Способ контроля амплитуднои фазочастотных характеристик вибрационных источников сейсмических сигналов

 

Изобретение относится к сейсморазведке . С целью повышения производительности способа путем сокращения времени машинной обработки, интервал квантования при получении массивов цифровых отсчетов изменяют обратно пропорционально частоте управляющего сигнала, обеспечивая постоянное число точек на период. Обработку массивов осуществляют по формулам дискретного гармонического Фу-л рье-анализа. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ьЯ0„, 1285421

yD 4 G 01 V 1/37

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЯЬСТВУ! (21) 3838507/24-25 (22) 03.01.85 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (71) Гомельское специальное конструкторско-технологическое бюро сейсмической техники (72) В.С.Гинзбург и В.В.Циммерман (53) 550.83 (088 8) (56) Гинзбург В.С, и др. Использование цифровой сейсморазведочной станции Прогресс в исследованиях ди11 11 намики поверхностных источников сейсмических сигналов РНТС. — Нефтегазовая геология, геофизика и бурение, !

984, ¹ 2, с. 24-26.

Nestern Geophysical company of

America EDP program Documentation, spektral Analysis S7182 Honston

Texas 29.9.77, Ed program Documentation Tume Variant Spectral Analysis S 7123 Honston, Texas 13;5.77..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО- И

ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК: ВИБРАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к сейсморазведке. С целью повышения производительности способа путем сокращения времени машинной обработки, интервал квантования при получении массивов цифровых отсчетов изменяют обратно пропорцибнально частоте управляющего сигнала, обеспечивая постоянное число точек на период. Обработку массивов осуществляют по формулам дискретного гармонического Фу-g рье-анализа. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1285421

Дl

Д

N (2) l

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к контролю амплитудно- и фазочастотных характеристик вибрационных источников сейсмических сигналов. 5

Цель изобретения — повышение производительности способа за счет сокращения времени машинной обработки.

На чертеже показан пример контроля амплитудно- и фазочастотных ха- Ю рактеристик электрогидравлического вибрационного источника.

Источник 1 содержит гидравлический исполнительный механизм 2, образованный электрогидравлическим усилителем 3, силовым гидроцилиндром 4, реактивной массой 5 и излучающей плитой 6, и формирователь 7 управляющего сигнала, включающий в себя кварцевый генератор 8, программное 20 устройство 9 с переключателями 10 установки параметров сигнала, преобразователь 11 код " частота (ПКЧ), функциональный преобразователь (ФП)

l2, выход которого подключен к входу электрогидравлического усилителя 3.

На излучающей плите 6 установлен акселерометр 13, выход которого соединен через делитель 15 с формирователем 7.

Устройства при контроле работают следующим образом.

После запуска источника 1 кварцевый генератор 8 начинает вырабатывать опорную импульсную последовательность 7, которая поступает в

ПКЧ ll, где с помощью программного устройства 9 преобразуется в импульсную последовательность <,) (й} с монотонно изменяющейся частотой. Импульсная последовательность (t) является исходной для формирования модулированного по частоте управляющего сигнала гармонического вида с линей-. но изменяющейся частотой F(t) (свипсигнал), параметры которого (продолжительность, начальная и конечная частота и др.) устанавливают с помощью переключателей 10. Формирование гармонического сигнала происходит в функциональном преобразователе 12, построенном на основе делителя импульсов с коэффициентом деления Д. поэтому

7(t) w(t3

Обычно Д = 100...200, 2

С выхода функционального преобразователя 12 управляющий сигнал поступает на вход электрогидравлического усилителя 3 и приводит в действие исполнительный механизм 2 источника

1. Колебание излучающей плиты 6 преобразуется акселерометром 13 в электрический управляющий сигнал Vn (t), который поступает на один из входов цифрового регистратора 14. Одновременио импульсная последовательность (d (t) поступает на вход делителя 15 с коэффициентом деления Дl, численно, равным и на выходе его образуется импульсная последовательность f.(t) с модулированной частотой, равной которая поступает на стробирующий вход цифрового регистратора 14 и реализует тем самым режим цифровой регистрации с переменным интервалом временного квантования. Такое управление цифровым регистратором приводит к тому, что независимо от частоты управляющего сигнала (и, следовательно, выходного сигнала датчика) цифровой регистратор будет всегда регистрировать одинаковое количество выборок одного периода регистрируемого сигнала, равно N.

В полученном при таком способе цифровой регистрации массиве цифровых отсчетов все соседние отсчеты отстоят друг от друга на одну и ту же часть периода (в данном случае íà N-ю его часть), т.е. точно так же, как и при цифровой регистрации периодического сигнала с постоянным интервалом временного квантования, а именно сигнал с монотонно изменяющейся частотой, зарегистрированный с переменным интервалом временного квантования, можно рассматривать как периодический сигнал, зарегистрированный с постоянным интервалом временного квантования и, следовательно, применить при его обработке простые методы гармоническо"

ro анализа при вычислении амплитудно- и фазочастотных характеристик

А (n) = 4 а (n) + b (n); (4)

9(n) = -arctg (b (n) /a(n); (5}

128 и,. П1 Р (и) 2ъ- .

cos (и-- i) ° (6) и

a (n)

2Г .

s in (n — i) (7)

Ь (n) =M где A(n), амплитудное и фазовое значения п-й кратной составляющей сигнала;

i-й цифровой отсчет; количество анализиU„

20

N 2n > (8) f (t) = N F(T) 55 интервала ф

*1 о (9) руемых отсчетов.

