Регистратор сейсмических сигналов

«Р Е Г И С Т Р - 3МS»

Регистратор сейсмических сигналов

Техническое описание

Инструкция по эксплуатации

Оглавление

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ.. 2

1.ВВЕДЕНИЕ.. 2

2.НАЗНАЧЕНИЕ.. 2

3.КОМПЛЕКТНОСТЬ. 2

4.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.. 3

5.УСТРОЙСТВО И РАБОТА РЕГИСТРАТОРА.. 3

6.РЕЖИМЫ РАБОТЫ РЕГИСТРАТОРА.. 5

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ.. 6

1.ВВЕДЕНИЕ.. 6

2.ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.. 6

3.МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ.. 6

4.ПОДГОТОВКА И ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕГИСТРАТОРА.. 6

5.РАБОТА С РЕГИСТРАТОРОМ В ПОЛЕ.. 10

Программа «Reg3M. exe». 11

РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ.. 11

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ.. 11

1. ГЛАВНОЕ ОКНО ПРОГРАММЫ... 12

2. РАБОТА С РЕГИСТРАТОРОМ... 13

3. РАБОТА С СЕЙСМОГРАММАМИ.. 15

4. ФОРМАТЫ... 17

ПРИЛОЖЕНИЕ.. 19

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

1.ВВЕДЕНИЕ

1.1.Техническое описание предназначено для изучения устройства и принципа действия регистратора сейсмических сигналов ряда «РЕГИСТР-3МS».

1.2.В состав технического описания входят:

- техническое описание регистратора;

- описание принципа работы на уровне функциональной схемы.

Примечание: Объектные коды рабочей программы регистратора являются интеллектуальной собственностью разработчика, заказчику не предоставляются и защищены в устройстве аппаратно-программным способом.

Попытка несанкционированного обращения к рабочей программе выведет из строя или нарушит правильное функционирование регистратора.

1.3.Техническое описание содержит основные технические характеристики, описание общего устройства регистратора и принципа его действия на уровне функциональной схемы.

2.НАЗНАЧЕНИЕ

2.1.Регистратор сейсмических сигналов «Регистр-3мs» предназначен для мониторинговых исследований активности сейсмического поля, проведения региональных сейсмических работ, микросейсмического районирования, определения периода собственных колебаний строительных объектов.

2.2.Регистратор работает по принципу накопления сейсмических воздействий в точке регистрации с последующей записью и хранением данных на флэш-диске.

2.3.После заполнения флэш-диска сейсмическая (и служебная) информация перегружаются в РС через порт USB.

3.КОМПЛЕКТНОСТЬ

3.1.В состав регистратора входят:

-3-канальный регистратор сейсмических сигналов

«Регистр-3мs» 1шт

-3-компонентный датчик сейсмических сигналов

на базе приборов СВ-10 и СГ-10 1шт (доп. оборудование)

- кабель соедин. «Аккумулятор-регистратор» 1шт

- кабель соедин. «Регистратор-датчик» 1шт (доп. оборудование)

- кабель соедин. «Регистратор-компьютер» 1шт

- USB конвертер 1шт

- CD с инструкцией по эксплуатации, тех.

описанием и программой управления и сбора

данных регистратора 1шт

4.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

- число сейсмических каналов 3

- разрядность АЦП 16

- диапазоны регистрируемых частот (Гц) 0 – 2; 0 – 4; 0 – 8; 0 – 16; 0 – 32; 0 - 64

- коэффициент нелинейных искажений (%) 0,012

- коэффициенты усиления 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64,128

- уровень шумов, приведенный ко входу (мкВ) 0,28

- емкость флэш-диска (Мбайт) 12 (min)

- погрешность хода календаря-таймера (±сек/мес) 2

- скорость обмена данными с внешними устрой-

ствами через порт USB (не менее, Кбод) 256

- напряжение питания (В) 10… 20

- мощность потребления (Вт) 0,36

- масса регистратора (не более, кГ) 0,5

- габаритные размеры (мм) 155´65´170

- диапазон рабочих температур (град. С) -30…+45

5.УСТРОЙСТВО И РАБОТА РЕГИСТРАТОРА

5.1.Регистратор конструктивно выполнен в виде единого функционально законченного блока, размещенного в герметичном дюралюминиевом корпусе. Нормальное положение регистратора – вертикальное, хотя изменение этого положения не влияет на его работу. Соединительные разъемы и включатель питания расположены на верхней (лицевой) панели регистратора. Питание осуществляется от внешнего аккумулятора напряжением 12 В.

Рис.1. Функциональная схема регистратора.

5.2. На рис.1 приведена функциональная схема регистратора. Как видно, ядром прибора является управляющий контроллер (CPU) серии Atmega8515, выбор которого основан на том, что, во-первых, данный контроллер широко распространен в настоящее время; во-вторых, имеет широкий набор свободно доступных отладочных средств. Кроме того, данный контроллер обеспечивает своевременное решение всех необходимых задач внутри системы на тактовых частотах 8…16 МГц. При этом сохраняется относительно невысокое энергопотребление.

