Устройство управления источником сейсмических волн Советский патент 1985 года по МПК G01V1/147 G01V1/37 

нератора постоянной частоты, а выход счетчика -с переменным коэффициентом деления соединен с вторыми входами синхронизации генератора шума и регистра сдвига, управляющие входы

генератора шума, регистра сдвига и вход установки в О счетчика с переменным коэффициентом деления соединены с выходами схемы прекращения цикла.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащее первый селектор, схему прекращения цикла, блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель импульсов, счетчик числа воздействия, схему установки исходного положения, усилитель мощности, исполнительный .орган, генератор шума, задатчик начальных параметров, причем выход первого селектора соединен с синхронизирующим входом распределителя импульсов и входом блока прекращения подъема, входы первого селектора соединены с выходами блока прекращения подъема, распределителя импульсов, датчика момента удара, соединенным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в О которого соединен с входами установки в О схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного положения, выходы усилителя мощности соединены с исполнительным органом, а входы - с выходами распределителя импульсов, выход счетчика числа воздействий соединен с вторым входом установки в О схемы прекращения цикла, входы генератора шума соединены с выходами задатчика начальных параметров, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности сейсморазведки за счет уменьшения минимального времени между воздействиями при работе группы импульсных источников с изменяющимся по псевдослучайному закону интервалом времени между воздействиями, в него введены генератор постоянной частоты, счетчик с переменным коэффициентом деления, (Л задатчик числа источников, регистр сдвига, мультиплексор, второй селектор и задатчик номера источника, причем управлякицие входы мультиплексора соединены с выходами задатчика номера источника, первый стробируияций вход ел мультиплексора соединен с выходом схемы прекращения цикла, а второй ч1 стробирукнций вход соединен с выходом сд генератора шума, выход мультиплексора о соединен с входом первого селектора, tN9 выходы регистра сдвига соединены с коммутируемыми входами второго селектора и мультиплексора, вход регистра сдвига соединен с выходом второго селектора, выходы эадатчика числа источников соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления и второго-селектора, счетный вход счетчика с переменным коэффициентом деления соединен с пер- выми входами синхронизащи генератора шума и регистра сдвига и выходом ге

