Вибрационный источник сейсмических сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01V1/37 

4

О

ел

Изобретение относится к геофизической технике, а именно к невзрыв- «ым источникам сейсмических сигналов (I непрерывным действием для проведе- 1|ия сейсмической разведки.

Целью изобретения является повышение эффективности работы вибрационного источника сейсмических сигналов за счет контроля работы системы фазо- ной коррекции в каждом периоде сигнала.

На чертеже представлен вибрационный источник.

Вибрационный источник сейсмичес- сигналов содержит возбудитель 1 аибраций, включающий излучающую пли- fy 2 с установленным на ней датчиком ускорения, реактивную массу 4 с дат- Чиком 5 массы и электрогидравлическим Преобразователем 6 с датчиком 7 золот Йика, программное устройство 8 управ- 4ения, два формирователя 9 и 10 гар- Цонического сигнала, блок 11 следя- йей системы, усилитель 12 мощности, .радиостанцию 13, декодирующее устрой- 4тво 14, устройство J5 сопряжения,фа- э|овый детектор 16, фазовый коррек- ifop J7, две схемы И 18 и .19, два формирователя 20 и 21 импульсов, ре- йерсивный счетчик 22, управляемый Инвертор 23, буферный регистр 24 и З стройство 25 индикации, причем пер- ьй выход программного устройства 8 правления соединен с первым формиро- Еателем гармонического сигнала 9, второй его выход подключен к частотному Еходу фазового корректора 17, при aJTOM последовательно соединены фазо- дый детектор J6, фазовый корректор J Итерой формирователь 10 гармонического сигнала, блок 11 следяющей сис- ifeMbi, усилитель 12 мощности и элект- р|огидравлический преобразователь 6, причем второй вход блока 11 следящей с|истемы связан с да тчиком 5, а третий - с датчиком 7 золотника, при з1том последовательно соединены дат- ч1ик 3 ускорения, устройство 15 сопря- jtfeHHH и фазовый детектор 16, а так- последовательно соединены радиостанция 13, декодирующее устройст- BJo 14 и программагное устройство 8 уп- 1 авления, а выход первого формирова- 9 гармонического сигнала среди- с вторым входом устройства J5 со т ряжения, первые входы схем И J8 и J9 соединены с вторым выход ом прог- piaMMHoro устройства 8 управления, а

вторые входы схем И J8 и-19 соединены соответственно с первым и вторым выходами фазового детектора 16, выходы первой и второй схем И J8 и J9 соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика 22, при этом реверсивный счетчик 22, управляемый инвертор 23, буферный регистр 24 и устройство 25 индикации соединены последовательно, при этом выход старщего разряда ререр сивного счетчика 22 связан с управляющим входом управляемого инвертора 23, вход первого формирователя 20 импульсов связан с выходом устройства J 5 сопряжения и входом фазового детектора 16, а выход его соединен с входом второго формирователя 21 импульсов и управляющим входом буферного регистра 24, а выход второго формирователя 21 соединен с вводом начальной установки реверсивного счетчика 25.

Устройство работает следующим образом.

При приеме радиостанцией J3 кодированного сигнала о начале запуска он поступает на вход декодирующего устройства 14. Декодирующее устройство вырабатывает стартовый импульс, инициирующий работу программного устройства 8 управления, которое начинает генерировать последовательность импульсов переменной частоты f. . Параметры этого сигнала: начальная частота, конечная частота и длительность развертки - заранее запрограммированы в программном устройстве 8 управления и могут оперативно перепрограммироваться при помощи имеющихся переключателей. С первого выхода программного устройства 8 управления сигнал fj-g поступает на вход первого формирователя 9 гармонического сигнала.

