Устройство для определения коэффициента отражения от дна водоема

 

Изобретение относится к области поисковой и разведочной геофизики и может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях структуры пород, слагающих дно водоема, акустическими методами разведки. Цель - увеличение типов исследуемых грунтов путем учета знака коэффициента отражения. Для этого в устройство для определения коэффициента отражения от дна водоема введены блок сравнения знаков излученного и отраженного сигналов и преобразователь знака коэффициента отражения, соединенные последовательно, причем управляющие входы введенных блоков подключены к выходам схемы управления, первый вход блока сравнения знаков соединен с вторым выходом амплитудно-временного селектора, а второй вход - с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход преобразователя знака подключен к выходу второго регистра. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

союз советсних

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

aS (11) А2 (51)4 G О1 Ч 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 949586 (21) 3840746/24-25 (22) 07,01.85 (46) 30,10,89, Бюл. Р 40 (71) Научно-производственное объединение по рудной геофизике "Рудгеофизика" (72) А,IO.Ãëóøêoâ, К.Н,Пантюшов и и Н.М,Шагиев (53) 550,83(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 949586, кл, G 01 V 1/38, 1982. (54) УстРОЙстВО ДлЯ ОпРеДелениЯ кОЗФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ОТ ДНА ВОДОЕМА (57) Изобретение относится к области поисковой и разведочной геофизики и может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях структуры пород, слагающих дно водоема, Изобретение относится к поисковои и разведочной геофизике и может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях структуры пород, слагающих дно водоема, акустическими методами разведки.

Цель изобретения — увеличение количества типов исследуемых грунтов путем учета знаков коэффициентов отражения.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для определения коэффициента отражения от диа водоема; на фиг.2 — функциональная схема преобразователя знака; на фиг.3 — функ2 акустическими методами разведки.

Цель изобретения — увеличение типов исследуемых грунтов путем учета знака коэффициента отражения. Для этого в устройство для определения коэффициента отражения от дна водоема введены блок сравнения знаков иэлучен— ного и отраженного сигналов и преобразователь знака коэффициента отражения, соединенные последовательно причем управляющие входы введенных блоков подключены к выходам схемы управления, первый вход блока сравнения знаков соединен с вторым выходом амплитудно-временного селектора, а второй вход — с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход преобразователя знака подключен к выходу второго рвгистра. 2 s,ï, ф"лы, 3 ил. циональная схема блока сравнения знаков.

Устройство для определения коэффициента отражения от дна водоема содержит масштабные усилители 1 и 2, аналого-цифровой преобразователь 3, амплитудно-временной селектор 4, схему 5 отношений, измеритель 6 вре- ф» менных интервалов, схему 7 управле- . ния, схему 8 задержки импульсов, ариф- М метический блок 9,.первый регистр 10, второй регистр 11, блок 12 сравнения знаков и преобразователь 13 знака, Входы масштабных усилителей 1 и 2 подключены параллельно к первому вхо15188) 8 ду устройства. Первый вход схемы 7 управления подключен к второму входу устройства, а первый вход схемы 5 отношений — к третьему входу устройства.

Входы арифметического блока 9 соединены с выходом первого регистра

10, с первым выходом амплитудновременного селектора 4, выходом схемы 5 отношений, с первым выходом измерителя 6 временных интервалов и с выходом схемы 7 управления, выход которой подключен также к входам схемы

8 задержки импульсов и иэмери еля

6 временных интервалов, к второму входу блока 12 сравнения знаков, к первым входам аналого-цифрового преобразователя 3 и амплитудно- зременного селектора 4. Второй выход последнего соединен с первым входом блока

12 сравнения знаков и с вторьы входом схемы 7 управления, второй вход которой подключен к выходу схемы 8 задержки импульсов. Первые выходы масштабных усилителей 1 и 2 подключены к входам аналого-цифрового преобразователя 3 а вторые — к входам схемы

5 отношений, последний вход которой соединен с вторым выходом измерителя Ь временных интервалов, Выход аналого-цифрового преобразователя 3 соединен с вторым входом амплитудно-временного селектора 4 и третьим входом блока 12 сравнения знаков, выход которого подключен к третьему входу преобразователя 13 знака, первый вход которого подключен к выходу второго регистра 11, а второй вход — к выходу схемы 7 управления, Выход преобра40 эователя 13 знака является выходом устройства. Выход арифметического блока 9 соединен с входами первого 10 и второго 11 регистров, выходы которых являются выходами устройства.

