Способ измерения заглубления излучателя Советский патент 1985 года по МПК G01V1/38 

Риг 1

Изобретение относится к морской геоакустике и предназначено для определения заглубления излучателя при сейсморазведке и звуковой геолокации, использующих излучатели, работающие на принципе электрического разряда в жидкости, пневматических и т.п. Величина заглубления излучателя необходима для определения истинных расстояний до поверхности воды и дна и залегающих под дном отражающих границ, например при построении батиметрических, структурных карт, изучении мощности наносов и т. п.

Целью изобретения является повышение точности измерения заглубления излучателя.

На фиг. 1 представлена схема измерения заглубления излучателя; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая процесс формирования временного сдвига; на фиг. 3 - пример зависимости временного сдвига от величины заглубления излучателя.

Схема включает излучатель 1, предназначенный для возбуждения импульса упругих колебаний, приемное устройство 2, расположенное на некотором (примерно, равном ширине судна) расстоянии от излучателя и служащее для приема прямого излученного импульса упругих колебаний, измерительное устройство 3, которое осуществляет фильтрацию излученного сигнала параллельно включенными фильтром верхних и фильтром нижних частот и формирование, и измерение временного сдвига между моментами первых максимумов сигналов с выходов фильтра верхних и фильтра нижних частот.

На фиг. 2 введены следующие обозначения: 4 - излученный сигнал на выходе фильтра верхних частот , 5 - излученный сигнал на выходе фильтра нижних частот; 6 - импульс первого максимума сигнала с выхода фильтра верхних частот; 7 - импульсы первого максимума сигнала с выхода фильтра нижних частот; 8 - импульс временного сдвига между моментами первых максимумов сигналов с выходов фильтров верхних и нижних частот.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности.

С помощью излучателя 1 излучают в воду импульс упругих колебаний. Приемным устройством 2 принимают распространяющийся по кратчайшему расстоянию прямой излученный сигнал. Приемное устройство 2 преобразует импульс упругих колебаний в электрический сигнал, который поступает в измерительное устройство 3. В измерительном устройстве 3 принятый излученный сигнал пропускают через соединенные параллельно фильтр верхних (фиг. 2, импульс 4) и фильтр нижних (фиг. 2, импульс 5) частот, выделяют моменты первых максимумов сигналов с выходов фильтра верхних

(фиг. 2, импульс 6) и фильтра нижних (фиг. 2, импульс 7) частот, формируют из моментов максимумов интервал At (фиг. 2, импульс 8) временного сдвига, измеряют этот времен ной интервал, а затем по предварительно снятой зависимости временного сдвига между верхними и нижними частотными составляющими в излученном сигнале от заглубления излучателя определяют заглубление излучателя.

Зависимость (h) (фиг. 3) была получена экспериментально при работах на акватории северо-восточной части Балтийского моря.

В качестве источника упругих колебание был использован многоэлектродный излучатель электрогидравлического типа, прием осуществлялся стандартным гидрофоном. Прибор для измерения временных сдвигов между частотными составляющими импульсного сигнала был разработан в НПО «Рудгеофизика и успешно опробован в полевых условиях. При этом в эксперименте приемное устройство было неподвижно, а излучатель перемещен по вертикали. Изменяя его заглубление, возбуждали в воде упругие колебания, принимали прямой (излученный) сигнал, пропускали его через высокочастотные низкочастотные полосовые фильтры и регистрировали временной сдвиг между первыми максимумами сигналов на выходе фильтров.

Полученная зависимость временного сдвига от заглубления излучателя электрогидравлического типа объясняется изменением формы сигнала за счет изменения фазовых соотнощений между высокочастотными и низкочастотными составляющими излученного импульса. Эти изменения связаны с влиянием увеличивающегося с глубиной гидростатического давления на расширение парогазовой полости, образующейся при электрогидравлическом разряде и изменении спектра излучаемого импульса при изменении давления, а значит, и заглубления.

График зависимости временного сдвига между спектральными составляющими в излученном импульсе от гидростатического давления можно использовать для определения гидростатического давления на глубине расположения излучателя. Погрешность измерения заглубления излучателя предлагаемым способом порядка 0,5 м.

Преимущество предлагаемого способа состоит в использовании для измерения заглубления излучателя зависимости временного сдвига между верхними и нижними частотными составляющими излученного импульса от заглубления излучателя, что позволяет (по сравнению со способом определения заглубления излучателя по номограмме зависимости заглубления от скорости движения судна) более чем в 4 раза повысить точность измерения заглубления излучателя. Повышение точности измерения заглубления излучателя позволяет путем введения коррекции на изменение заглубления свести к минимуму ошибки при построении по эхограммам

батиметрических и структурных карт на глубинах от 15 до 100 м.

Кроме того, при введении автоматической коррекции на изменение заглубления излучателя может быть повышено качество и достоверность записи эхограмм на малых глубинах.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАГЛУБЛЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЯ, основанный на излучении и приеме импульса упругих колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения заглубления излучателя, дополнительно пропускают принятый излученный сигнал через соединенные параллельно фильтр верхних и фильтр нижних частот, выделяют моменты первых максимумов сигналов с выходов фильтров верхних и фильтра нижних частот, измеряют интервал времени между моментами первых максимумов, по которому определяют заглубление излучателя. (Л СО СХ) СП О5

мс

0.50. ОА8.

0, 0.,

OAZ

Фиг. Z

г

т

го

fZ м

Фие. 3