Устройство контроля параметров вибрационного источника сейсмических сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01V1/37 

Изобретение относится к сейсмораз- ведочной технике, а именно к устройствам контроля ггараметров вибрацион- 1ньгх источников сейсмических сигналов.

Цель изобретения - повьшаение точности и увеличение числа контроли- pyef.fbffi парамет1,)ов.

На фиг. 1 приведена структурная Схема предлагаемого устройства; на |фиг„ 2 структурная схема блока кор- |рекции; иа фиг 3 - структурная схе- I ма объекта контроля., i Устройство контроля параметров I вибрационного источника сейсмических I сигналов (фиг, 1) содержит кодирующее

j устройство 1 5 ВЫХОДЬ которого ПОДКЛЮчены к входам генератора 2 опорного сигнала сейсмостанции и объекта 3 контроля. Эти связи могут быть реализованы как проводной связью, так и связью по радиоканалуо Выходы генератора 2 опорного сигнала и объекта 3 контрох1я подключены к входам блока 4 авалего- цифровых преобразователей проводной линией, выходы которого подключены к входам коррелятора 5, последовательно соединенного с блоком 6 Фурье-преобразовакия, выход которого подключен к первому 7 и второ- му 8 арифметическим устройствам, причем оба выхода устройства 7 и выход устройства 8 подключены к блоку 9 коррекции,, оба выхода которого и выход второго арифметического устройства 8 подключены к устройству 10 визу {ши 3 ации„

Блок коррекции (фиг. 2) состоит из последовательно соединенных перво

го умножителя 11, первого сумматора

12, второго умножителя 13, второго сумматора 14, третьего умножителя 15 и третьего сумматора 16, причем первый выход сумматора 12 подключен к второму входу третьего умножителя 15о Входными сигналами являются сигнал рассогласования частот кварцевых генераторов, поступающий с выхода второго арифметического устройства 8 на вход первого умножителя 11, сигнал постоянного фазового сдвига и сигнал задержки запуска, поступающие с первого и второго выходов первого арифметического устройства 7 на вход третьего 16 и первого 12 сумматоров соответственно „

Выходными сигналами являются скор- ректироваг1ный сигнал постоянного фазового сдвига и cKo:t ктированный

сигнал задержки запуска, поступающие с выходов третьего 16 и первого 12 сумматоров соответственно.

Объект 3 контроля (фиг, 3) включает генератор 17 опорного сигнала, идентичный генератору 2 опорного сигнала, фазовый корректор 18 и исполнительный механизм 19, .соединенные последовательно, а также датчик 20 сигнала движения, установленный на одном |из элементов исполнительного механизма 19J выход которого подключен к первому входу фазового детектора 21, второй вход которого соединен с выходом генератора 17, а выход, - с вторым входом фазового корректора 18. Входным сигналом объекта контроля является сигнал запуска в виде кодированной посылки кодирующего устройства 1, а выходным сигналом - выходной сигнал датчика 20 сигнала движения.

Устройство контроля параметров вибрационного источника сейсмических сигналов работает следующим образом.

Кодирующее устройство 1 вырабатывает сигнал запуска, поступающий на входы генераторов 2 и 17 опорного сигнала Обычно связь с генератором 2 осуи ;ествляется по проводам, а с гене ратором 17 - по радиоканалу. Генераторы 2 и 17 вырабатывают одинаковые частотно-модулированные опорные сиг- ,налы с заданными параметрами,, Олорный сигнал с выхода генератора 17, посту пАя в фазовый корректор 18 и смешиваясь с сигналом обратной связи от фазового детектора 21, образует управляющий сигнал, приводящий в движение исполнительный механизм 19 объекта 3 контроля. Сигнал датчика 20 сигнала движения вместе с опорным сигналом генератора 17 поступают в фазовый детектор 21, образуя на выходе детектора 21 сигнал обратной связи. Выходные сигналы генератора 2 и объекта 3 контроля поступают на входы блока 4 аналого-цифровых преобразователей по проводной линии (для этого во время проведения контроля виброисточник подъезжает на небольшое расстояние к сейсмостанции, где и расположено устройство контроля), преобразуются в цичрровую форму с шагом квантования ДС и поступают на вход коррелятора 5, вычисляющего функцию взаимной корреляции (ФВК) двух сигналов, представляющую собой массив цифровых отсчетов, являющийся.входным для блока 6

3141

Фурье-преобразования. Здесь производится Фурье-преобразование той части ,

ФВК, которая ответственна за поведение основных составляющих входных сигналов (примерно две девятых от общей длины ФВК, расположенных в центре последней) с получением массива цифровых отсчетов разностной фазовой характеристики (РФХ) двух сигналов;, поступающего на вход обоих арифметических устройств. Таким образомз осуществляется очистка выходного сигнала объекта 3 контроля от помех, В первом арифметическом устройстве 7 производится вычисление приближенных величин постоянного фазового сдвига Лtfnp и временной задержки Гпр путем оценки параметров линейной функции, аппроксимирующей РФХ, например, по методу наименьших квадратов.

Во втором арифметическом устройст ; ве 8 производится вычисление величины рассогласования частот кварцевых генераторов m путем оценки величины старшего коэфъ)ициента С квадратичной функции, аппроксимирующей РФХ,например, по методу наименьших квадратов;

)

где Т длительность сигнала виброисточника;. 4t - шаг квантования;

. ff, . начальная частота сигнала

f ff конечная частота сигнала.

