Устройство для сейсмоакустических зондирований на акваториях

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 Ч 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4204207/24-25 (22) 03.03.87 (46) 30,09.88. Бюл. В 36 (71) Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология" (72) О.А.Снежков, В.П.Лиси, и В.И.Бондарев (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 10105849 кл. G 01 Ч 1/38, 1981.

Турлов П.А. и др.. Эксплуатация цифровых:сейсмостанций "Прогресс".

М.: Недра, 1986, с. 144. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМОАКУСТИЧЕС КИХ, ЗОНДИРОВАНИЙ НА АКВАТОРИЯХ (57) Изобретение относится к сейсмо„„80„„1427316 A 1 акустическим исследованиям на акваториях с целью определения скоростей распространения упругих волн в морских осадках. Цель — повышение информативности сейсмоакустических зондирований за счет увеличения частоты посылок импульса возбуждения и регистрации на отрезке профиля, соответствующем радиусу первой зоны Френеля, повторяющихся несинхронизиро-: ванных акустических импульсов с приведением моментов их излучения к единому времени начала отсчета. Это достигается тем, что регистрируется п одиночных импульсов, отраженных

Ф от элементарного в волновом смысле Я участка границы, что позволяет в и раз увеличить отношение сигнал/ шуме С:: I427316

Изобретение относится к сейсмоакустическим исследованиям на акваториях с целью определения скоростей распространения упругих волн в морс5 ких осадках.

Цель - повышение информативности сейсмоакустических зондирований эа счет увеличения частоты посылок импульса возбуждения и регистрации на 10 отрезке профиля, соответствующем радиусу первой эоны Френеля, несинхронизированных акустических импульсов с приведением моментов их излучения к единому началу отсчета. 15.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для сейсмоакустических зондирований на акваториях; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит многоканальную пьезоприемную косу 1, блок 2 предварительных усилителей и фильтров, коммутатср 3 каналов, усилитель

4 с мгновенной автоматической регу- 25 лировкой усиления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, таймер 6, схему 7 управления работой устройства, синхронизатор 8, схему 9 управления записью, счетчик 10 байтов и кадров, переключатель 11 установки констант, оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 12, буферный регистр

13, накопитель 14 на магнитной тенте (НМЛ), схему 15 ломтики записи, излучающую акустическую систему 16, синх- 35 ронизатор 17 развертки, схему 18 изменения дискретности, счетчик 19 сейсмограмм, первую 20 и вторую 21, схемы совпадения И, инвертор НЕ 22, генератор 23 короткого импульса (од40 новибратор), трехвходовую схему 24 совпадения И, ключевые схемы 25, радиогеодезическую систему (РГС) 26, самописец 27, программатор 28 числа возбуждений, программируемый датчик

29 интервалов.

На фиг. 2 обозначены импульс 30 запуска от радиогеодезической систе- . мы, управляющие импульсы 31 схемы 7 управления на запуск НМЛ 14 и начало цифровой записи, импульсы 32 датчика интервалов на запуск излучающей акустической системы развертка записи акустических импульсов 33, импульс 34 начала формирования ин- 55 формационной зоны, сигнал 35, разрешающий прохождение информации заголовка, сигнал 36, разрешающий прохождение импульсов отметки момента возбуждения, импульсы 37 отметки момента возбуждения, импульсы 38 сброса счетчика времени и счетчика байтов в блоке логики записи, сигнал 39 запрета на прохождение отметки момента, сигнал 40, разрешающий прохождение информации на магнитную ленту.

Устройство работает следующим образ ом.

На основании показаний датчика скорости судна, эхолота и частоты излучаемых колебаний, а также исходя из необходимой степени подавления случайных помех оператор устанавливает йнтервал С между возбуждениями акустического импульса на программируемом датчике 29 интервалов и число и одиночных возбуждений в зондировании с помощью программатора

28 числа возбужцений на схеме 20 совпадения И по коду. С помощью переключателя 11 установки констант устанавливается длительность максимального интервала между возбуждениями.

Программируемый датчик 29 интервалов через промежутки времени д t вырабатывает импульсы запуска 32 (фиг. 2), поступающие на вход синхронизатора 17 развертки, который одновременно запускает излучающую акустическую систему 16 и развертку самописца 27. Излучающая акустическая система 16 генерирует акустические импульсы 33, которые отражаясь от цна и границ поддонных слоев прини-. маются многоканальной приемной косой

1, усиливаются и отфильтровываются в блоке 2 предусилителей и фильтров.