Руководствуясь этими соображениями, была выбрана частота кварцевого резонатора 10 МГц, которая позволяет программно (без дополнительных аппаратных средств) установить стандартную скорость обмена данными с компьютером через последовательный порт UART в режиме конверсии протокола ASCII в стандартный протокол USB.

Кроме контроллера CPU регистратор содержит три 24–разрядных аналого-цифровых преобразователя (ADC1 – ADC3), чип-флэш (FLSH), выполняющий функцию дискового накопителя информации, оперативную память RAM, календарь-часы с автономным питанием (TIME), селектор устройств (MX), регистр-защелку младшего байта адреса (REG) и источник опорного напряжения (REF). Все элементы прибора питаются от вторичного стабилизированного источника (U5).

5.3.Рабочая программа регистратора размещена по адресам внутренней флэш-памяти CPU. Часы TIME синхронизируются отдельно с помощью внутреннего осциллятора.

В момент включения питания осуществляется принудительный сброс системы, после чего CPU переходит к операции сканирования линии int1, определяя подключение внешнего устройства (РС). Если регистратор подключен к компьютеру, CPU переводит систему в режим ожидания внешнего запроса, т. е. регистратор переводится в режим диалога с оператором с соблюдением алгоритма «запрос – ответ» или «команда – выполнение». Во время диалога с регистратором оператор осуществляет контроль состояния всей системы и устанавливает требуемый режим работы регистратора, в том числе и режим работы AD. Последние данные фиксируются в EEPROM, размещаясь по стартовым адресам 00Н – FFH.

Если регистратор не подключен к компьютеру (линия int1 свободна), программа обеспечивает задержку, в течение которой происходит ожидание подключения внешнего устройства. По истечение задержки CPU обращается к стартовым адресам EEPROM, определяет установленный режим работы, в соответствии с которым загружает ADС1 – ADC3 необходимой информацией и переводит систему в режим периодической калибровки и съема данных с ADС1 – ADC3. Таким образом регистратор переходит к накоплению сейсмической и служебной информации, находясь в данном состоянии либо до заполнения флэш-диска (EEPROM), либо до подключения внешнего устройства к линии int1 CPU, либо до выключения питания.

5.4.При обмене данными с внешним устройством используется последовательный порт CPU (линии txd и rxd), при этом связь с компьютером осуществляется в асинхронном режиме, тогда как связь CPU с АЦП синхронизирована по линии txd (на рис.1 не показано), что обеспечивает скорость обмена данными близкую к 1 Мбод.

5.5.Линия р1.6 CPU является контрольной. Выполнение регистратором каких-либо действий подтверждается соответствующим изменением состояния выхода р1.6, который через буферный ключ (на рис.1 не показан) нагружен на светодиодный индикатор «контроль».

5.6.В целом система питается от 5-вольтного параметрического стабилизатора U5. С этой же питающей шины снимается потенциал для формирования опорного напряжения Uref. Кроме того, в регистраторе для питания flash используется импульсный преобразователь на напряжение 3 В (на рис. не показан).

6.РЕЖИМЫ РАБОТЫ РЕГИСТРАТОРА

6.1.Данная модификация регистратора имеет один основной режим работы с условным названием «Поток».

6.1.1.Режим «Поток».

В режиме «Поток» обеспечивается непрерывная регистрация всех выборок сигнала с трех независимых сейсмических каналов в течение некоторого времени с момента старта. Длительность регистрации обусловлена частотой среза ФНЧ. В таблице 1 показано максимальное время непрерывной регистрации в зависимости от частоты среза ФНЧ (частоты дискретизации).

Табл. 1

Частота среза ФНЧ (Гц)	Время регистрации сейсмограммы (чч:мм:сс)
2	38:26:52´2
4	19:13:26´2
8	09:36:43´2
16	04:48:21´2
32	02:24:10´2
64	01:12:05´2

Прекращение регистрации сейсмической информации происходит при:

а)выполнении программой регистратора поставленной задачи;

б)в результате заполнения всего диска;

в)принудительном (ручном) выключении регистратора;

г)снижении напряжения питания ниже допустимого (10 В).

Заполнение диска индицируется периодическим двойным кратковременным миганием светодиода «Контроль».

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

1.ВВЕДЕНИЕ

1.1.Настоящая инструкция предназначена для ознакомления с правилами эксплуатации и технического обслуживания регистратора сейсмических сигналов «Регистр-3мs».

1.2.При эксплуатации и техническом обслуживании регистратора необходимо дополнительно пользоваться техническим описанием, функциональной схемой и прилагаемым программным обеспечением.

