А.И. Куприянов - Основы защиты информации (1022813), страница 22
Текст из файла (страница 22)
В качестве приемников в сейсморазведке применяются элект' механические преобразователи, которые преобразуют механиский сигнал на входе (сейсмический импульс) в электричекий сигнал на выходе. Иначе сейсмоприемники называются сей' ометрами, или геофонами. При измерениях в воде прохождее сейсмической волны сжатия сопровождается мгновенными ":вменениями давления, улавливаемыми гидрофонами, которые уксируют за кораблем либо подвешивают на буях в толще воды и (на самых мелких местах) помещают на морском дне.
Гидроны также используются и при измерениях в условиях сильно сыщенных водой грунтов, которые встречаются на болотах, При- минками могут служить отдельные геофоны или гидрофоны либо : уппы этих устройств, последовательное или параллельное со-: инение которых позволяет получить на выходе суммарный сигал. Существует несколько разных типов сейсмоприемников, по инципу действия и устройству аналогичных микрофонам. Сай распространенный тип приемника, применяемый сейсми- еской разведкой на суше, использует электродинамический пре- " разователь (рис. 4.13).
В мягких грунтах сейсмоприемник уста' авливается с помощью штыря, а на твердых жестко крепится. олебания почвы, вызванные прохождением сейсмической вол- ы,передаются сейсмоприемнику. В идеале форма выходного сигнала сейсмоприемника почти по- торяет колебание почвы. Для сохранения формы сейсмического : Игнала сейсмоприемники должны иметь в пределах рассматриваого частотного диапазона плоскую амплитудную характеристии минимальные фазовые искажения, Поэтому резонансная ча- 103 Выход стота сейсмоприемников должна быть гораздо ниже основной частотной полосы сейсмическоЬ1 Б Х магнит го сигнала, который нужно заКатушха регистрировать. Чаще всего используются сейсмоприемники с резонансной частотой в интерРис.
4.13. Электродинамнческий вале 4... 15 Гц. Чувствительность сейсмоприемник сейсмоприемника,измеряемая в вольтах на его выходе, отнесенных к единице скорости движения катушки электродинамического преобразователя, определяется числом витков в катушке и напряженностью магнитного поля. Следовательно, для достижения большей чувствительности требуются приборы больших размеров и более массивной конструкции. Миниатюрные сейсмоприемники, применяемые в сейсморазведке, как правило, имеют чувствительность около 10 В/(м/с).
Электродинамические сейсмоприемники чувствительны только к той составляющей колебания почвы, которая совпадает с осью катушки. Продольные волны, распространяющиеся по вертикали от существующих в земле отражающих горизонтов, вызывают вертикальные колебания грунта, поэтому их легче всего обнаружить с помощью сейсмоприемников, содержащих вертикально стоящую катушку. Для регистрации тех сейсмических колебаний, которые вызывают в основном горизонтальные смещения грунта (как, например, горизонтально поляризованных поперечных волн), требуются сейсмоприемники с горизонтально смонтированной и способной перемещаться только по горизонтали катушкой.
Сейсмоприемники обычно размещаются в виде линейных или площадных групп, в которых выходные сигналы нескольких сейсмоприемников суммируются. 'Гакие группы позволяют образовать детекторы, обладающие свойством направленности и позволяющие пеленговать источник сейсмосигнала. Сейсмические усилители предназначены для усиления сигналов в диапазоне частот от нескольких единиц до нескольких сотен герц (в некоторых системах морской сейсморазведки до нескольких килогерц) и для обеспечения записи сигналов с весьма широким динамическим диапазоном амплитуд. Амплитуды колебаний почвы вблизи сейсмического источника могут значительно различаться: от первых вступлений интенсивных прямых и поверхностных волн до последующих вступлений очень слабых волн, вернувшихся на земную поверхность после отражения от глубинных горизонтов.
Отношение амплитуд, равное 106, соответствует динамическому диапазону в 120 дБ; максимальный динамический диапазон сейсмоприемников примерно 140 дБ, а минимальный уровень собственных шумов сейсмических усили- 104 й, составляющий около 1 мкВ, практически ограничивает мак- альный динамический диапазон сейсморегистрации величиной дб, 4.4.2.