С одного йз каналов блока 2 предусилителей и фильтров сигнал в аналоговом виде поступает на вход самописца 27 и воспроизводится в виде набора сейсмических трасс — непрерывного временного разреза. При выходе судна в точку зондирования по сигналу

30 РГС 26 схема 7 управления работой устройства вырабатывает сигналы 31 на запуск и разгон HKI, а затем вырабатывает сигнал, разрешающий начало цикла цифровой записи. Схема 9 управления записью при поступлении второго сигнала 31 вырабатывает им-. пульс 34 начала информационной зоны, поступающий на управляющие входы

ОЗУ 12 и буферного регистра 13, и . производит запись в HMI 14 информационной зоны 35 .заголовка, сформиро14273 ванного в схеме 7 управления работо& устройства. После протяжки технологического межзонного промежутка схема 15 логики записи вырабатывает сигнал 36, разрешающий прием,сигнала 37 отметки момента излучения акустического импульса от излучающей акустической системы 16. Одновременно этот сигнал является сигналом сброса перед началом цикла зондирования счетчика 19 сейсмограмм, который производит подсчет количества импульсов 37 отметки момента возбуждения, прошедших через генератор 15

23 короткого импульса и схему 21 совпадения И. Когда код набранного на программаторе 28 числа возбуждений количества сейсмограмм совпадает с кодом счетчика 19 сейсмограмм, схема

21 совпадения вырабатывает сигнал

39 запрета, который, инвертируясь инвертором НЕ 22, запрещает проход импульса 37 отметки момента возбуждения через схему 2.1 совпадения И на вход счетчика сейсмограмм 19, в схему 15 логики записи для организации цикла записи и в счетчик 10 байтов и кадров для начального сброса.

После прохождения первого импуль са 37. отметки момента возбуждения, 1 т.е. после излучения .акустического импульса, отраженный сигнал принимается многоканальной пьезоприемной косой 1, проходя через блок 2 пред- усилителей и фильтров, коммутируетея коммутатором 3 каналов поочередно с ,каждого канала на вход усилителя 4 с мгновенной автоматической регулировкой усиления и далее поступает на вход АЦП 5, Оцифрованные выборки

40 сигнала поступают в схему 9 управления записью, которая формирует кадр записи, Сигнал Зб, разрешающий прохождение импульсов отметки момента воз45 буждения через счетчик 19 сейсмограмм, вырабатываемый схемой 15 логики записи, устанавливает счетчик 19 сейсмограмм в нуль. Приход последующих импульсов отметки момента возбуждения приводит к повторению описанного выше цикла за исключением сброса счетчика 19 сейсмограмм, т.е. установленный на счетчике 19 сейсмограмм код увеличивается на единицу. 55

С приходом каждой отметки момента во второй схеме 21 совпадения И вырабатываются импульсы 38 сброса, 16

4 устанавлива ощие счетчики 10 байтов и кадров в нули, и начинаются новые циклы отсчета байтов к кадров, синхронизированные с отметкой момента излучения каждого акустического импульса. Одновременно с импульсами

38 сброса в схеме 15 логики записи происходит сброс и появление сигналов

40 разрешения записи на НМЛ 14, а схема 9 управления записью формирует начало нового кадра записи, независимо от того, полностью или неполностью был сформирован предыдущий кадр, равный по длительности циклу опроса максимально возможного количества регистрирующих каналов и составляющий значительный, по сравнению с временем пробега волны, промежуток времени (в прототипе 2 мс). Таким образом осуществляется окончательная синхронизация начала нового отсчета байтов информации в каждом цикле с отметкой момента возбужцения акустического импульса. Вновь сформированный кадр через буферный регистр 13 заносится на ленту НМП 14, а в соответствующих байтах формата записывается номер кода сейсмограммы, снимаемый через ключевые схемы 25, управляемые трехвходовой схемой 24 совпадения И и сигналами "Запись информации", "Кадр" и "Байт", поступающими со схемы 15 логики записи и счетчика 10 байтов и кадров ° Код номера с ключевой схемы 25 поступает через схему 9 управления записью в буферный регистр 13 и далее, стробируемый соответствующими сигналами

"Байт" и "Кадр", записывается на ленту НИЛ 14 в соответствующие байты формата в течение всего цикла возбуждения. Многократное (в каждом кадре) дублирование кода номера сейсмограммы обеспечивает надежное считывание его с ленты.

При совпадении кода счетчика сейсмограмм 19 с кодом; набранным на программаторе 28 количества возбуждений 28, схема 20 совпадения И вырабатывает сигнал 39 запрета, который, инвертируясь схемой 22, запрещает проход преобразованного одновибратором 23 импульса отметки момента через схему 21 совпадения И, и схема 7 управления работой устройства, не получая импульса 38 сброса, производит запись в НМ1 14 информации в течение жестко установ2? 316

5 14 ленного переключателем установки 11 констант промежутка времени, превышающего по длительности максимальнО возможньй интервал ht между одиночными возбуждениями, Далее происходит торможение и останов HMI 14, и система оцифровки данных переходит в состояние ожидания прихода следующего импульса ЭО запуска от схемы

РГС или таймера 6.

