Новости лаборатории перспективных аппаратурных разработок (ЛПАР)

05.09.2024

15 августа 2024 года в ущелье Чункурчак проведена серия экспериментов по отработке технологии электромагнитного мониторинга напряженно-деформированного состояния земной коры при помощи разработанного в ЛПАР экспериментального электроразведочного измерительного комплекса с шумоподобными сигналами.

Основная цель экспериментов – отработка введенной в состав аппаратуры зондирующей рамки с длинной стороны равной 100 м. Ранее эксперименты проводились с рамкой с длинной стороны равной 50 м. Эксперименты проводились с как с рамкой 50x50, так и с рамкой 100x100 метров. Полученные данные позволят получить сравнительную оценку эффективности (увеличение глубины) зондирования при увеличении площади зондирующей рамки.

Основное внимание в испытаниях было уделено нововведению в аппаратуру — увеличенной зондирующей рамке 100*100 м, которая позволяет расширить диапазон контролируемых глубин земной коры. Была проведена серия испытаний в режимах с шумоподобной последовательностью зондирующих импульсов и ряд зондирований периодическими последовательностями. Проведено сравнение зондирующих рамок – 50 метровой и 100 метровой. Ориентация этих рамок по сторонам света сохранялась и повторяла ранее проведенные измерения на данной точке.

05.12.2023

5 сентября 2023 года на территории Научной станции РАН были продолжены экспериментальные работы по отработке технологии мониторинга геодинамических процессов с многоканальной градиентной сейсморегистрирующей установкой. Градиентная установка разработана для получения информации об эндогенных источниках сейсмического поля, на основе фильтрации зарегистрированных волн по направлению их распространения с тем, чтобы выделять поля, связанные с процессами трещинообразования в литосфере. Установка состоит из 7 трехкомпонентных сейсмоприемников. Каждый сейсмоприемник состоит из 3 сейсмических датчиков, закрепленных на общем основании один из которых измеряет колебания в вертикальной плоскости и два других – в горизонтальной. В качестве сейсмических датчиков используются датчики скорости смещения GS-20DX.

Разработка новых алгоритмов обработки регистрируемых данных позволит получить качественно новую информацию о современных геодинамических процессах, протекающих в земной коре в условиях высокой сейсмической активности. Только за октябрь 2023 года на территории Кыргызстана был зарегистрировано около 58 событий с магнитудой от 0.4 до 3.98. Девять из них были зарегистрированы градиентной установкой.

12.10.2021

   Геодинамические процессы, протекающие в активных регионах планеты, проявляются в различных геофизических полях. Задача мониторинга процессов трещинообразования актуальна, и успешное разделение магнитотеллурического поля на эндогенную и экзогенную составляющие позволяет обнаружить момент активизации трещинообразования. Решение задачи локации активизировавшегося объема возможно с помощью трехкомпонентной градиентной установки регистрации сейсмоакустического поля вблизи дневной поверхности.

Рисунок 1. Схема расположения трехкомпонентных сейсмоприемников.

Плоскость XY соответствует дневной поверхности.

▼ - трехкомпонентные сейсмоприемники

   Для регистрации сейсмоакустических сигналов трехкомпонентной градиентной установки разработана многоканальная (21 канал) система, обеспечивающая непрерывную синхронную регистрацию сейсмических сигналов длительностью до трех суток.

Рисунок 2. Структурно-функциональная схема градиентной сейсморегистрирующей установки.

БСД – блок сейсмических датчиков; СД – Сейсмический датчик; БПУС – блок предварительного усиления сигналов; ПУ – предварительный усилитель; ФНЧ – фильтр низкой частоты; БСС – блок соединения сигналов; АЦП – модуль аналого-цифрового преобразователя; БА – блок аккумуляторов; ПК – внешний персональный компьютер

Рисунок 3. Внешний вид трехкомпонентного сейсмоприемника

Рисунок 4. Внешний вид блока регистрации сигналов.

1-блок АЦП, 2-блок соединения сигналов.

   В качестве регистратора и накопителя информации используется переносной ПК. Соединение ПК и блока АЦП выполняется сетевым кабелем UTP-5 (длинна 50 м). Передача данных осуществляется по протоколу Ethernet. Для питания установки используются 3 аккумулятора. Максимальный потребляемый ток на каждом из питающих аккумуляторов составляет 0.5 А.

