Сейсмические приборы: статья

ЦИФРОВОЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ РЕГИСТРАТОР “ЕРМАК-5”. ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ
П.Г. БУТЫРИН1
Ф.Г. ВЕРХОЛАНЦЕВ2
А.В. ВЕРХОЛАНЦЕВ1
Д.Ю. ШУЛАКОВ1
1 Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, филиал “Горный институт Уральского отделения Российской академии наук”
2 Сектор сейсмического мониторинга Уральского региона, Федеральный исследовательский центр “Единая геофизическая служба Российской академии наук”
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 54
Номер: 2
Год: 2018
Страницы: 5-23
УДК: 550.8.08
DOI: 10.21455/si2018.2-1
Ключевые слова: сейсмологический мониторинг, сейсмический регистратор, система сбора данных, синхронизация времени, автономная сейсмическая станция, широкополосный сейсмоприемник, аналого-цифровой преобразователь, приемник GPS
Аннотация: Рассмотрены необходимые условия для проектирования и успешного внедрения цифрового сейсмического регистратора “Ермак-5”. Приведен краткий обзор аналогичных технических решений, применяемых в современных системах сейсмологического мониторинга, и выполнен их качественный сравнительный анализ. Обоснованы технические и эксплуатационные требования, в соответствии с которыми разработан регистратор. Приведены результаты выполненных лабораторных и полевых экспериментов, необходимых для подтверждения ключевых технических характеристик прибора. При этом особое внимание уделено соответствию амплитудно-частотных характеристик регистратора эталонным аналогам. Для сравнительного тестирования использовались различные типы сейсмометров. Приведено описание аппаратной и программной реализации системы гибкого управления питанием модулей регистратора, которая предназначена для снижения потребляемой мощности. Минимальное значение потребляемой мощности составляет около 300 мВт при регистрации по шести каналам, что позволяет эффективно использовать прибор для проведения длительных измерений с применением автономных источников питания. Ядро времени сейсмического регистратора разработано с использованием специальных алгоритмов, позволяющих достичь технологического максимума увеличения точности синхронизации внутренних часов с использованием систем GPS/GLONASS (сотни наносекунд) и служб NTP (десятки микросекунд). Рассмотрены детали алгоритмов синхронизации и приведено описание экспериментальной установки для лабораторного и полевого тестирования точности временной синхронизации. Важной особенностью, значительно влияющей на эффективность эксплуатации, является наличие у регистратора графического дисплея, на который кроме времени и параметрической информации выводятся волновые формы в различных режимах отображения. Обобщен опыт внедрения на различных объектах сейсмологического мониторинга, который учтен в процессе доработки проекта регистратора.