Гравитационные поля ':,:. Гравиметрическая разведка исследует вариации гравитационполя Земли, вызванные различиями в плотности поверхно' ых и подповерхностных слоев. Основой является понятие аноьного тела, которое представляет собой объект, отличающий- '' по плотности от окружающих его земных пород. Эта область ладает аномальной массой и вызывает локальное искажение витационного поля. -,:: Очень многие ситуации приводят к возникновению гравитациных аномалий заметной величины.
Интерпретация гравитациых аномалий позволяет получать оценки глубины и формы " омального тела. ::": Возможность выполнять гравитационные съемки в морских ус';.виях расширяет сферу применения этого метода, так что его "ожно использовать практически в любых районах мира. ~;::. Основой гравиразведки является закон тяготения Ньютона, сосно которому сила притяжения Г между двумя массами т~ и ~, размеры которых малы по сравнению с расстоянием г между ими, определяется соотношением ~~тРЬ (4.57) :" е б — гравитационная постоянная (б = 6,67. 10 " мз * кг ' * с '). Гравитационное притяжение сферической невращающейся од'ородной Земли с массой М и радиусом г маленькой массы т на ' поверхности составляет бМ Г= — т= тя, (4.58) " е я — ускорение свободного падения; тя — вес тела.
Эллипсоидальная форма Земли, ее вращение, неровности рефа и неоднородное распределение масс в недрах приводят к ому, что сила тяжести на поверхности меняется. Гравитационное поле наиболее удобно определять через грави' ционный потенциал. В то время как гравитационное ускорение является векторной . личиной, имеющей как амплитуду, так и направление (вертиьно вниз), гравитационный потенциал выявляется скаляром и еет только амплитуду. Первая производная от 1Упо некоторому : вправлению дает компоненту силы тяжести по этому направлею. 105 (4.59) где Й вЂ” постоянная упругости пружины. В приборах, пригодных для гравитационных измерений на суше, И должно быть измерено с точностью 10 '.
Хотя большая масса и слабая пружина увеличили бы отношение иф и, следовательно, чувствительность прибора, на практике это сделало бы систему неустойчивой. Следом- тельно, в реальных приборах требуется усилить удлинение пружины каким-либо оптическим, механическим или электронным способом. Пружина в гравиметре должна выполнять двойную функцию, а именно: поддерживать грузик и служить измерительным устройством. Эту техническую проблему удалось решить в современных ас- Рис. 4.14.
Принцип грави метрических измерений 10б Среднее значение ускорения свободного падения на поверхности Земли составляет около 9,80 м/с2. Вариации силы тяжести, вызываемые вариациями плотности подземных масс, обычно имеют порядок 100 мкм/с'. Единицу 1 мкм/с' называют гравитационной единицей (ге). При гравиметрических съемках на суше легко достичь точности в +0,1 ге, что соответствует приблизительно одной стомиллионной нормального гравитационного поля.
На море достижимая точность измерений значительно меньше — примерно + 10 ге. Единицей силы тяжести в системе СГС является миллигал (1 мГал = 10 ' Гал = 10 ' см/с2), эквивалентный 10 ге. В первом поколении приборов гравитационной разведки для относительных измерений значения ускорения силы тяжести использовались небольшие маятники или наблюдались колебания крутильных весов, и хотя эти приборы были портативными, они требовали значительного времени для измерений.
Современные приборы, способные измерять силу тяжести значительно быстрее, носят название гравиметров. Гравиметры в своей основе являются пружинными весами, несущими грузик постоянной массы. Изменения веса этого грузика, вызванные вариациями силы тяжести, приводят к изменению длины пружины и являются мерой изменения силы тяжести. На рис. 4.14 пружина с начальной длиной (удлинилась на величину Ы в результате возрастания бя, вызвавшей увеличение веса грузика с массой и. Растяжение пружины пропорционально растягивающей силе (закон Гука), т.е.
ибо = /сй и ированных приборах, в кото- используется дополнитель- сила, действующая в том же к0ррехтж ' правлении, что и растяжение и сжатие) пружины, и, сле- вательно, усиливающая сме' ение грузика. Пример астазированного гра' метра изображен на рис. 4.15. от прибор состоит из укреп, енного на опоре рычага, несу'" его грузик и поддерживаемого О' '; "®х ': ружиной, прикрепленной как аз над его точкой опоры Вели точка опоРы чина момента силы, действую- в(8+А) щей со стороны пружины на рыаг, зависит от растяжения пру- Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