Для исключения методических по -. грешности необходимо выполнить некоторые условия регистрации и обработки сигналов.

Во-первых, в соответствии с теоремой Котельникова для неискаженной регистрации сигнала необходимо обеспечить не менее двух отсчетов на пе риод самой высокочастотной составляющей сигнала. Поэтому при определении величины числа N необходимо исходить из соотношения где n — номер самой высокочастотной кратной составляющей. сигнала, принимаемой в рассмотрении.

Во-вторых, гармонический анализ необходимо производить по целому числу периодов сигнала, т.е. величина числа M должна быть кратной числу N.

Формулы (4) — (7) не зависят от частоты зарегистрированных сигналов

:и могут быть применены для любой их части: как низкочастотной, так и высокочастотной. Для того, чтобы получить амплитудно- и фазочастотные характеристики на определенной частоте

F, необходимо определить для анализа те выборки сигналов, которые относятся к интересующей частоте F. Поскольку управляющий сигнал модулирован по частоте и частота его непрерывно изменяется, то интервал анализа следует выбирать небольшим (несколько перио-. дов сигнала) с центром на анализируемой частоте F. При известной функции временной зависимости частоты сигнала ,F(t) номер выборки j, соответствующий моменту, когда частота сигнала достигает значения F, может быть опг ределен как целая часть от величины

5421 4 где t1 — момент времени, когда частота сигнала достигает значения F.

При анализе интервала в М отсче5 тов с центральным отсчетом j начальный отсчет этого интервала j и ко1 нечный 1 определяются по формулам

2.

j = j — М/2; (10)

j = j + M/2 — 1. (11)

t0

С учетом новых переменных формулы (13)-(16) запишутся в виде

A„(F„n)= к (Pq(F,n) =-arctic (b„(F,n) /a„(F,n) (1З) а (F и)=-.—; U . cos(n — i); (14)

2 2 3 . ° к N

1 1

2 . 2%

Ь (F п)=-.—.- U sin(n-- i), (15) к =,.к, N

1 где k — дополнительно введенный индекс, обозначающий номер датчика, выходной сигнал которого анализируется.

Формула изобретения

1. Способ контроля амплитудно- и

30 фазочастотных характеристик вибрационных источников сейсмических сигналов, включающий установку датчиков на подвижные элементы возбудителя вибрации источника формирование модулированного по частоте котрольного управляющего сигнала и подачу его иа вход источника, цифровую регистрацию выходных сигналов датчиков путем формирования последовательности строб40 импульсов и стробирования этой последовательностью выходных сигналов датчиков, получения мгновенных выборок и их аналого-цифрового преобразования для получения массивов цифровых

45 отсчетов и последующую их обработку, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности способа за счет сокращения времени машинной обработки, последователь50 ность строб-импульсов модулируют по частоте, при этом частоту следования строб-импульсов изменяют по за" кону где N — - количество цифровых отсчетов одного периода регистрируемых сигналов;

1?8542!!

; Р (F,n) — амплитудное и к фаэовое значения и-й кратной составляюгде AÄ(F,n) щей выходного сигнала k.-го

a„(F,п) N )2n, ак(и) Ь Р,п) я!!1!ИП1! Заказ 7б40/48

Тираж 730 Подписное

Произв. полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

F(t) — значение частоты контроль ного управляющего сигнала н момент времени а обработку массивов цифровых отсчетов производят по формулам

-Ъ

g „(F,n) =)а „ (F,n)+b„(F,n);

Ь (Г п)

Ч (F,n) =-агсС@ (— - - —,,), а „(F,n} датчика на частоте F

; b„(F,n) — трансформанты

Фурье-преобразования, вы- 20 числяемые по формулам

2 - 77

U, соз

° ° 4 1,, - И

12 -1 25

2, 2п. — U sin .1 .! N

i-й цифровой отсчет выходного сигнала k-го датчика; 30 номера начального и конечного отсчетов обрабатываемого массива,,вычисляемые по формулам

j = j — M/2; !

j = j + М/2 +1, где М вЂ” количество отсчетов обрабатываемого массива;

j — номер отсчета, соответствую-щий частоте регистрируемых сигналов равной F и определяемый по формуле !!

j = (М! F(t) dt), Q где t — значение времени при котоА

Э ром частота регистрируемых сигналов равна F.

2. Способ контроля амплитудно- и фазочастотных характеристик вибрационных источников сейсмических сигналов по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что количество цифровых отсчетов N одного периода регистрируемых сигналов выбирают из условия где п — номер наивыспей контролируемой кратной составляющей ре-. гистрируемых сигналов.

3. Способ контроля амплитудно- и фазочастотных характеристик вибрационных источников сейсмических сигналовпопп.! и 2, о тл ич аю— шийся тем, что количество отсчетов обрабатываемого массива М устанавливают кратным Х.