Преобразователь 13 знака (фиг,2) содержит первьгй 14 и второй 15 триггеры, первую 16 и вторую 17 схемы сравнения, счетчик 18> генератор 19 импульсов, шифратор 20 и схему И 21, причем генератор 19 импульсов через счетчик 18 соединен с первым входом схемы 17 сравнения и первым входом схемы 16 сравнения, второй вход которой является первым входом преобразователя 13 знака и соединен с выходом второго регистра, второй вход схемы

17 сравнения соединен с выходом шифратора 20, вьгход схемы 16 сравнения соединен с первым входом триггера 14, по выходу соединенного с входом счетчика 18 и первым входом схемы И 21, второй вход которой соединен с инверсным выходом триггера 15, первый вход которого соединен с выходом схемы 17 сравнения, второй вход триггера 14 вместе с вторым входом триггера 15 является вторым входом преобразователя 13 знака и соединен с выходом схемы 7 управления, третий вход триггера 15 является третьимвходом преобразователя 13 знака и соединен с блоком 12 сравнения знаков, выход схемы И 21 является выходом преобразователя 13 знака, Блок )2 сравнения знаков (фиг,3) содержит первый ?2 и второй 23 триг-, геры, первую 24 и третью 25 схемы И, пятый 26 и шестой 27 триггеры, вторую

28 и четвертую 29 схемы И, третий

30 и четвертый 31 триггеры и сумматор

32 по модулю два, Первые входы триггеров 22, 23, 30 и 31 подключены к первому входу устройства, а первые входы схем И 24, 25, 28 и 29 подключены к второму входу устройства, выход первого триггера 22 через второй вход первой схемы И 24 соединен с вторым входом первого триггера 22 и первым входом пятого триггера 26, выход последнего через второй вход второй схемы И 28 соединен с вторым входом пятого триггера 26 и вторым входом третьего триггера 30, выход последнего подключен к первому входу сумматора 32, второй вход которого подключен к выходу четвертого триггера 31, Выход второго триггера 23 через второй вход третьей схемы И 25 соединен с вторым входом второго триггера 23 и первым входом шестого триггера 27, выход последнего поцключен через второй вход четвертой схемы И 29 к второму входу шестого триггера 27 и к второму входу четвертого триггера 31, Третьи входы третьего 30 и четвертого 31 тригге-: ров, соединены и подключены к третьему входу устройства.

Устройство работает следующим образом, С входа А устройства сигналы с приемной системы акустической аппаратуры подаются одновременно на входы масштабных усилителей 1 и 2, служащих для приведения текущего зна чения амплитуд излученного и отражен45

5 151881 ного сигналов к верхнему пределу диапазона преобразования аналого-цифрового преобразователя 3 путем установки соответствующих коэффициентов передачи, В масштабных усилителях 1 и

2 производится также формирование цифровых кодов величин установленных коэффициентов передачи излученного и отраженного сигналов (К„, Кр). 10