Устройство позволяет синхронизировать произвольное, установленное на программаторе количество непериодических возбуждений, обеспечивает двойную идентификацию адресов информации в виде кода номера сейсмограимы, номеров байта и кадра и дает возможность записать в одну информационную зону произвольное число сейсмограмм с регулируемым интервалом возбуждения gt не зависящим от длительности цикла регистрации и таким образом определяемым только сейсмогеологическими условиямииэлучаемого разреза. Этот интервал. может быть взят достаточно малым и за время прохождения судном отрезка профиля, равного по длине радиусу первой зоны Френеля для используемой частоты колебаний и глубины границы, удается зарегистрировать и одиночных возбуждений акустического импульса, отраженного от элементарного в волна" вом смысле участка границы, что при последующем суммировании одиночных сейсмозаписей позволяет в 4п раз :величить соотноление сигнал-шум.

Формула изобретения

Устройство для сейсмоакустических зондирований на акваториях, содержащее последовательно соединенные мно-! гоканальную пьезоприемную косу, блок многоканальных предусилителей-фильтров, коичутатор каналов, усилитель с мгновенной автоматической регулировкой уровня и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), схему изменения дискретности, выход которой соединен с коьщутатором каналов, таймер, выход которого соединен с входом запускаемой от радиогеодезической системы схемы управления, выход которой соединен со схемой управления цифровой записью, синхронизатбрь счетчик байтов и кадров, схему логики записи, оперативное запоминающее устройство, вход которого соединен са схемой управления цифровой записью, переключатель установки констант, буферный регистр, накопитель на магнитной ленте, синхронизатор развертки, выходы которого соединены с са мописцем и излучающей акустической системой, причем . управляющие выхо- ды синхронизатора соединены с управляющими входами коммутатора каналов, усилителя с мгновенной автоматической регулировкой уровня, АЦП, счетчика байтов и кадров, схемы ло15 гики записи, схемы управления записью, буферного регистра, а инфор". мационный выход АЦП соединен через оперативное запоминающее устройство с буферным регистром и информационным входом накопителя на магнитной ленте, управляющий вход переключате::ля установки констант соединен с вы== ходом схемы логики записи, а выход— со схемой управления записью, инфор25 мационный вход самописца соединен с выходом одного из каналов блока предусилителей-фильтров, выход счетчика байтов и кадров соединен с вторым управляющим входом схемы управления

З0 записью, первый управляющий выход которой соединен с буферным регистром, выход схемы логики записи соединен с управляющим входом накопителя на магнитной .ленте, о т л и ч -а ю.35 щ е е с я тем что с целью повыь ь шения информативности сейсмоакустических зондирований путем увеличения частоты посылок импульса возбуждения и регистрации на отрезке профиля, 40

0 соответствующем радиусу первой зоны, Френеля, повторяющихся иесинхронизированных акустических импульсов с приведением моментов из излучения к единому времени начала. отсчета, в

45 устройство дополнительно введены, программируемый датчик. интервала, программатор числа возбуждений, счет чик сейсмограмм, трехвходовая схема совпадения И, первая и вторая схемы совпадения И, ключевые схемы, инвер50. тор НЕ, генератор короткого импульса (одновибратор), причем выход датчика интервала соединен с входом синхронизатора развертки, программатор числа возбуждений соединен с первым входом первой схемы совпадения И, второй вход которой соединен с выхо". дом счетчика сейсмограмм, а выход соединен с входом инвертора НЕ, выход

7 1427316 8 инвертора НЕ соединен с первым входом которого соединен с выходом схемы схемы совпадения И, второй вход ко- логики записи, а второй вход ключевых; торой соединен с выходом одновибрато- схем соединен с выходом трехвходовой ра, а выход соединен с первым входом схемы совпадения И, входы которой

5 счетчика сейсмограмм, выход синхрони- соединены с двумя выходами счетчика затора развертки соединен с входом байтов и кадров и с выходом схемы одновибратора, выходы ключевых схем логики записи, выход второй схемы соединены со схемой управления за- совпадения И соединен с входами счетписью, первые их входы соединены с 1О чика байтов и кадров и схемы логики выходом счетчика сейсмограмм, вход записи.

) 4273) 6

Составитель А.Мягков

Техред M.дндык Корректор А.Обручар

Редактор И.Рыбченко

Заказ 4849/42 Хирам 522 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ултород, ул. Проектная, 4