Малогабаритный унифицированный модуль сейсмоприемника…

ISSN: 2079-5165, eISSN: 2410-7948, https://elibrary.ru/title_about.asp?id=32295; http://std.ifz.ru/

Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 1, с. 5–14. DOI: 10.21455/std2018.1-1

The metadata in English is presented at the end of the article!

УДК 550.34.038.8

МАЛОГАБАРИТНЫЙ УНИФИЦИРОВАННЫЙ МОДУЛЬ СЕЙСМОПРИЕМНИКА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ СМ-3МУ

© 2018 г. И.П. Башилов1, С.П. Бреднев4, В.А. Меркулов3, П.М. Уткин4,

Л.Я. Шугаль2, С.Ю. Червинчук1

1 НТЦ “Геотехфизприбор” Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

2 Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, Россия

3 ФГУП “ПО Октябрь”, г. Каменск-Уральский Свердловской области, Россия

4 ФГУП ВНИИА им. Н.Л. Духова, г. Москва, Россия

Автор для переписки: И.П. Башилов, e-mail: ipbashilov@mail.ru

Главное

– разработан и испытан малогабаритный модуль сейсмоприемника СМ-3МУ

– модуль работает в режиме велосиметра в диапазоне 0.5–40 Гц

– использованы унифицированные детали и узлы

– постаментные, скважинные, донные вертикальные и трехкомпонентные приборы

– проведены успешные испытания трех макетных образцов

Аннотация. Приводятся результаты начатой в 2015 г. разработки малогабаритного модуля сейсмоприемника СМ-3МУ, близкого по своим характеристикам к СМ-3. Модуль работает в режиме велосиметра с электронным усилителем в частотном диапазоне 0.5–40 Гц с разрешением 10–9 м/с на частоте 1 Гц с динамическим диапазоном ∼130 дБ и коэффициентом преобразования 2000 В⋅с/м. Конструкция модуля предусматривает возможность его применения в постаментных, скважинных, донных вертикальных и трехкомпонентных сейсмоприемниках. Разработана эскизная конструкторско-технологическая документация. Изготовлены три макетных образца модуля для исследования характеристик и проведения испытаний. Проведены соответствующие лабораторные и натурные испытания. Результаты исследований и испытаний подтвердили соответствие полученных реальных характеристик заданным, что дает основание для дальнейшего развития этого направления работ с решением вопроса производства сейсмоприемников на основе модуля.

Ключевые слова: сейсмический модуль, короткопериодный сейсмометр, приведенная длина маятника, масса маятника, собственный период, амплитудно-частотная характеристика, чувствительность сейсмического канала, динамический диапазон.

Цитируйте эту статью как: Башилов И.П., Бреднев С.П., Меркулов В.А., Уткин П.М., Шугаль Л.Я., Червинчук С.Ю. Малогабаритный унифицированный модуль сейсмоприемника высокого разрешения СМ-3МУ // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 1. С.3–11. [Тематический выпуск “Прецизионный геофизический мониторинг природных опасностей. Часть 1. Приборы и технологии”]. DOI: 10.21455/std2018.1-1

Литература

Башилов И.П. Аппаратура для геофизических исследований, мониторинга инженерных сооружений и среды обитания по обеспечению безопасности // Научное приборостроение. 2001. № 3. С.8–12.

Башилов И.П., Дараган С.К., Медникова В.Н., Шугаль Л.Я., Куликов В.И., Гончаров А.И. Скважинный сейсмоприемник на основе модуля СМ-5 // Геофизические процессы в нижних и верхних оболочках Земли. Сб. научных трудов ИДГ РАН. Кн. 2. М.: ИДГ РАН, 2003. С.365–373.

Башилов И.П., Волосов С.Г., Королёв С.А., Меркулов В.А. О внедрении нового поколения сейсмометрической аппаратуры в промышленность // Сб. материалов научно-практической конференции “Научное приборостроение – современное состояние и перспективы развития”. М., 2016. С.191–193.