2.ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

2.1.Регистратор «Регистр-3мs» является аппаратурой с микропроцессорным управлением, нормальная работа которой обеспечивается выполнением правил эксплуатации, изложенных в настоящей инструкции.

2.2.Перед эксплуатацией аппаратуры надлежит изучить техническое описание регистратора, режимы его работы, обратив особое внимание на уяснение его устройства и принципа общения с компьютером в оболочке прилагаемого пакета программ REG3МS. EXE.

2.3.При вводе в эксплуатацию регистратора следует выполнить работы, изложенные в разделе «Подготовка регистратора к работе» настоящей инструкции, а также выполнить установку необходимых драйверов USB, пользуясь «Руководством пользователя» (файл Рег_Руков_Польз. htm).

3.МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1.При эксплуатации регистратора необходимо соблюдать общие требования безопасности, изложенные в «Правилах техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

3.2.При проверках и ремонте регистратора с использованием электроизмерительных приборов, электроинструментов и освещения, питаемых от сети переменного тока, необходимо заземлять регистратор, а также упомянутые приборы и инструменты.

4.ПОДГОТОВКА И ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕГИСТРАТОРА

4.1.Лицевая панель регистратора показана на рис.2. На ней расположены три разъема, включатель питания и индикаторный светодиод «контроль».

К разъему «12 В» с помощью соответствующего соединительного кабеля подключается внешний источник питания (аккумулятор) любого типа на рабочее напряжение 10…20 В.

К разъему «ЭВМ» подключается переходник «регистр – USB», выход которого с помощью соответствующего кабеля соединяется с портом USB компьютера.

Разъем «СП» соединяется с разъемом сейсмического датчика с помощью соединительного кабеля «Регистратор – сейсмодатчик».

При первом подключении кабеля к USB компьютера произойдет запрос на установку драйверов USB. Далее необходимо следовать рекомендациям «Мастера установки», используя папку с драйверами R2176. После установки будет организован виртуальный СОМ порт (VCP) с присвоенным номером, с которым в дальнейшем следует работать.

4.2.Подготовка регистратора к проверочным работам заключается в следующем. Проверить с помощью мультиметра (или тестера) рабочее напряжение аккумулятора. Заряженный, пригодный к работе аккумулятор должен иметь напряжение 12,8…13,4 В. Подключить аккумулятор к разъему «12 В» регистратора. К разъему «ЭВМ» регистратора подключить (через переходник) USB порт. Включить регистратор. Индикатор «контроль» регистратора трижды кратковременно засветится, после чего погаснет. Регистратор распознал подключение внешнего устройства и вышел в режим диалога с компьютером (ожидание запроса).

Далее необходимо войти в рабочую программу REG3МS. EXE. Программа адаптирована для работы в ОС Win9x, ХР.

Рис.2.Комплект регистратора.

После запуска программы REG3МS. EXE открывается стартовое окно, показанное на рис. 3. Для установки связи с регистратором необходимо в верхнем баре выбрать номер установленного виртуального порта СОМ и нажать кнопку «считать диск регистратора», расположенную также в верхнем баре окна (все кнопки снабжены соответствующими «хинтами»). После этого регистратору будет отдана команда на установку контрольного соединения, выполнив которую регистратор пересылает в компьютер всю служебную информацию со своего диска. Открывается пользовательский интерфейс управляющей программы, показанный на рис. 4.

Рис. 3. Стартовое окно программы.

4.3. Работа в режиме «диалог» позволяет оперативно осуществить тестирование любого узла регистратора, установить текущее время, параметры всех АЦП, а также отформатировать диск. При наличии сейсмической информации в рабочей области диска указывается

Рис.4. Пользовательский интерфейс компьютерной управляющей программы.

количество записанных байт, которые могут быть считаны по команде «считать». Данные, расположенные в системной области чип-флэш, являются определяющими работу регистратора, поэтому пользовательский доступ к ним закрыт, а количество байт, находящихся в этой области, не может быть меньше двух. При форматировании в системной области всегда сохраняются параметры, установленные последними.

При чтении с диска регистратора данные трансформируются компьютерной программой в стандартный формат Smallint (signed 16-bit) и сохраняются на жестком диске РС в виде файла с расширением «*.m2».

4.4.В режиме диалога с компьютером регистратор выполняет следующие операции:

4.4.1.ТЕСТ СВЯЗИ. Операция выполняется автоматически при первой попытке установки связи с компьютером, в дальнейшем может выполняться при необходимости по заданию оператора.

4.4.2.ТЕСТ ВРЕМЕНИ. Осуществляется считывание текущего времени из автономного календаря регистратора (год-месяц-число-часы-минуты-секунды) и его индикация в окне «Время». После нажатия на клавишу «установка», каждое измененное значение времени можно перезаписать в календарь регистратора. Клавиша «текущее» инициирует перезапись времени компьютера в часы регистратора. Клавиша «Трс ® Рег» обеспечивает максимально возможную точность установки текущего времени в регистраторе по временным отсчетам компьютерного бортового таймера. Точность зависит от установленной операционной системы, тактовой частоты процессора компьютера и может достигать 3…5 мc.