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к устройствам управления импульсными источниками. Известно устройство, содержащее генератор И1 последовательности случайнЬ1х чисел, в соответствии с после довательностью из накопителей поступают значения положительных и отрицательных полуволн, которые и образуют псевдослучайный управляющий сигнал, В цифроаналоговом преобразователе он трансформируется в перемен ное напряжение, подаваемое на вибратор. Исходный управляющий сигнал вместе с присвоенными порядковыми но мерами записывается в блоке памяти, С помощью данной системы управления можно работать одновременно несколькими или одиночньти группами вибрато ров своим псевдослучайным сигналом Недостатком устройства управления является невозможность работы с груп пой импульсных источников, срабатывающих несинхронно, вырабатывая воздействия по псевдослучайному закону. Наиболее близким техническим решени ем является устройство управления исто ников сейсмических волн,содержащее пер вый селектор, схему прекращения цикла блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель импульсов, счетчик числа воздействий, схем установки исходного положения, усили тель мощности, исполнительный орган, генератор шума, задатчик начальных параметров, причем выход селектора соединен с синхронизирукядим входом распределителя импульсов и входом блока прекращения подъема, входы селектора соединены с выходами блока прекращения подъемаj распределителя импульсов, выходом датчика момента удара, соединенным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в нуль которого соединен с входами установки и нуль схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного положения, выходы усилителя мощности соединены с исполнительным органом, а входы - с выходами распределителя импульсов, выходом счетчика числа воздействий соединен с вторым входом установки нуля схемы прекращения цикла, входы генератора шума соединены с выходами задатчика начальг. ных параметров. Данное устройство, управляя импульсным сейсмическим источником, позволяет осуществлять импульсные воздействия с изменяющимися по псевдослучайному закону энергией и временем между воздействиями в пределах числа накапливаемых воздействий 2J, Недостатком устройства является то, что управляя импульсным сейсмическим источником, быстродействие которого ограничено, нельзя получить серию воздействий, распределенных во времени по псевдослучайному закону на основе m-последовательности, с минимальнь временем между воздействиями меньше, чем Д ijn минимальное время между воздействиями; Т - минимальный период осуществления воздействий импульсным источником, определяемый его быстродействием, Данное устройство управления не позволяет использовать группу ИсточНИКОВ для уменьшения времени между воздействиями при осуществлении, воздействий по псевдослучайному закону. Уменьшая время между воздействиями, можно увеличить сегмент mпоследовательности, произведенный за один цикл воздействий, не увеличивая время цикла. Увеличивая сегмент m -последовательности, приближают корреляционные свойства сегмента ni - ггоследонатальности к свойствам полной m- последовательности, т.е. облегчают обнаружение сигнала. Целью изобретения является повышение разрешающей способности сейсморазпедки за счет уменьшения минимального времени между воздействиями при работе группы импульсных: источников с изменяющимся по псевдо случайному закону интервалом времени между воздействиями. Поставленная цель достигается тем что в устройство управления источником сейсмических волн, содержащем первый селектор, схему прекращения цикла, блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель импульсов, счетчик числа воздей ствий, схему установки исходного положения, усилитель мощности, исполни тельный орган генератор шума, задатчик начальных параметров, причем выход первого селектора соединен с син хронизирующим входом распределителя импульсов и входом блока прекращения подъема, входы первого селектора сое динены с выходами блока прекращения подъема, распределителя импульсов, выходом датчика момента удара, соеди ненным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в О которого соединен с входами установки в О схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного положения, выходы усилителя мощности соединены с исполнительным органом, и .входы с выхрдами распределителя импульсов, выход счетчика числа воздействий сое динен с вторым входом установки в О схемы прекращения цикла, входы генератора шума соединены с выходами, задатчика начальных йараметров, введен генератор постоянной частоты, счетчи с переменным коэффициентом деления, задатчиком числа источников, регистр сдвига, мультиплексор, второй селектор и задатчик номера источника, причем управляющие входы мультиплексора соединены с выходами задатчика номера источника,первый стробирующий вход мультиплексора соединен с выходом схемы прекращения цикла, а вто рой стробирующий вход соединен с выходом генератора шума, выход мультиплексора соединен с входом первого селектора., выходы регистра сдвиги соединены с коммутируемыми входами второго селектора и мультиплексора вход регистра сдвига соединен с выходом второго селектора, выходы задатчика числа источников соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления и второго селектора, счетный вход счетчика с переменным коэффициентом деления соединен с первыми входами синхронизации генератора щума и регистра сдвига и выходом генератора постоянной частоты, а выход счетчика с. переменным коэффициентом деления соединен с вторыми входами синхронизации генератора шума и регистра сдвига, управляющие входы генератора шума, регистра сдвига и вход установки в О счетчика с переменным коэффициентом деления соединены с выходами схемы прекращения цикла. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство управления содержит селектор 1, схему 2 прекращения цикла, блок 3 прекращения подъема, датчик 4 момента удара, распределитель 5 импульсов, счетчик 6 числа воздействий, схему 7 установки исходного положения, усилитель 8 мощности, исполнительного органа 9, генератора 10 шума, задатчика П начальных параметров, причем выход селектора 1 . соединен с синхронизирующим входом распределителя 5 импульсов и входом блока 3 прекращения подъема, входы селектора 1 соединены с выходами блока 3 прекращения подъема, распределителя 5 импульсов, выходом датчика 4момента удара, соединенным с вхо.дом счетчика 6 числа воздействий, вход установки в О которого соединен с входами установки в О схемы 2 прекращения цикла, распределителя 5импульсов, и выходом схемы 7 установки исходного положения, выходы усилителя 8 мощности соединены с исполнительным.-, органом 9, а входыс выходами распределителя 5 импуль- сов, выход счетчика 6 числа воздействий соединен с вторым входом установки в О схемы 2 прекращения цикла, входы генератора 10 шума соедит, нены с выходами задатчика II начального блока. Устройство управления источником сейсмических волн содержит также генератор I2 постоянной частоты, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления, задатчик 14 числа источников, регистр 15 сдвига, мультиплексор 16, второй селектор 17 5I и задатчик 18 номера источника, причем управляющие входы мультиплексора 16 соединены с выходами задатчика .18 номера источника, первьй стробирующий вход мультиплексора 16 соединен с выходом схемы 2 прекращения цикла, второй стробиругощий вход соединен с выходом генератора 10 шума, выход соединен с входом селектора 1 , а коммутируемые входы соединены с коммутируеьгыми входами второго селектора 17 и выходами регистра 15 сдвига, вход регистра 15 сдвига соединен с выходом второго селектора 17, управляющие входы которого соединены с управляющими входами счетчика 13 с переменным коэффициентом деления и с выходами задатчика 14 числа источников, счетный вход счетчика 13 с переменным коэффициентом деления соединен с первыми входами синхроцизации генератора 10 шума и регистра 15 сдвига и выходом генератора 12 постоянной частоты, И)1ход счетчика 13 с переменным коэффидиентом деления соединен с вторыми входами синхронизации генератора 10 шума и регистра 15 сдвига, управляюii ie входы генератора 10 шума, регист ра 15 сдвига и вход установки в нуль счетчика 13 с переменным коэффициентом деления соединен с выходом схем 2 прекращения цикла, которая имеет внешний запуск. В исходном состоянии схема 7 уста новкн в исходное положение устанавливает распределитель 5 импульсов счетчика 6 числа воздействия и схему 2 прекращения цикла в О. Селектор I представляет собой схе му, которая осуществляет коммутацию трех входов, соединенных с датчиком 4 момента удара, блоком 3 прекращения подъема и мультиплексором 16, на один выход, соединенный с входом синхронизации распределителя 5 импул сов, Б зависимости от кода присутствующего на управляющих входах селектора I соединенных с распределителем 5 импульсов.. Устройство управления источником сейсмических волн работает следующим образом. В задатчике 14 числа источников, в качестве которого может быть применен перекл19чатель имеющий, например три выхода и три положения(при изменении положения переключателя уровень 2 логической единицы попеременно появляется на одном из трех его выходов , устанавливается число, равное числу сейсмических импульсных источников, работающих в группе, например три. Таким образом, определена частота следования импульсов на выходе счетчика 13 с переменным коэффициентом деления (чем больше число источников в группе, тем выше частота следования импульсов, и определено число разрядов в кольцевом счетчике, образованном регистром 15 сдвига и селектором 17 { число разрядов равно числу источников в группе). В задатчике 18 номера источника, в качестве которого может быть применен переключатель, аналогичный примененному в блоке 14, устанавливают число соответствующее номеру источника. При группе из трех источников один из источников имеет номер 1, другой2, а третий-3. В задатчике П начальных параметров, в качестве котор.ого также может быть применен пере.-ключатель, имеющий число кодов на своих выходах соответствукмцее числу кодов вырабатываемых генератором 10 шума, выставляется код (начальный блок ). Так как число накопления воздействий меньше чем число символов в т последовательности, то этот начальный блок определяет сегмент m -последовательности. Желательно выбрать сегменты tn -последовательности, которые по своим ко.