Токмаков В.А., Власов В.И. О развитии сейсмометра СМ-3 и его возможностях // Сейсмические приборы. М.: Наука, 1984. Вып. 16. С.3–9.

Сведения об авторах

БАШИЛОВ Игорь Порфирьевич – доктор технических наук, главный научный сотрудник, НТЦ “Геофизприбор” Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499) 254-30-60. E-mail: direction@ifz.ru; Web site: http://www.ifz.ru/ (автор для переписки)

БРЕДНЕВ Сергей Петрович – главный специалист, ФГУП ВНИИА им. Н.Л. Духова. 115304, г. Москва, ул. Луганская,  д. 9. Тел.: +7(495) 321-35-01. E-mail: vniia@vniia.ru

МЕРКУЛОВ Валерий Алексеевич – главный конструктор по приборной продукции, начальник отдела главного конструктора, ФГУП “ПО “Октябрь”. 623400, Свердловская область, г. Каменск-Уральский, ул. Рябова, д. 8. Тел.: +7(3439) 33-96-88. E-mail: ogk@neywa.ru; Web site: http://www.neywa.ru/

УТКИН Петр Михайлович – ведущий инженер – исследователь, ФГУП ВНИИА им. Н.Л. Духова, 115304 г. Москва, ул. Луганская, д. 9. Тел.: +7(495) 321-35-01. E-mail: vniia@vniia.ru.

ШУГАЛЬ Леонид Яковлевич – ведущий инженер, Институт динамики геосфер РАН. 119334,  Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(916) 502-06-14. E-mail:  geospheres@ idg.chph.ras.ru

ЧЕРВИНЧУК Сергей Юрьевич — старший научный сотрудник, НТЦ “Геофизприбор” Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499) 254-30-60. E-mail: direction@ifz.ru; Web site: http://www.ifz.ru/

METADATA IN ENGLISH

About the journal

NAUKA I TEKHNOLOGICHESKIE RAZRABOTKI (SCIENCE AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS), ISSN: 2079-5165, eISSN: 2410-7948, DOI: 10.21455/std; https://elibrary.ru/title_about.asp?id=32295; http://std.ifz.ru/. The journal was founded in 1992.

SMALL-SIZED UNIFIED MODULE OF SEISMIC RECEIVER

OF HIGH-RESOLUTION SM-3MU

I.P. Bashilov1, S.P. Brednev4, V.A. Merkulov3, P.M. Utkin4, L.Ya. Shugal2,

S.Yu. Chervinchuk1

1 Scientific and Technical Center “Geotechfizpribor”, IPE RAS, Moscow, Russia

2 Institute of Dynamics of Geospheres RAS, Moscow, Russia

3 FSUE “PO October”, Kamensk-Uralsky, Sverdlovsk region, Russia

4 FSUE VNIIA them. N.L. Dukhov, Moscow, Russia

Corresponding author: I.P. Bashilov, e-mail: ipbashilov@mail.ru

Highlights

– a small-sized module of seismic receiver SM-3MU is developed and tested

– the module operates in the mode of a velocimeter in the range 0.5-40 Hz

– unified parts and components  are used for the module

– module can be used in pedestal, borehole, bottom vertical and three-component devices

– successful testing of three prototypes is carried out

Abstract. The results of development of the SM-3MU seismic module, which was started in 2015, are described. The module is close to SM-3 in terms of their characteristics. The module operates in the mode of a velocimeter with an electronic amplifier in the frequency range 0.5–40 Hz with a resolution of 10-9 m/s at a frequency of 1 Hz and a dynamic range of about 130 dB with a conversion coefficient of 2000 V⋅s/m. The module design provides for the possibility of its application in pedestal, borehole, bottom vertical and three-component seismic instruments. Design and technological documentation was developed. Three prototype models of the module were developed for the study of characteristics and testing. Appropriate laboratory and field tests are conducted. The results of the studies and tests confirmed the correspondence of the real characteristics to the project, which gives grounds for further development of this area of work with the solution for the problem of producing seismic receivers based on the module.