Внутренние часы регистратора можно полностью выключить (вплоть до осциллятора). Достаточно в «баре» «Таймер» выделить раздел «выключить». Функция может быть полезной при длительной консервации регистратора.

4.4.3.АЦП. Окно включает выбор режима работы АЦП, необходимого ФНЧ и коэффициента усиления.

Клавиша «установка» инициирует установку выбранных параметров в регистраторе. Клавиша «тест» позволяет проверить параметры уже установленные в регистраторе.

4.4.4.ДИСК. Правая часть интерфейса отведена под информационное поле «ДИСК». Здесь индицируется общий объем диска в байтах, занятое и свободное пространство рабочей области диска в байтах и процентном соотношении. Ниже идет сектор форматирования диска.

ВНИМАНИЕ!!! После операции форматирования вся информация, хранящаяся на диске (за исключением данных в системной области) будет утрачена.

Клавиша «Тест» в рабочем поле «ДИСК» позволяет оперативно определить распределение занятого и свободного пространства диска в байтах и процентах.

Для считывания сейсмограммы с диска достаточно нажать клавишу «считать». При этом в окне «Считано, байт» будет высвечиваться количество считанных байт.

Примечание: Если сейсмограмма занимает не все пространство диска, а только его часть, то нет необходимости считывать весь диск. Достаточно считать количество байт равное или немного (сколько, не имеет значения) больше, чем число байт, индицируемое в окне «занято» («Рабочая область» диска), после чего выключить регистратор. Программа автоматически сформирует файл сейсмограммы (или гистограммы), имя которого будет указано в нижнем баре пользовательского интерфейса.

Окно «Паузы» является отладочным и используется только программистом для оценки качества связи между компьютером и регистратором.

5.РАБОТА С РЕГИСТРАТОРОМ В ПОЛЕ

5.1.Собственно работа с регистратором в поле заключается в правильном выборе пункта исследования сейсмической информации, а также в правильной установке сейсмического датчика в точке наблюдения. Соблюдение данных требований является неотъемлемой частью работы по изучению естественной или искусственной сейсмической активности в регионе исследования. В частности, всегда необходимо следовать принципу: уровень (амплитуда) естественного геосейсмического фона (шума) должен быть как можно меньше. В идеальном случае (для измерительной шкалы регистраторов ряда «Регистр») этот шум должен составлять 1…10 мкВ. При этом возможна регистрация сейсмических событий (местных или удаленных) чрезвычайно малой интенсивности, с магнитудой 1…2. Уровень столь малого геосейсмического фона можно получить только в глубоких скважинах или шахтах, поэтому, как правило, при изучении сейсмического поля в точке, расположенной на дневной поверхности, данный фон может достигать величины несколько сотен мкВ и более, что значительно сужает мгновенный динамический диапазон при регистрации сейсмических сигналов.

Более подробно с организацией и методикой проведения работ такого (или аналогичного) рода можно познакомиться в книге «Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях единой системы сейсмических наблюдений СССР», М., Наука, 1981. Пользуясь данной инструкцией и имея сейсмограммы, полученные с помощью 3-компонентного регистратора «Регистр-3мs» можно достаточно точно определять основные параметры сейсмических событий. В частности: эпицентральное расстояние до очага (D), координаты эпицентра (j°, l°), глубину очага (h), момент возникновения (t0), магнитуду (М), а также энергетический класс сейсмического события (К).

5.2.Если в наличии у пользователя имеется компьютер типа Note book, все операции, описанные в п.4, можно проделать непосредственно в полевых условиях. Если же такового не имеется, то в лабораторных условиях осуществляется контроль работоспособности регистратора по п.4, после чего регистратор устанавливается в точке исследований и включается. Естественно к разъему «12 В» регистратора должен быть подключен заряженный аккумулятор, а к разъему «Датчик» – сейсмический датчик, горизонтальные компоненты которого должны быть ориентированы в соответствии со странами света: компонента Х (1 канал) север – юг, компонента Y (2 канал) восток – запад, компонента Z (3 канал) является вертикальной и ориентируется автоматически. Для повышения точности установки датчика по вертикали желательно пользоваться пузырьковым уровнем.

После включения питания индикатор «контроль» начнет периодически засвечиваться и гаснуть, указывая на правильность работы прибора.

5.3.Рекомендуется не устанавливать регистратор вблизи силовых электроустановок, линий электропередач и каких-либо мощных коммутационных устройств. Следует помнить также, что разрешающая способность регистратора резко снижается при установке его в местах с высоким сейсмическим фоном (пром. площадка, генераторные установки, различные вибрирующие устройства и т. п.).