На втором выходе программного устройства 8 формируется сигнал f. п .(где п может быть принято равным, например 16), который поступает на частотный вход фазового корректора 17 и схем И 18 и 19. При отсутствии на управляющих вводах фазового корректора 17 сигналов с фазового детектора 16 о наличии рассогласования по фазе между сигналом ускорения с датчика 3 yckopeния и опорным сигналом , с первого формирователя 9 гармонического сигнала, коэффициент преобразования частоты фазового корректора устанавливается и на вход второго формирователя 10 гармонического сиг нала поступает сигнал частотой f , Из этого сигнала второй формиро а- тель 10 гармонического сигнала формирует сигнал, аналогичный сформированному на выходе первого формирователя 9 гйрмонического сигнала.

Этот сигнал через блок 11 следящей системы и усилитель 12 мощности поступает на вход электрогидравлического преобразователя 6, Для поддержания заданных положения и режима вибрации реактивной массы 4 и распределительного золотника возбудителя вибрации используются цепи обратных связей от датчика 7 золотника на третий вход блока 11 следяющей системы и датчика 5 массы на второй вход блока 11 следящей системы. Таким образом, при поступлении синусоидального сигнала с усилителя 12 мощности на вход электрогидравлического преобразователя 6 возбудитель I вибрации начинает колебаться с заданной частотой При этом датчик 3 ускорения, установленный на излучающей плите 2, вырабатывает сигнал, который поступает на второй вход устройства 15 сопряжения. Устройство 15 сопряжения предназначено для согласования уровня выходных сигналов с датчика 3 ускорения и первого формирователя 9 гармонического сигнала с входами фазового детектора 16,

Устройство 35 сопряжения формирует на выходах из аналоговых сигналов, пос гупающих на его вход, логические импульсные сигналы, переходы через нуль которых совпадают с переходами через нуль входных сигналов, Логичес- -кие сигналы канала ускорения и опорного сигнала поступают на вход фазового детектора 16,

Фазовая ошибка определяется между моментами однозначных переходов через нуль опорных сигналов и сигналов ускорения. При опережении сигналом ускорения опорного сигнала фазовый детектор 16 вьщает сигнал на первом выходе, а при отставании - на втором. При опережении фазовый корректор 17 увеличивает свой коэффициент преобразования частоты, В течение действия сигнала опережения частоты на выходе фазового корректора 17 станет (fcj

uf). Формирование гармонического си1- нала вторым формирователем 10 гармонического сигнала замедляется, и далее через цепочку: блок 11 следящей системы, усилитель 12 мощности, электрогидравлический преобразователь 6, реактивную массу излучающую плиту 2, датчик 3 ускорения, устройство 15 сопряжения, сигнал ускорения меняет

фазу в. сторону снижения фазовой ошибки. Аналогично, при отставании сигнала ускорения фазовый корректор 17 уменьшает свой коэффициент преобразования частоты. Это также приводит к уменьшению фазовой ошибки.

Вначале каждого периода опорного сигнала первый, формирователь 20 импульса формирует короткий импульс, по

которому в буферный регистр 24 переписывается информация из реверсивного счетчика 22 через управляемый инвертор 23, По окончании действия этого импульса (по заднему его фронту) запускается второй формирователь 21 импульса и формирует короткий импульс, которьй обнуляет реверсивный счетчик 22, В зависимости от того, что имеет место опережение или

отставание сигнала ускорения от опорного, сигнала с второго выхода программного устройства 8 управления через схему И 18 или J9 поступает на вход суммирования или вычитания реверсивного счетчика 22,

Элементарная единица измерения фазы определяется частотой сигнала, поступающего с второго выхода прог граммного устройства управления и

равна ut|i , В течение периода опорного сигнала реверсивный счетчик 22 суммирует фазовую ошибку с учетом ее знака, В том случае, когда за период преобладает ошибка с положительным

знаком, значение ошибки представляет-, ся в прямом коде. На выходе старшего разряда реверсивного счетчика бу- дет нуль, так как число разрядов его выбирается таким образом, что при

максимально возможной фазовой ошибке не происходит переноса информации в старший разряд. При этом управляемый инвертор передает информацию на входы буферного регистра 24 без инвер-