Приведенные аналоговые сигналы с выходов масштабных усилителей 1 и 2 подаются на аналого-цифровой преобразователь 3, на входе которого установлен сдвоенный компаратор напряжения, управляемый стробирующими импульсами со схемы 7 управления, Через вход В устройства командный импульс с акустической аппаратуры поступает на схему 7 управления, 20 где по переднему фронту этого импульса формируется команда начальной установки схем устройства и импульсы запуска аналого-цифрового преобразователя 3, измерителя 6 временных интер, — 25 валов, схемы 8 задержки импульсов, блока 12 сравнения знаков и преобразователя 13 знака, Команда начальной установки подготавливает устройство к работе, Импульсы запуска, по- 30 ступающие на аналого-цифровой преобразователь 3, разрешают преобразование аналоговых сигналов в цифровые коды. По командному импульсу произво-дится преобразование сигналов, посту-

35 лающих с масштабного усилителя 1, так как стробирующие импульсы со схемы 7 управления подаются на ту половину сдвоенного компаратора, вход которой соединен с выходом масштаб- 40 ного усилителя 1, Цифровые коды с аналого-цифрового преобразователя

3 подаются на амплитудно-временной селектор 4, а коды знака — на блок

12 сравнения знаков.

По импульсу запуска схема 8 задержки импульсов обеспечивает задержку переднего фронта командного импульса на два регулируемых раздельвр™енных интервала (t 3g и с з ), 50

В конце каждого интервала формируются импульсы, которые через схему 7 управления поступают на блок 12 сравнения знаков и на амплитудно †временной селектор 4 ° Амплитудно-времен— ной селектор 4 начинает работу с приходом импульсов со схемы 8 задержки импульсов, осуществляя тем самым селекцию сигналов по времени. По этим же импульсам в амплитудно-временном селекторе 4 производится сравнение кодов текущих значений амплитуд преобразуемых сигналов с коцом заданного порога, при превьппении которого амплитудно-временной селек тор

4 переходит в режим выделения кода максимального значения амплитуды сигнала. В этот момент вырабатываются импульсы превьппения порога иэлученным и отраженным сигналами, которые поступают в блок 12 сравнения знаков, При определении максимального значения сигналов вырабатывается импульс максимума и фиксируется код максимального значения. Импульсы максимумов с амплитудно-временного селектора 4 поступают на схему 7 управления и блок 12 сравнения знаков, По первому импульсу максимума стробирующие импульсы переключаются на вторую половину сдвоенного ком-. паратора аналого-цифрового преобразователя 3, вход которой соединен с выходом масштабного усилителя 2, сиг= налы с последнего преобразуются в цифровые коды и поступают на амплитудно-временной селектор 4.

По командному импульсу на измеритель 6 временных интервалов подается последовательность импульсов со схемы 7 управления и по первому импупьсу максимума в измерителе временных интервалов формируется код временного интервала от командного импульса до момента выборки максимального значения излученного сигнала (t„), а по второму импульсу максимума — код временного интервала от командного импульса до момента выборки максимальной амплитуды отраженного сигнала (,).

Схема 5 отношений производит вычисление промежуточной величины Е .

В арифметическом блоке 9 по зафиксированным значениям кодов максимальных амплитуд иэлученного и отраженного сигналов, а также по измеренному значению интервала t è по найденному значению промежуточной величины Е вычисляется коэффициент отражения, Вычисленное значение коэффициента отражения. записывается в регистр 11 и выдается на выход устройства .и на преобразователь 13 знака, Арифметический блок 9 вычисляет также среднее значение коэффициентов отражения за и зондирований При

1518818 движении плавсредства, Среднее значение коэффициента отражения записывается в регистр 10, Блок 12 сравнения знаков работает следующим образом, Командные импульсы с выхода схемы 7 управления устанавливают третий и четвертый триггеры в нулевое положение. По пврвому импульсу sa» держки, сформированному по концу t» и поступающему с выхода схемы 7 уп-.п равления, первый триггер 22 устанавливается в единичное состояние и раз. решает прохождение импульса иэлуче15 ния (ИИ) с выхода амплитудно-временного селектора 4 через первую схему

И 24 на вход пятого триггера 26 и на вход первого триггера 22, По импульсу излучения пятый триггер 26 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульса максимума иэлученного сигнала с выхода амплитуд" но-временного селектора 4 через вторую схему И 28 на вход третьего триг- 25 гера 30 и на вход пятого триггера 26.