5.4.Рекомендуется (особенно в лесистой местности) поместить сейсмический датчик в подготовленный сухой шурф, глубиной 0,2…0.5 метра, снабдив шурф дренажным каналом для стока дождевой воды.

Допустимо полное погружение сейсмического датчика в воду (до уровня контактного разъема) и нахождение его в этом положении не более 2…3 суток.

5.5.Частичное или полное погружение регистратора в воду – недопустимо!

Если таковое событие имело место, регистратор следует вскрыть, тщательно просушить, после чего провести визуальный контроль элементов и печатных плат устройства, а также тестирование по полной программе (пункт 4 настоящей инструкции).

Программа «Reg3M. exe»

Версия 6.0.2.7 от 04/05/06 14:58 размер 822784 байт

РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Программа «Reg3M. exe» предназначена для чтения сейсмограмм из регистраторa Регистр-3М, просмотра и первичной обработки этих сейсмограмм в рабочем формате на компьютере с ОС Win9x/XP.

Программа имеет следующие возможности:

– чтение данных из регистраторa через USB-порт (Работа с регистратором) и сохранение сейсмограмм во внутреннем формате - этикетка с рабочими параметрами и блок сейсмотрасс (Форматы);

– отображение сейсмограммы на экране с закраской полупериода или без (Настройки);

– изменение масштаба, усиления сейсмограмм и отдельных трасс (Изменение масштаба);

– расчет смещения (Изменение масштаба);

– фильтрация сейсмограмм и отдельных трасс (Фильтрация);

– расчет спектров для сейсмограмм и отдельных трасс (Спектр);

– сохранение спектра в файл *.jpg (Спектр).

В программе реализовано 5 окон/форм:

1 - главное окно программы;

2 - окно для работы с регистратором;

3 - окно для работы с сейсмограммой;

4 - окно для отображения спектра сейсмограммы;

5 - окно с информацией о программе.

1. ГЛАВНОЕ ОКНО ПРОГРАММЫ

В этом окне сейсмограммы считываются из регистраторa (кнопка «Считать диск регистраторa ») или выбираются ранее считанные сейсмограммы для просмотра и первичной обработки. Выбор папки и отображение параметров этикетки производится по одиночному нажатию левой кнопки мыши в списке папок и в списке файлов. Состав списка файлов зависит от выбранной маски файлов (кнопка «Маски файлов»). По списку файлов можно продвигаться клавишами «Up», «Dn», заодно просматривая сейсмограммы, и открывать требуемую сейсмограмму клавишей «Enter» .

1.1. Создать новую папку

Эта кнопка предназначена для создания новой папки в рамках программы. Нажатие кнопки откроет стандартное диалоговое окно, в котором новая папка создается кнопкой «Создание новой папки». После ввода имени новой папки закрыть диалоговое окно. Новая папка появится в списке папок.

1.2. Считать диск регистратора

Содержимое диска сохраняется в папку, указанную в главном окне (существующую или созданную). Далее см. Работа с регистратором. 

1.3. Обновить список файлов

Эта кнопка обновляет измененный по каким-либо причинам список файлов. В основном обновление происходит автоматически, например, после чтения диска регистраторa. 

1.4. Маски файлов

Список файлов составляется по-разному в зависимости от системы и настроек компьютера. Окно «Маски файлов» предназначено для удобства просмотра списка файлов и содержит четыре варианта масок (см. Формат имени сейсмограммы):

N п/п	Маска	Описание
1	*.m2?	Файлы с расширением *.m2 плюс любой символ
2	*.m2; *.m2?	Файлы *.m2 и файлы *.m2 плюс любой символ
3	*.m2	Файлы только с таким расширением
4	*.*	Все файлы

 

1.5. Показать сейсмограмму

Просмотр сейсмограммы, указанной в списке файлов, происходит по нажатию кнопки «Показать сейсмограмму», двойным кликом левой кнопки мыши в списке файлов либо клавишей «Enter». Далее см. Работа с сейсмограммами.

2. РАБОТА С РЕГИСТРАТОРОМ

Обмен данными между регистратором и компьютером производится через USB-порт с помощью виртуального COM-порта (VCP), для правильной работы которого на рабочем компьютере нужно установить прилагаемые драйверы (Установка драйверов).

Для перехода в окно работы с регистратором необходимо выполнить следующие действия:

1) соединить гибким шнуром блок «РЕГИСТР - USB» с разъемом USB в компьютере;

2) компьютер отреагирует на подключение устройства «USB Serial Converter»:

а) в первый сеанс - приглашением установить драйверы для неизвестного устройства (Установка драйверов);

б) далее - нормальным звуком для USB-устройства, для которого есть все необходимые драйверы, при этом в компьютере в Диспетчере устройств появится информация об этом устройстве: контроллеры USB - «USB Serial Converter» и порты - «USB Serial Port», а в скобках номер СОМ-порта, который нужно указывать в главном окне программы при работе с регистратором.

