Новости лаборатории перспективных аппаратурных разработок (ЛПАР)

10.12.2025

  5 и 8 декабря 2025 года на территории Научной станции РАН была проведена работа по установке (монтажу в грунт) новой усовершенствованной многоканальной градиентной установки. Основная задача – ­провести сравнительный анализ регистрируемых сигналов от сейсмических датчиков GS-20DX, применяемых в действующей в режиме реального времени системой сейсмического мониторинга с зарегистрированными сигналами от современных электромеханических геофонов GS One, используемых в улучшенной градиентной установке. В обновленной конфигурации применяются электромеханические трехкомпонентные сейсмоприемники GS One, обладающие хорошим качеством сигнала.

  Конструкция геофона обеспечивает регистрацию колебаний по трем взаимно перпендикулярным осям в едином корпусе. Геофоны имеют широкий частотный диапазон 0,1-240 Гц. Современные сейсмоприемники позволяют улучшить характеристики аппаратуры и повысить качество регистрируемых сейсмических данных. Это крайне важно, так как основной задачей многоканальной градиентной установки является, получение 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. Модернизированная градиентная установка включает 7 трехкомпонентных сейсмоприемников, расположенных вблизи земной поверхности в соответствии со схемой, изображенной ниже.

  На территории Научной станции РАН рядом с действующей системой сейсмического мониторинга устанавливалась усовершенствованная многоканальная градиентная установка для проведения экспериментальных наблюдений.

  За счет конструкции датчиков в едином корпусе обеспечивается более быстрая установка, компактная форма трехкомпонентных сейсмоприемников позволяет плотно установить их в вертикальные скважины, что дает возможность улучшить качество принимаемого сигнала. Данные, полученные в рамках данного эксперимента, позволят оценить точность, качество, чувствительность регистрируемых сигналов и дать оценку эффективности применения новой градиентной установки для исследования современных геодинамических процессов.

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.