По заднему фронту импульса излучения первый триггер 22 устанавливается в нулевое положение и запрещает прохождение импульсов через первую схему И

24, а по заднему фронту импульса максимума иэлученного сигнала пятый триггер 26 также устанавливается в нулевое положение и запрещает прохождение импульсов через вторую схему И 28 на вход третьего триггера 30. Код знака, 35 соответствующий иэлученному сигналу, в виде логической единицы или логического нуля поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 на информационный вход третьего триггера 30. По импульсу максимума излученного сигнала этот код переписывается в третий триггер 30 и с выхода последнего подается на вход сумматора 32 по 45 модулю два.

По второму импульсу задержки (ИЗ q), сформированному по концу tz> и поступающему с выхода схемы 7 управленин второй триггер 23 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульса дна (ИД) с выхода амплитудно-временного селектора 4 чечереэ схему И 25 на вход шестого триггера 27 и на вход второго триггера 23, По импульсу дна (ИД) шестой триггер

- 55

27 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульса максимума отраженного сигнала (U„„„, „) с выхода амплитудно-временного селектора 4 через четвертую схему

И 29 на вход четвертого триггера 31, По заднему фронту импульса дна (ИД) второй триггер 23 устанавливается в нулевое положение и запрещает прохождение импульсов через третью схему

И 25, а по заднему фронту импульса максимума отраженного сигнала шестой триггер 27 устанавливается в нулевое положение и запрещает прохождение импульсов с выхода амплитудно-временного селектора 4 через четвертую схему

И 29 на вход четвертого триггера 31.

Код знака, соответствующий отраженному сигналу, в виде логической единицы или логического нуля поступает с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 на информационный вход четвертого триггера 31 переписывается по импульсу максимума отраженно-., го сигнала в четвертый триггер 31 и с выхода последнего подается на вход сумматора 32 по модулю два, Коды знаков излученного и отраженного сигналов суммируются в сумматоре 32 по модулю два. При равенстве кодов знаков на выходе сумматора 32 по модулю два будет логическая единица, а при их неравенстве - логический нуль.

Преобразователь 13 знака работает следующим образом, На вход преобразователя 13 знака с выхода блока I2 сравнения знаков поступает сигнал

I I 11

1 при положительном знаке первого вступления отраженного от дна сигнала и сигнал "0"1 при отрицательном знаке первого вступления.

При отрицательном знаке первого вступления на вход 0-триггера 15 поступает сигнал "0", поэтому по импульсу с выхода схемы 7 управления, поступающему на вход синхронизации триггера 15 и соответствующему началу регистрации коэффициента отраже», ния триггер 15 не опрокидывается, Сигнал с инверсного выхода триггера 15 при этом является разрешающим для схемы И 21. В отличие от триггера 15 триггер 14 по импульсу с выхода схемы 7 управления опрокидывается, Сигнал с выхода триггера 14, поступающий на вход установки нуля счетI чика 18, разрешает его работу от импульсов генератора 19 импульсов.

В момент равенства кода счетчика 18 и кода коэффициента отражения, посту-.

15 1 8818 пающего с вымод второго регистра 11, срабатывает схема 16 сравнения, выходной импульс которой возвращает триггер 14 в исходное состояние, при этом на прямом выходе триггера 14 фор- 5 мируется импульс, длительность которого пропорциональна величине кода на выходе регистра 11, Через открытую схему И 21 импульс с выхода тригге1О ра 14 поступает на выход преобразователя 13 знака.и далее на регистрирукхцее устройство, где отображается в виде штриха, длина которого соот ветствует величине коэффициента отра- 1 жения.