3) подключить блок к разъему «ЭВМ» на панели регистратора;

4) включить регистратор (приветствие=тройное мигание);

5) в главном окне программы обязательно указать СОМ-порт для обмена;

6) выбрать папку в списке папок или создать новую, все считанные сейсмограммы будут размещены в ней;

7) нажать кнопку «Считать диск регистратора».

После этого регистратор по командам компьютера выполнит необходимые тесты и отобразит результаты в окне работы с регистратором. Данное окно содержит четыре панельки («Связь», «Календарь», «АЦП» и «Диск»), на которых расположены управляющие кнопки и информация, а также статусную строку с сообщениями-подсказками.

Установка драйверов для VCP

Необходимый для работы VCP-порта пакет находятся в папке «R2176». Если в компьютере установлены драйверы подобного типа, то необходимо выполнить их отмену, запустив программу «FTDIUNIN. exe», гибкий шнур при этом отключен от разъема USB в компьютере.

Далее гибким шнуром соединяем блок «РЕГИСТР - USB» с разъемом USB в компьютере и следуем инструкциям мастера по установке нового оборудования.

2.1. Связь

На этой панельке отображаются номер СОМ-порта, скорость обмена информацией между компьютером и регистратором, а также выполняется проверка связи нажатием кнопки «Тест связи».

 

2.2. Календарь

На эту панельку выводится информация (дата и время) из таймера регистратора, полученная нажатием кнопки «Тест». Для переустановки времени достаточно нажать кнопку «Текущее» и в окошечках появится время, установленное на рабочем компьютере, подкорректировать его при необходимости и нажать кнопку «Установка». Секунды при этом обнуляются, т. е. они не устанавливаются.

Бар «Чип» с переключающимися кнопками указывает, включен чип таймера или выключен. Выключение чипа следует выполнить в случае длительного неиспользования аппарата, т. е. на период консервации.

2.3. АЦП

Данная панелька отображает и переустанавливает следующие параметры для автономной работы регистратора:

а) ФНЧ в Герцах;

б) диапазон усиления в децибелах;

в) максимальное количество сейсмограмм, записываемых на диск, при смене этого параметра в окошечке снизу указывается время непрерывной регистрации одной сейсмограммы, а подсказка для этого окошечка содержит размер одной сейсмограммы в байтах.

Кнопка «Установка по умолчанию» выставляет следующие параметры на данной панельке:

ФНЧ= 32 Гц, Усиление= 8 дБ, Макс. кол-во сейсмограмм на диске= 1.

Переустановка параметров АЦП производится только для чистого, отформатированного диска после нажатия кнопки «Установка».

2.4. Диск

На этой панельке размещена информация о диске регистратора: количество сейсмограмм на диске, объемы в байтах и процентах свободного и задействованного пространства. Тест диска выполняется автоматически при установке связи и может быть повторен в любой момент кнопкой «Тест» на этой вкладке.

Кроме этого, на вкладке задается режим чтения диска, отображаются результаты его чтения и выполняется форматирование (чистка) диска.

Допускаются два варианта чтения сейсмограмм:

- все сейсмограммы, находящиеся на диске;

- по одной сейсмограмме, задав ее порядковый номер.

Считанная из диска информация временно помещается в файл «tmp. dsk» в текущую папку, из которого по окончании чтения производится переформачивание сейсмограмм(ы). Имена файлов формируются автоматически согласно нижеописанному формату, причем учтена возможность одинаковых имен и в этом случае все сейсмограммы будут сохранены как дубли.

Процесс форматирования диска занимает несколько секунд и визуально отображается, после чего автоматически совершается тестирование обновленного состояния диска.

3. РАБОТА С СЕЙСМОГРАММАМИ

В окне для работы с сейсмограммами выполняется масштабирование сейсмограммы, изменяются некоторые настройки, производятся оценка частоты сейсмического сигнала, фильтрация и расчет спектра, а также оценка смещения. Графическое отображение спектра сейсмограммы производится в отдельном окне. Статусная строка в нижней части окна отображает время в миллисекундах и амплитуду в милливольтах для текущего канала в текущей позиции курсора.

Подсказка для окна «Выбор объекта сейсмограмма/канал» содержит экстремумы в единицах АЦП (±32767) для всех трех каналов.

3.1. Настройки

В данном разделе меню содержится пять пунктов, регулирующих следующие параметры:

- АРУ: этот условный параметр позволяет отображать все каналы в одном графическом масштабе или в разных;

- D0: сейсмический сигнал может быть смещен относительно нуля в верхнюю или нижнюю область, данный пункт вводит поправку за нуль либо отменяет ее;

- mV: значение амплитуды сейсмического сигнала, указанное в статусной строке, имеет размерность милливольты или единицы АЦП;

- заливка положительной амплитуды сейсмического сигнала, аналогично работает кнопка на верхней панели;

- Время_Амплитуда (и номер канала) для текущей позиции мыши отображается или нет в статусной строке.