Keywords: seismic module, short-period seismometer, reduced length of the pendulum, mass of the pendulum, free-swing period, amplitude-frequency characteristic, sensitivity of the seismic channel, dynamic range.

Cite this article as: Bashilov I.P., Brednev S.P., Merkulov V.A., Utkin P.M., Shugal L.Ya., Chervinchuk S.Yu. Small-sized unified module of the high-resolution seismic detector CM-3MU // Science and technological developments. 2018. Vol. 97, No. 1. P.5-14. [Special issue “Precision Geophysical Monitoring of Natural Hazards. Part 1. Instruments and technologies”]. DOI: 10.21455/std2018.1-1

References

Bashilov I.P. Equipment for geophysical research, monitoring of engineering structures and habitat for ensuring security, Nauchnoye priborostroyeniye (Scientific Instrumentation), 2001, no. 3, pp. 92–99 [in Russian].

Bashilov I.P., Daragan S.K., Mednikova V.N., Shugal L.Ya., Kulikov V.I., Goncharov A.I. Borehole seismometer on the basis of the module SM-5, Geofizicheskiye protsessy v nizhnikh i verkhnikh obolochkakh Zemli (Geophysical processes in the lower and upper shells of the Earth). Proceedings of IDG RAS. Book 2. Moscow, IDG RAS, 2003, pp. 365–373 [in Russian].

Bashilov I.P., Volosov S.G., Korolev S.A., Merkulov V.A. On the introduction of a new generation of seismometric equipment in industry, Sb. materialov nauchno-prakticheskoy konferentsii “Nauchnoye priborostroyeniye – sovremennoye sostoyaniye i perspektivy razvitiya” (Proceedings of the scientific-practical conference “Scientific Instrument-Making – Current State and Development Prospects”). Moscow, 2016, pp.191–193 [in Russian].

Tokmakov V.A., Vlasov V.I. On the development of the seismometer SM-3 and its capabilities, Seysmicheskiye pribory (Seismic Devices), 1984, issue 16, pp. 3–9 [in Russian].

About the authors

BASHILOV Igor Porfirievich – Doctor of Technical Sciences, Chief Scientific Associate, Scientific and Technical Center “Geofizpribor” of Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. Phone: +7(499) 254-30-60. E-mail: direction@ifz.ru; Web site: http://www.ifz.ru/ (corresponding author)

BREDNEV Sergey Petrovich – chief specialist, Dukhov FSUE VNIIA. 115304 Moscow, ul. Luganskaya 9. Phone: +7(495) 321-35-01. E-mail: vniia@vniia.ru

MERKULOV Valery Alekseevich – the chief designer on instrument production, the chief of a department of the main designer, FSUE “PA “October”. 623400, Sverdlovsk Region, Kamensk-Uralsky, ul. Ryabova, 8. Phone: (3439) 33-96-88. E-mail: ogk@neywa.ru; Web site: http://www.neywa.ru/

UTKIN Petr Mikhailovich – leading engineer-researcher, Dukhov FSUE VNIIA. 115304 Moscow, ul. Luganskaya, 9, tel. 495 321 35 01, E-mail: vniia@vniia.ru

SHUGAL Leonid Yakovlevich – Leading Engineer, Institute of Geosphere Dynamics RAS. 119334 Moscow, Leninsky Prospect, 38, bldg. 1. Phone: (916) 502-06-14. E-mail: geospheres@idg.chph.ras.ru

CHERVINCHUK Sergey Yurievich – Senior Researcher, Scientific and Technical Center “Geofizpribor” of Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. Phone: (499) 254-30-60. E-mail: direction@ifz.ru; Web site: http://www.ifz.ru/

НАУКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ,

2018, том 97, № 1, с. 5-13