При положительном знаке первого вступления отраженного сигнала на вход триггера 15 поступает сигнал

"1" с выхода блока 12 сравнения знаков. По сигналу с выхода схемы 7 уп2С равления триггеры 15 и 14 опрокидываются, На выходе триггера 14 формируется импульс, длительность которого соответствует величине выходного кода регистра 11, В момент равенства кода счетчика 18 и вьмодного кода шифратора 20 срабатывает схема 17 сравнения, выходной импульс которой возвращает триггер 15 в исходное состоя30 ние, при этом на инверсном выходе триггера 15 формируется импульс, длительность которого соответствует величине выходного кода шифратора 20.

Импульс с инверсного выхода триггера

15 поступает на вход схемы И 21 и является запрещающим для этой схемы, Длительность импульса на выходе схемы И 21 при этом соответствует длительности выходного импульса триггера 14, уменьшенного на длительность импульса с выхода триггера 15, Таким образом, в регистрирующем устройстве коэффициент отражения для сигнала с положительным знаком первого вступления регистрируется в виде штриха соответствующей длины, в начальной части которого имеется пропуск (прерывание) в отличие от штриха без пропуска, отображающего коэффициент отражения для сигнала с отрицательным знаком 5О полярности первого вступления отраженного сигнала. Величина указанного пропуска определяется величиной выходного кода шифратора 20 и выбирается равной 3-7Х максимальной длины штри- 55 ха (при коэффициенте отражения равном единице), чем обеспечивается на— дежное визуальное различие коэффициента отражения донного грунта с положительной и отрицательной полярностью первого вступления отраженного сигнала, Формула изобретения

1. Устройство для определения ко., эффициента отражения .от дна водоема по авт,св, У 949586, о..т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения количества типов исследуемых грунтов путем учета знака коэффициента отражения, в него введены блок сравнения знаков иэлученного и отраженного сигналов и преобразователь знака коэффициента отражения, соединенные последовательно, причем управляющие входы введенных блоков подключены к вьмодам схемы управления, первый вход блока сравнения знаков соединен с вторым выходом амплитудно-временного селектора, а второй . вход — с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход преобразователя знака подключен к выходу второго регистра.

2, Устройство по и. 1, е т л и ч а ю щ е е с я тем, что преобразо-.. ватель знака выполнен в виде счетчика, первой и второй схем сравнения, первого и второго триггеров, шиф-. ратора, схемы И, генератора импульсов, причем выход последнего соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с первыми входами пер" вой и второй схем сравнения, второй вход первой схемы сравнения является пврвым входом преобразователя знака, второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом шифратора, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом первого триггера, пря". мой выход которого соединен с вторым входом счетчика и первым входом схемы И, второй вход которой соединен с инверсным выходом второго триггера первый вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, а второй вход вместе с вторым входом первого триггера является вторым входом преобразователя знака, третьим входом которого является третий вход второго триггера, выход схемы

И является выходом преобразователя знака.

3, Устройство по и ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок срав11 15188) нения знаков выполнен в виде шести триггеров, четырех схем И, сумматора по модулю два, причем первые вхо-. ды четырех триггеров подключены к первому входу устройства, а первые входы всех схем И подключены к второ.му входу устройства, выход первого триггера через второй вход первой схемы И соединен с вторым входом пер- 1ð вого триггера и первым входом пятого триггера, выход последнего через второй вход второй схемы И соединен с вторым входом пятого триггера и с вторым входом третьего триггера, вы8

12 ход последнего подключен к первому входу сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу четвертого триггера, а выход второго триггера через второй вход третьей схемы И соединен с вторым входом второго триггера и первым входом шестого триггера, выход последнего подключен через второй вход четвертой схемы И к второму входу шестого триггера и к второму входу четвертого триггера, третьи входы третьего и четвертого триггеров соединены и под» ключены к третьему входу устройства.,15)8818

Составитель В.Крутин

Редактор Т.Лазоренко Техред.Л.Сердехова КорректорН.Король

Заказ 6606/53 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101