3.2. Изменение масштаба сейсмограммы или канала

Элементы управления масштабом сейсмограммы расположены в левой части нижней панели инструментов.

На панели «Регулировка амплитуды» расположены две пары кнопок: левая пара кнопок «Усиление амплитуды» и «Ослабление амплитуды» меняет амплитуду с шагом 6 дБ, правая пара - с шагом 2 дБ для всей сейсмограммы или выбранного канала в зависимости от выбранного в окне «Выбор объекта» параметра и условного параметра АРУ. Двойной левый клик мыши между этими парами кнопок вызывает сдвоенную кнопку смены канала, т. е. дублирует выбор аналогичного параметра в окне «Выбор объекта» (если кнопка «АРУ» отжата). Двойной левый клик по окну «Выбор объекта» возвратит режим работы со всей сейсмограммой. Далее расположены кнопки растяжки и сжатия сейсмограммы для масштабов от 1:1 до 1:5. Под окном «Выбор объекта» находятся кнопки перехода к началу и к концу сейсмозаписи.

3.3. Частота сигнала

Информационное окно «F» используется для оценки частота F сейсмического сигнала:

первый двойной левый клик по выбранной точке экстремума закрасит это окно в зеленый цвет, второй двойной левый клик по выбранной точке экстремума покажет частоту в герцах (выбору экстремумов способствует просмотр амплитуд в статусной строке);

Смещение

В информационных окнах «Смещение» и «Скорость смещения» отображаются соответствующие параметры сейсмического сигнала. Для расчета на выбранном участке сигнала правой кнопкой мыши необходимо указать две точки (максимума и минимума) в произвольном порядке (выбору экстремумов способствует просмотр амплитуд в статусной строке);

3.4. Фильтрация

При нажатии этой кнопки на нижней панели инструментов появляется панель с рабочими окошками для ввода параметров фильтра и кнопками управления, а сама кнопка «Фильтрация» остается нажатой на весь сеанс работы с фильтрами. В этом сеансе отсутствует возможность расчета F и V, но появляется возможность выделения левой кнопкой мыши окна, в пределах которого будет выполняться фильтрация. Отмена рамки выделения происходит по нажатию правой кнопкой мыши. Сеанс работы с фильтрами отменяется простым нажатием кнопки «Фильтрация», при этом исчезнет рабочая панель.

Для проектирования задаваемого фильтра требуется ввести следующие параметры:

- ФВЧ – верхняя граничная частота полосы пропускания;

- ФНЧ – нижняя граничная частота полосы пропускания;

- дФ – ширина переходной зоны между полосой пропускания и полосой подавления в герцах;

- Гиббс – относительная (в единицах коэффициента передачи в полосе пропускания) величина выбросов, которую также называют величиной или коэффициентом шума цифрового фильтра, коэффициент передачи Н=0.01..0.2.

Два первых параметра находятся в зависимости от периода дискретизации для данной сейсмограммы. Кроме этого, ими можно сформировать фильтры типа Полосовой, ФНЧ и ФВЧ.

Изменение двух последних параметров влияет на длину фильтра Nф,

Ввод значений в окошечках производится с клавиатуры, поэтому для удобства переход к следующему/предыдущему окошечку организован по клавишам «Tab»/ «Shift+Tab», после ввода Гиббс клавиша «Tab» обновит параметр Nф.

После вычисления Nф нажать на кнопку «Выполнить фильтрацию», для отмены этого действия нажать кнопку «Отмена фильтрации».

3.5. Спектр

При нажатии этой кнопки в нижней части экрана появляется панель с рабочими окошками для ввода параметров спектра-фильтра и кнопками управления, а сама кнопка «Спектр» остается нажатой. В этом сеансе отсутствует возможность расчета F и V, но появляется возможность выделения левой кнопкой мыши окна, в пределах которого будет выполняться расчет спектра. Отмена рамки выделения происходит по нажатию правой кнопкой мыши. Сеанс отменяется простым нажатием кнопки «Спектр», при этом исчезнет рабочая панель.

Для расчета спектра и проектирования фильтра требуется ввести следующие параметры:

- диапазон частот Ф1..Ф2 и Шаг в герцах, для которых будет рассчитан спектр;

- дФ – ширина переходной зоны между полосой пропускания и полосой подавления в герцах;

- Гиббс – относительная (в единицах коэффициента передачи в полосе пропускания) величина выбросов, которую также называют величиной или коэффициентом шума цифрового фильтра, коэффициент передачи Н=0.01..0.2.

Два первых параметра находятся в зависимости от периода дискретизации для данной сейсмограммы. Кроме этого, ими можно сформировать фильтры типа Полосовой, ФНЧ и ФВЧ.