Первое арифметическое устройство 7 ормирует на своих выходах сигналы, ропорциональные величинам и (поступает в третий сумматор 16 блока 9 коррекции и 4l(,P (поступает в первьй сумматор 12 блока 9 коррекции) Второе арифметическое устройство 8 формирует на выходе сигнал, пропорциональный еличине m (поступает на вход первого умножителя 11 блока 9 коррекции и на вход устройства 10 визуализации. При этом коэффициенты пропорциональности для всех величин обоих арифметических устройств 7 и 8 устанавливаются одинаковьгми.

Выходной сигнал с второго арифметического устройства 8, поступая в первьш умножитель 11 блока, 9 коррекции, умножается на величину

9

го устройства 7) и R,m (с выхода первого умножителя 11). Здесь осуществ- шлется их сложение. Таким образом,, на выходах перБого cyм faтopa 12 формируется сигнал, пропорциональный истинной величине задержки запуска

t р Г„р+К т.

Этот сигнал, поступая во второй множитель 13 -множается на величину;

R

fn-ff.

а 2 °

Во втором сумматоре 14 к .этой величине добавляется постоянное значение f и получившийся сигнал домножается на to в третьем з множителе 15. Таким образом, на второй вход третьего сумматора 16 подается сигнал, пропорцио- .нальный величине

R (f - fulfil,,,- )t

J w 2-T

представляющий собой инверсное значение поправки Д.Т1Я вычисления .истинного значения постоянного фазового

сдвига. Величина R складывается (при этом значение поправки вычитается) с величиной /5 s третьем сумматоре . 1 6, формируя на его выходе сигнал, пропорциональный истинной величине постоянного фазового с.двига ср:

, .

Сигна лы, пропорциональные значениям .постоянного фазового сдвига Cf,

временной задержки t, и рассогласования кварцевых генераторов т, подаются на входы устройства 10 визуализации для их отображения.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет расширить функциональные возможности за счет определения величины рассогласования кварцевых генераторов, используемых для генерации опорных сигналов

на сейсмостанции и в системе управления виброисточником, а также повысить точность контроля за счет предвари-, .а тельной очистки выходного сигнала иброисточника от нелинейных искажеИИ и за счет коррекции значений. остоянного фазового сдвига временой задержки по величине рассогласоания кварцевых геяераторов.

Изобретение относится к сейсмо- разведочной технике, а именно к устройствам контроля параметров (УКП) вибрационных источников. Цель - увеличение числа контролируемых параметров, ловьппение точности контроля. УКП содержит кодирующее устройство, выходы которого подключены к входам генератора опорного сигнала и объек- . та контроля, блок аналого-цифровых преобразователей (БА1Щ), коррелятор, блок Фурье-преобразования (БФП), первое и второе арифметические устройства, блок коррекции и устройство визуализации. Включение коррелятора между БАЦП и БФП обеспечивает получение сигнала функции взаимной корреляции опорного сигнала генератора и сигнала объекта контроля, в которой полезная информация отделена от помех, что позволяет очистить ее от влияния нелинейных искажений. Второе арифметическое устройство позволяет сформировать сигнал, пропорцио- ральный рассогласованию кварцевых генераторов на вибрационном источнике и сейсмостанции, а блок .коррекции - осуществить последовательную коррекцию полученной с помощью первого арифметического устройства величины задержки запуска по величине рассогласования кварцевых генераторов, полученной с помощью второго арифметического устройства, а также коррекцию величины постоянной фазовой ошибки по скорректированной величине задержки запуска. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л 4 00 а to CD

R , 1 .р f t«-г н

I

На входы первого сумматора 12 поступают величины, пропорциональные Л L up (с выхода первого арифметическо55

Формула изобретения

1, Устройство контроля параметров вибрационного источника сейсмических сигна.лов, содержащее устройство визуализации9 первое йрифметическое устрой- cTBOj блок Фурье-преобразования, блок аналого-цифровых преобразователей, генератор опорного частотно-модулиро- ванного сигнала и кодирующее устрой- icTBO, первый выход которого подключен |к входу генератора, а второй выход - |к входу объекта контроля выходы гена- Оратора и объекта контроля соединены |с входами блока аналого-цифровых пре- образователей проводной линией, выход I блока Фурье-преобразования подключен ;к первому арифметическому устройству, ;отличающееся тем, что, ;с целью повышения точности и увёли- чения числа контролируемых парамет™ :pOBs в него введены блок коррекции9 ; второе арифме тическое устройство и ;корреляторз входы которого подключе- I ны к выходам блока аналого-цифровых : преобразователей5 а выход - к входу I блока Фурье-преобразованияг выход ко- I торого соединен с входом второго ариф- метического устройства, выход которо- : го связан с третьим входом устройства

визуализации и с третьим входом блока коррекции, пергзый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам первого арифметического устройства, первый и второй выходы - соответственно к первому и второму входам устройства визуализации,

2,Устройство по п. 1 э- о т л и- чающееся тем, что блок коррекции выполнен в виде последовательно соединенных первого умножителя,, первого сз мматора; второго умножителя,, второго сумматора третьего умножителя и третьего сумматора выход которого является первым выходом блока коррекции, второй вход - первым входом блока коррекции, первый выход первого сумматора соединен с вторым входом третьего умножителя второй выход. первого ..сумматора является вторым выходом блока коррекции, а второй вкод - вторым входом блока коррекции,, третьим входом которого является вход первого умножителя.

Г

15

Редактор С.Пекарь

Фи9, 3

Составитель А.Золодин

Техред Л.Олийнык Корректор М.Васильева

Заказ 41.48/42

Тираж 522

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. А/5

9

L

п

;;

Фае. 2

f

Подписное