   В августе 2021 года совместно с полевой группой ЛГМИ проведены полевые испытания разработанной сейсморегистрирующей установки. Для проверки работоспособности установки и регистрации сейсмоакустических сигналов была выбрана точка Укок-2, расположенная вблизи ущелья Укок Нарынской области. Датчики были закопаны в землю и дополнительно утрамбованы для лучшего механического контакта.

Рисунок 5. Подготовка аппаратуры к установке.

Рисунок 6. Закапывание датчиков.

Для регистрации и предварительной обработки сигналов, полученных с помощью градиентной сейсморегистрирующей установки использовался переносной компьютер и специальное программное обеспечение, также разработанное в ЛПАР.

Рисунок 7. Просмотр и предварительная обработка данных экспериментов в полевых условиях осуществляется программой ExpDataProc_x64.exe.

   За период с 26 августа по 7 сентября 2021 года, был получен большой объём данных, который будет использован при дальнейших исследованиях.

сентябрь - октябрь 2017

В лаборатории перспективных аппаратурных разработок НС РАН разработан и изготовлен новый макетный образец генератора зондирующих сигналов (ГЗС), проведены его испытания в лабораторных условиях при работе на эквивалент нагрузки. ГЗС предназначен для использования в составе современного электроразведочного измерительного комплекса с шумоподобными зондирующими сигналами (ЭРК ШПС), разрабатываемого в Научной станции РАН (г. Бишкек). Отличительной особенностью разработанного ГЗС является возможность получения биполярных прямоугольных импульсов тока в зондирующей рамке как с паузой, так и без пауз. Также ГЗС может формировать однополярные импульсы (положительные или отрицательные) с заданной длительностью и скважностью. При сравнительно небольших габаритах (255×405×130 мм) генератор способен коммутировать мощность в нагрузке до 90 кВт.

Основные технические параметры макета генератора ШПС

В сентябре-октябре 2017 года силами лаборатории перспективных аппаратурных разработок были проведены полевые испытания нового, усовершенствованного, макетного образца измерительного комплекса ЭРК ШПС. Испытания показали значительные улучшения характеристик нового комплекта аппаратуры по сравнению с предыдущим образцом. В это же время были проведены полевые поверки модернизированных магнитометров POS-1 совместно с ранее разработанными и изготовленными в ЛПАР автономными блоками регистрации геомагнитных данных (БР ГМД).

июнь – июль 2017 г.

В рамках выполнения НИР по теме «Разработка аппаратно-программных средств и основ технологий электромагнитного мониторинга геодинамических процессов в сейсмоактивных зонах и оценки их опасностей» (государственное задание, тема № 0155-2014-0004) в ЛПАР проведена разработка и изготовлен экспериментальный образец нового широкополосного термостабильного датчика магнитного поля (рис. 1).

Рис. 1 Конструкция и внешний вид экспериментального образца индукционного датчика:

1 - сердечник ферромагнитный; 2 – измерительная катушка (14 секций); 3 – амортизаторы; 4 -  катушка градуировочная; 5 - усилитель предварительный; 6 – разъем для внешних подключений; 7 - катушка термокомпенсирующая (терморезистор); 8 - внешний корпус; 9 - внутренний корпус (экран); 10 – цилиндр фиксирующий; 11 – заглушка

Проведены поверки (измерения) технических параметров датчика в лабораторных условиях. В таблице 1 приведены основные технические характеристики индукционного датчика, полученные в процессе проведения поверок.

24 апреля 2016г.

В 2015 году в лаборатории перспективных аппаратурных разработок НС РАН были продолжены работы по созданию электроразведочного измерительного комплекса с применением шумоподобных зондирующих сигналов для современной системы электромагнитного мониторинга напряженно-деформированного состояния земной коры. В рамках этой работы был разработан малогабаритный, термостабильный индукционный датчик, предназначенный для измерения потока магнитной индукции. Датчик обладает высокой чувствительностью в широком диапазоне частот от 0,1 Гц до 80 кГц. Изготовлен макетный образец датчика. Разработанный датчик может найти применение в любой геоэлектроразведочной аппаратуре, основанной на измерении искусственных и естественных электромагнитных полей.

Выполненная разработка включена в доклад Президенту РФ: “ДОКЛАД о состоянии фундаментальных наук в Российской Федерации и о важнейших научных достижениях российских ученых в 2015 году”, от 23 марта 2016 года, раздел II - “СОСТОЯНИЕ ОТРАСЛЕЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ И ВАЖНЕЙШИЕ НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ СИСТЕМЫ РАН-ФАНО”, стр. 133 в качестве одного из важнейших научных достижений, полученных российскими учеными в 2015 году.