Изменение двух последних параметров влияет на длину фильтра Nф,

Ввод значений в окошечках производится с клавиатуры, поэтому для удобства переход к следующему/предыдущему окошечку организован по клавишам «Tab»/ «Shift+Tab», после ввода Гиббс клавиша «Tab» обновит параметр Nф.

После вычисления Nф нажать на кнопку «Выполнить расчет спектра».

Процесс вычисления, сами графики спектра, а также значения частот и спектра по каналам, отображаются в отдельном окне, в котором допускаются следующие действия:

- копирование изображения всей картинки в буфер;

- сохранение изображения в графический файл типа *.jpg;

регулировка амплитуды для всех каналов сразу.

4. ФОРМАТЫ

Файл с сейсмограммой состоит из этикетки и блока сейсмических данных.

4.1. Формат имени сейсмограммы

Имя сейсмограммы формируется следующим образом:

“Месяц_Дата-Час. m2?”,

где “Месяц” = 01..12,

“Дата ” = 01..31,

“Час ” = 00..23.

расширение = *.m2”, если файла с таким именем нет в текущей папке;

“?” = ‘1’..’z’ (1..9..a..z), если файл с таким именем уже существует, то добавляется
один символ с целью создания дубля-имени сейсмограммы.

Например, имя файла «0724-16.m2» означает, что датой старта является 24 марта, время старта от 16:00 до 16:59; вторая сейсмограмма, полученная в этот же час, получит имя «0724-16.m21» и т. д.

4.2. Формат этикетки

Этикетки расположена в начале сейсмограммы по адресам $00..$67 (0..103), она содержит рабочие параметры в виде записи размером 104 байт.

4.3. Формат блока сейсмических трасс

Cейсмограмма организована в виде массива:

array[1..N,1..nKK] of word,

где N – количество выборок в каждой трассе;

nKK = 3 = количеству каналов-трасс в регистраторе;

word – выборка АЦП одного канала размером 2 байта в формате
(Старший_байт, Младший_байт).

Адрес байта	Содержание
104+6*(1-1)+0	1-я выборка 1-го канала, старший байт
104+6*(1-1)+1	1-я выборка 1-го канала, младший байт
104+6*(1-1)+2	1-я выборка 2-го канала, старший байт
104+6*(1-1)+3	1-я выборка 2-го канала, младший байт
104+6*(1-1)+4	1-я выборка 3-го канала, старший байт
104+6*(1-1)+5	1-я выборка 3-го канала, младший байт
104+6*(2-1)+0	2-я выборка 1-го канала, старший байт
104+6*(2-1)+1	2-я выборка 1-го канала, младший байт
104+6*(2-1)+2	2-я выборка 2-го канала, старший байт
104+6*(2-1)+3	2-я выборка 2-го канала, младший байт
104+6*(2-1)+4	2-я выборка 3-го канала, старший байт
104+6*(2-1)+5	2-я выборка 3-го канала, младший байт
104+6*(3-1)+0	3-я выборка 1-го канала, старший байт
104+6*(3-1)+1	3-я выборка 1-го канала, младший байт
104+6*(3-1)+2	3-я выборка 2-го канала, старший байт
104+6*(3-1)+3	3-я выборка 2-го канала, младший байт
104+6*(3-1)+4	3-я выборка 3-го канала, старший байт
104+6*(3-1)+5	3-я выборка 3-го канала, младший байт
…………	…………………………………………..
104+6*((N-1)-1)+0	(N-1)-я выборка 1-го канала, старший байт
104+6*((N-1)-1)+1	(N-1)-я выборка 1-го канала, младший байт
104+6*((N-1)-1)+2	(N-1)-я выборка 2-го канала, старший байт
104+6*((N-1)-1)+3	(N-1)-я выборка 2-го канала, младший байт
104+6*((N-1)-1)+4	(N-1)-я выборка 3-го канала, старший байт
104+6*((N-1)-1)+5	(N-1)-я выборка 3-го канала, младший байт
104+6*(N-1)+0	N-я выборка 1-го канала, старший байт
104+6*(N-1)+1	N-я выборка 1-го канала, младший байт
104+6*(N-1)+2	N-я выборка 2-го канала, старший байт
104+6*(N-1)+3	N-я выборка 2-го канала, младший байт
104+6*(N-1)+4	N-я выборка 3-го канала, старший байт
104+6*(N-1)+5	N-я выборка 3-го канала, младший байт

На сейсмограмме каналы отображены следующим образом:

№ канала п/п	Компонента
1-й	Север – Юг
2-й	Восток – Запад
3-й	Z (вертикальная составляющая)

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.5. Окно просмотра сейсмограммы в режиме «Поток».

Рис.6. Расчет спектров сейсмограммы, показанной на рис.5 в окне визуализации.