сии,

В случае, когда за период преобладает фазовая ошибка с отрицательным знаком, значение ошибки представлено в реверсивном счетчике 22 в до

э-

иолнительном коде. В старшем разряде реверсивног о счетчика 22 записа- ма единица и лри этом управляемый инвертор 23 проинвертирует информацию т.е. представит ее в прямом коде с йшибкой в младшем разряде, а этим с достаточной степенью точности можно пренебречь. Информация о фазовой ошибке за предыдущий период в начале Каждого последующего периода записывается в буферный рег истр 24. Устройство 25 индикации, представляющее двоичную линейку светодиодов (каждому светодиоду соответствует один дно йчный разряд),в течение периода отражает значение фазовой ошибки за прошлый период. Информация о фазовой ошибке дает оператору вибрационного источника оперативную информацию о работе системы фазовой синхронизации в Процессе работы в течение каждого (воздействия. По сравнению с известным источником это позволяет своевременно (Обнаружить неисправности, что приводит к снижению брака при производ- iCTBe сейсморазведочных работ,и значительно повьш1ает удобство эксплуатации ;и эффективность.

Формула изобретения

Вибрационный источник сейсмических сигналов, водержащий возбудитель вибраций, включающий излучающую плиту |с установленным на ней датчиком ускорения, реактивную массу с датчиком массы и электрогидравлическим преобразователем с датчиком золотника, про граммное устройство управления, два формирователя гармонического сигнала, блок следящей системы, усилитель мощности, радиостанцию, декодирующее устройство, устройство сопряжения, фазовый детектор, фазовый корректор, причем первый выход программного устройства управления соединен с первьп формирователем гармонического сигнала, второй выход подключен к . частотному входу фазового корректора,

0

5

(-

0

5

0

5 0 5 0

при этом последовательно соединены фазовый детектор, фазовый коллектор, второй формирователь гармонического сигнала, блок следящей системы, усилитель мощности и электрогидравлический преобразователь, причем второй вход блока следящей системы связан с датчиком массы, а третий - с датчиком золотника, при этом последовательно соединены датчик ускорения, устройство сопряжения и фазовый детектор, а таже последовательно соединены радиостанции, декодирующее устройство и программное устройство управления, а выход первого формирователя гармонического сигнала соединен с вторым входом устройства сопряжения, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности работы за счет контроля системы фазовой коррекции в каждом периоде сигнала, в него введены две схемы И, два формирователя импульсов, реверсивный счетчик, управляемый инвертор, буферный регистр и устройство индикации, причем первые входы схем И соединены с вторым выходом программного устройства управления, а вторые входы схем И соединены соответственно с первым и вторым выходами фазового детектора, выходы первой и второй схем И соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика, при этом ревер- сивньш счетчик, управляемый инвертор, буферный регистр и устройство индикации соединены последовательно, при этом выход старшего разряда реверсивного счетчика связан с управляющим входом управляемого индикатора, -вход первого формирователя импульсов связан с выходом устройства сопряжения и входом фазового детектора, а выход его соединен с входом второго формирователя импульсов и управляющим входом буферного регистра, а выход второго формирователя соединен с входом начальной установки реверсивного счетчика.

Изобретение относится к геофизической технике, а именно к невзрьш- ным источникам сейсмических сигналов с непрерывным воздействием на грунт. Изобретение позволяет повысить эффективность работы источника сейсмических сигналов (ИСС) за счет контроля работы системы фазовой коррекции в каждом периоде сигнала. ИСС включает возбудитель вибрации, программное устройство управления, первый и второй формирователи, блок следящей системы, усилитель мощности, радиостанцию, декодирующее устройство, устройство сопряжения, фазовый детектор, фазовый корректор. Для индикации величины фазового сдвига в каждом периоде сигнала используются схемы И, два формирователя импульсов, ревер- сивньй счетчик, управляемый инвертор, буферный регистр и устройство индикации. 1 ил. (Л