рреляционным свойствам стоят ближе к целой m -последовательности. При включении питания схема 7 установки исходного положения устанавливает распределитель 5 импульсов, счетчик 6 числа воздействий и схему 2 прекращения цикла в О. В качестве счетчика 6 числа воздействий может быть использован двоичный счетчик на число, равное необходимому числу воздействий, например на 16. Б качестве схемы 2 прекращения цикла может быть применен R Sтриггер с двумя К-входами и одним S-входом. На выходах распределителя 5 импульсов присутствуют уровни логической единицы, усилитель мощности выключен. Исполнительный орган 9 обесточен. В случае применения устг ройства управления источником сейсмических волн на сейсмическом нмтпульсном источнике ударного типа, в качестве исполнительного органа 9 может быть применен трехпозиционный электрогидрораспределитель, управляющий гидроцилиндром, осуществляющий сброс и подъем рабочего органа источника - груза (не указан ), В обесточенном I состоянии электрогидрораспределителя перемещение гидроцилиндра не происходит. Груз висит. На выходе схемы 2 прекращения цикла присутствует уровень логической единицы. При этом происходит установка счетчика 13 с переменным коэффициентом деления в О, а такж установка в исходное положение гене ратора 10 шума и сдвигакяцего регист ра 15. Пуск в- работу устройства управления источником сейсмических волн осуществляется при установке в 1 схемы 2 прекращения цикла. Пуск производится подачей сигнала на вход внешнего запуска, либо от кнопки Пуск, либо с выхода декодирующего устройства которое прини мает и выделяет закодированный сигнал Пуск, посланный с сейсмостанции. Если несколько источников работает в группе, запуск на них подается одновременно. При установке схемы 2 прекращения цикла в 1 на его выходе появляется уровень логического О. При этом счетчик 13 с переменйым коэффициентом деления начинает деление входной частоты, ;поступающей на него с генератора 12 постоянной частоты. С выхода счетчи ка 13 с переменным коэффициентом деления импульсы напряжения поступают на вход генератора 10 шума и сдвигающего регистра 15. Генератор 10 шума вырабатывает m-последовательность, т.е. на выходе его появл ются уровни логических нулей и единиц, чередования которых происходят по псевдослучайному закону. Кольцег вой счетчик образованный.из регистр 15 сдвига и селектора 17, начинает продвижение 1 в соответствии с по лучением тактовых импульсов. Пои совпадении сигналов на входах муль.типлексора с выходов регистра 15 сдвига и задатчика 18 номера источ ника, а также наличии на стробирующих входах уровней логических единиц на выходе мультиплексора появля ется сигиал, поступаищий на вход селектора 1.Таким образом, появлени сигнала на выходе мультиплексора 16 у источника № 1 возможно лишь при наличии уровня единицы на первом выходе, регистра 15 сдвига, т.е. нь первом такте, у источника № 2 иа втором такте, у источника № 3 на третьем такте. На входе 13 селектора 1 присутствует уровень логической единицы (при нулевом положении распределителя импульсов ), Сигнал с выхода мультиплексора 16. пройдя через селектор 1, синхронизирует распределитель 5 импульсов и переводит его в первое положение, при котором на его выходе 11 появляется уровень логической единицы, а на выходе 17 - уровень логического нуля. Через усилитель 8 мощности подается напряжение на вход трехпозиционного элект- рогидрораспределителя исполнительного органа 9. При этом происходит сброс груза. При ударе груза о землю датчик 4 момента удара (в качестве датчика момента удара может быть применен сейсмоприемник, или акселерометр с согласующим усилителем) выдает сигнал, который записывает в счетчик 6 числа воздействий единицу, и пройдя через селектор 1, поступает на вход синхронизации распределителя 5 импульсов и переводит его во второе положение, при этом на выходе его появляется уровень логического нуля. При этом через усилитель 8 мощности происходит включение электрогидрораспределителя исполнительного органа 9 на подъем груза. Блок 3 прекращения подъема, в качестве которого, например, может быть применен одиовибратор (длина импульса, который он вырабатывает, равна времени подъема), вырабатывает импульс, по концу которого сигнал, пройдя черед селектор 1, переводит распределитель 5 ийпульсов в нулевое положение. При этом на его выходе появляется уровень логической едини цы. Усилитель 8 мощности при этом выключен, электрогидрорасиределитель 9 обесточен, груз зависает. Далее работа устройства управления источником сейсмических волн повторяется до тех пор, пока счетчик 6 числа возДействий не заполняется. После этого он устанавливает схему 2 прекращения цикла в нуль, которая в свою очередь запрещает прохождение сигнала через мультиплексор 16 и устанавливает регистр 15 сдвига, генератор 10 шума, i и счетчик 13 с переменным коэффици ентом деления в исходное положение. Далее работа устройства происходит лишь после прихода сигнала запуска н вход внешнего запуска схемы 2 прекра щения цикла. Как следует из изложенного, устройство управления источником сейсми ческих волн позволяет проводить совместную работу нескольких источников сейсмических волн. При этом воздействия производятся через интервал времени, определяемый псевдослучайной Г -последовательностью, причем :минимальное время между воздействиями определяется из соотношения

Т п

min

- минимальный период осуществления воздействий импульсным 20 источником сейсмических волн; минимальный интервал времени между воздействиями при работе группы источников; - количество источников, рабо- 25 тающих в группе. 1

По сравнению с известным устройством предлагаемое устройство позволяет повысить разрешающую способность сейсморазведки, так как оно позволяет повысить частоту следования воздействий при работе группы сейсми еских импульсных источников с изменяющимся по псевдослучайному закону интервалом времени между воздействия- ми. 210 Уменьшение времени между воздействием при работе группы источников достигается за счет того, что каждаш источник вступает в работу по очереди в соответствии с порядковым номером, присвоенн1 1м ему, а в это время другие источники подготавливаются к осуществлению очередных воздействия, т,е. пауза, необходимая для подготовки источника к другому воздействию, заполняется воздействиями источников уже успевцих закончить эту подготовку, и чем больше источников в группе, тем меньше эта пауза.