка удара и через некоторое время – сейсмическое колебание. Расстояние между ними дает возможность определить время прохода волны (точнее ее первого вступления). Если установлена длительность развертки 50 м/с, это значит, что время пробега луча по экрану равно 50 мс. Ручка «Отсчет времени 1» при повороте на всю шкалу дает возможность сместить луч по экрану в горизонтальном направлении на то же время. Предположим, что первое вступление видно в средней части экрана. Перегоним луч ручкой «Отсчет времени 1» под первое вступление; зафиксированное положение ручки – N дает возможность определить время пробега волны t=(50/10)N, здесь 50 – длительность развертки, 10 – количество больших делений на шкале ручки «отсчет времени 1», N – количество делений, отсчитанных по той же шкале.

Если первые вступления не появились на экране ЭЛТ, необходимо включить задержку. Тогда t_пр=t_зад+t_разв n/N, где t_пр – время пробега волны, t_зад – время задержки, t_разв – время развертки, N – общее количество делений на шкале ручки «Отсчет времени 1», n – количество делений, полученных при перегоне луча той же ручкой.

Из формулы видно, что цена деления шкалы ручки «отсчет времени 1» меняется в зависимости от длительности развертки.

Техника проведения работ

Разбивается профиль с шагом 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60 м. Сейсмоприемник устанавливается вместе с прибором на нулевом пикете. Производится подготовка прибора (см. выше). На расстоянии 2-5 м от сейсмоприемника производится несколько ударов, просматривается форма сейсмограммы: форма должна быть с крутыми фронтами и амплитудой по вертикали 2-3 см. Фронт регулируется ручкой «Длительность развертки», амплитуда – аттенюатором или силой удара.

На первом пикете производится удар и выполняется измерение (см. выше). Результат измерения записывается в журнал (табл. 6.1).

Таблица 6.1 Полевой журнал сейсморазведки

№ п/п	№ пк	Расстояние с приемн- пункт удара	Время прихода волны	Прим.
1	2	3	4	5

Одновременно с записью строится годограф: по оси асцисс откладывается расстояние сейсмоприемника – точка удара в м, по оси ординат – время в мс.

Затем кувалда переносится на следующий пикет и измерения повторяются. Годограф должен быть прямолинейным. Если точка отклоняется от прямолинейного хода, измерения повторяются (прямая линия имеет один излом).

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

– Назначение, принцип устройства, конструкцию прибора.

– Порядок подготовки ОСУ к работе.

– Измерение прибором времени пробега волны.

– Технику работ.

– Описание полученных результатов.

Объем отчета – 2 страницы.