¿Qué tipo de computadora es un sismógrafo, un análogo o un híbrido?

Fui Gerente de Sistemas de Adquisición para un importante contratista sísmico y, posteriormente, para dos importantes empresas de fabricación de equipos sísmicos. Diseñamos sistemas de registro sísmico (nombre elegante para sismógrafo) para la exploración sísmica de petróleo tanto en tierra como en alta mar.

Los primeros sistemas sísmicos usaban grandes jarras conectadas a palancas amplificadoras para rotuladores sobre papel en movimiento. Tal vez en los primeros años 40

Más tarde, las jarras se convirtieron en sensores sísmicos de imanes y bobinas que impulsaron directamente uno de los muchos bolígrafos conectados al galvanómetro para dibujar sobre papel en movimiento. A finales de los años 40.

En la década de 1950 habían diseñado amplificadores electrónicos de tubos de vacío y grabadoras de cintas analógicas multicanal.

Con el aumento de los recuentos de canales, la industria estaba madura para el desarrollo de alternativas a los tubos de vacío, más pequeños y menos hambrientos de energía: así es como Texas Instruments, una compañía líder de instrumentos sísmicos, se convirtió en una potencia en semiconductores.

Los amplificadores de semiconductores permitieron transportar decenas o más canales en cables desde conjuntos de campo hasta un digitalizador central y una grabadora de cinta digital.

La década de 1970 vio mejoras en las que una gran variedad de más de cien canales (120, creo) podrían transportarse a través de cables largos a una unidad electrónica central y registrarse como señales digitales en lugar de analógicas en cinta magnética para ser leídas por las computadoras en los centros de procesamiento. . El DFS-V de TI fue el ejemplo por excelencia de dicho sistema de campo.

La década de 1980 fue la era de los sistemas de telemetría. La electrónica en el punto de recolección podría capturar y digitalizar de 1 a 16 sensores sísmicos. Muchos de estos usarían A / D de 16 bits con amplificadores de coma flotante para manejar grandes rangos dinámicos mayores de 96 dB. Se conectaría a una línea de telemetría con varias otras unidades de telemetría, cada una agregando sus datos a la señal de telemetría que regresa a la unidad central que ya no maneja datos analógicos (a excepción de algunas entradas auxiliares analógicas locales), sino simplemente organizada y grabó los datos digitalizados de las unidades de telemetría en cinta. La mayoría de estas unidades de telemetría fueron controladas internamente por microprocesadores.

A través de los años 1990 y 2000, el sistema simplemente se hizo más grande y más complejo. Las unidades de telemetría aumentaron el rango dinámico instantáneo a 24 bits con la nueva tecnología A / D. Las grabadoras centrales utilizaron la grabación de cinta de cartucho de alta densidad. Se convirtió en la norma para grandes matrices de campo que cubren muchos kilómetros cuadrados. De hecho, el 3D se convirtió en una característica importante, estos sistemas podían administrar conjuntos de sensores no solo en una línea sino también en una cuadrícula. Los recuentos de canales se dispararon a varios miles de canales activos y muchos más en espera

Las décadas de 1990 y 2000 también se convirtieron en el momento de los sistemas de telemetría inalámbrica. Sirvieron lugares de difícil acceso. Grabaron todos los datos digitales en memorias internas o los enviaron a una ubicación central. La diferencia estaba en el ancho de banda … los sistemas de datos almacenados solo necesitan ancho de banda de radio unidireccional o bidireccional para la sincronización y el estado, más un estándar de tiempo realmente bueno. También fueron excelentes para trabajos en alta mar donde se desplegarían y recuperarían periódicamente para volcar la memoria. Los que enviaron datos digitales de regreso a la estación central permitieron una mayor confianza en que se registraron buenos datos, pero utilizaron mucho ancho de banda de Radio.

Por lo tanto, puede ver que con el tiempo la tecnología ha evolucionado de sistemas puramente mecánicos a eléctricos analógicos a sofisticados sistemas controlados por procesador digital. En este último hay microprocesadores en todas partes, en todas las unidades de telemetría y en múltiples lugares en la grabadora central.

Por el contrario, los sistemas de monitoreo de terremotos son mucho más simples, ya que tienen un ancho de banda muy bajo de unos pocos hercios en comparación con 2000 Hz para exploración sísmica que requieren tasas de muestreo y datos mucho más bajas. Sin embargo, su espacio es mucho mayor: kilómetros en lugar de 25–100 metros. Los sofisticados de hoy probablemente tengan digitalización interna de alta resolución y sincronización de tiempo y grabación digital, todo controlado por un microprocesador. Y sin cables.

Depende del sismógrafo.

TODOS comienzan con un sensor que detecta la vibración.

Los viejos sismógrafos de grabación se conectaron a una o dos palancas para aumentar la vibración, luego se colocó un bolígrafo en la última palanca que presionó ligeramente sobre un tambor que contenía papel envuelto alrededor. El tambor está en un tornillo roscado que gira un reloj. Dependiendo del reloj, los datos grabados pueden durar hasta un mes, y un día comprende una rotación del tambor. Todos estos son dispositivos analógicos.

Los sismógrafos remotos tendrán el sensor conectado a un dispositivo AD (convertidor analógico a digital, muy parecido a una tarjeta de sonido). La computadora que lee la entrada del dispositivo AD, incluye una marca de tiempo, posición y / o identificación del GPS, y luego la transmite a una estación de monitoreo (que recibe mensajes de muchas de esas unidades) que registra todos los datos. Con frecuencia, el sismógrafo remoto tendrá una grabación local para completar las comunicaciones faltantes. Luego, alguien que visita el sismógrafo remoto puede recopilar los datos y extraer la grabación (una tarjeta de memoria) y ponerla en blanco.

Así es como se monitorean los volcanes, por ejemplo (junto con los posibles datos de video), las zonas de terremotos y demás.