Устройство для сейсмоакустических зондирований на акваториях Советский патент 1988 года по МПК G01V1/24 

(21)4204207/24-25

(22)03.03.87

(46) 30.09.88. Бюл. № 36

(71)Всесоюзное морское научно-производственное объединение Союзмор- инжгеология

(72)О.А.Снежков, В.П.Лисич и В.И.Бондарев

(53)550.83(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР -1010584, кл. G 01 V 1/38, 1981.

Турлов П.А. и др.. Эксплуатация цифровых сейсмостанций Прогресс. М.: Недра, 1986, с. 144.

(54).УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМОАКУСТИЧЕС- КИХ ЗОНДИРОВАНИЙ НА АКВАТОРИЯХ

(57)Изобретение относится к сейсмоакустическим исследованиям на акваториях с целью определения скоростей распространения упругих волн в морских осадках. Цель - повышение информативности сейсмоакустических зондирований за счет увеличения частоты посылок импульса возбуждения и регистрации на отрезке профиля, соответствующем радиусу первой зоны Френеля, повторяющихся несинхронизиро- ; ванных акустических импульсов с приведением моментов их излучения к единому времени начала отсчета. Это достигается тем, что регистрируется п одиночных импульсов, отраженных от элементарного в волновом смысле участка границы, что позволяет в раз увеличить отношение сигнал/ шум.

(Л

ю

со

Изобретение относится к сейсмо- акустическим исследованиям на акваториях с целью определения скоростей распространения упругих волн в морских осадках.

Цель - повьшение информативности сейсмоакустических зондирований за счет увеличения частоты посылок импульса возбуждения и регистрации на отрезке профиля, соответствующем радиусу первой зоны Френеля, несинхро- кизированных акустических -импульсов с приведением моментов их излучения к единому началу отсчета.

На фиг„ 1 приведена функциональная схема устройства для Сейсмоакустических зондирований на акваториях; на фиг, 2 - временные циаграмцы работы устройства,

Устройство содержит многоканальную пьезоприемную косу 1, блок 2 предварительных усилителей и фильтров, коммутатор 3 каналов, усилитель 4 с мгновенной автоматической регу- лировкой усиления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, таймер 6, схему 7 управления работой устройства, синхронизатор 8, схему 9 ления записью, счетчик 10 байтов и кадров5 переключатель 11 уста:новки констант, оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 12, буферный регист 13,, накопитель 14 на магнитной яенте (НМЛ), схему 15 логики записи, излучающую акустическую систему 16, синх ронизатор 17 развйрт.ки, схему 18 из менения дискретности, счетчик 19 сейсмограмм, первую 20 и вторую 21. схемы совпадения И, инвертор НЕ 22, генератор 23 короткого импульса (од- новибратор), трехвходовую схему 24 совпадения И, ключевые схемы 25, радиогеодезическую (РГС) 26, самописец 27, программатор 28 числа возбуждений, программируемый датчик 29 интервалов.

На фиг. 2 обозначены импульс 30 запуска от радиогеодезической систе- управляющие импульсы 31 схемы 7 управления на запуск НМЛ 14 и нача- ло цифровой записи, импульсы 32 датчика интервалов на запуск излучающей акустической системы развертка записи акустических импульсов 33, импульс 34 начала формирования ин- формационной зоны, сигнал 35, разрешающий прохождение информации заголовка, сигнал 36, разрешающий прохож

JQ j

0

5 ° Q

0 5

5

дение импульсов отметки момента возбуждения, импульсы 37 отметки момента возбуждения, импульсы 38 сброса счетчика времени и счетчика байтов в блоке логики записи, сигнал 39 запрета на прохождение отметки момента, сигнал 40, разрешаю1ций прохо кдение информации на магнитную ленту.

Устройство работает следующим образом.

На основании показаний датчика скорости судна, эхолота и частоты излучаемых колебаний, а также исходя из необходимой степени подавления случайных помех оператор устанавливает интервал ut между возбуждениями акустического импульса на программируемом датчике 29 интервалов и число п одиночных возбуждений в зондировании с помощью программатора 28 числа возбулсдений на схеме 20 совпадения И по коду. С помощью переключателя 11 установки констант устанавливается длительность максимального интервала между возбуждениями.

Программируемый датчик 29 интервалов через промежутки времени А t вьфабатывает импульсы запуска 32 (фиг. 2), поступающие на вход синхронизатора 17 развертки, который одновременно запускает излучающую акустическую систему 16 и развертку самописца 27. Излучающая акустическая система 16 генерирует акустические импульсы 33, которые отражаясь от дна и границ поддонных слоев прини-. маются многоканальной приемной косой 1, усиливаются и отфильтровываются в блоке 2 предусилителей и фильтров. С одного из каналов блока 2 предусилителей и фильтров сигнал в аналоговом виде поступает на вход самописца 27 и воспроизводится в виде набора сейсмических трасс - непрерывного временного разреза. При выходе судна в точку зондирования по сигналу 30 РГС 26 схема 7 управления работой устройства вьфабатывает сигналы 31 на запуск и разгон НМЛ, а затем вырабатывает сигнал, разрещаюп5ий начало цикла цифровой записи. Схема 9 управления записью при поступлении второго сигнала 31 вырабатывает им пульс 34 начала информационной зоны, поступающий на управляющие входы ОЗУ 12 и буферного регистра 13, и . производит запись в НМЛ t4 информационной зоны 33 -заголовка, сформированного, в схеме 7 управления работой устройства. После протяжки технологического межзоиного промежутка схема 15 логики записи вырабатывает сигнал 365 разрешаюпщй прием сигнала 37 отметки момента излучения акустического импульса от излучающей акустической системы 16. Одновременно этот сигнал является сигналом сброса перед началом цикла зондиро вания счетчика 19 сейсмограмм, который произ-водит подсчет количества импульсов 37 отметки момента возбуждения, прошедших через генератор 23 короткого импульса и схему 21- совпадения И. Когда код набранного на .

программаторе 28 числа возбуждений количества сейсмограмм совпадает с кодом счетчика 19 сейсмограмм, схема 21 совпадения вырабатывает сигнал 39 запрета, который, инвертируясь инвертором НЕ 22, запрещает проход импульса 37 отметки момента возбуждения через схему 2.1 совпадения И на вход счетчика сейсмограмм 19, в схему 15 логики записи для организации цикла записи и в счетчик 10 байтов и кадров для начального сброса.

После прохождения первого импуль-са 37. отметки момента возбуждения,

т.е. после излучения .акустического импульса, отраженный сигнал принимается многоканальной пьезоприемной косой 1, проходя через блок 2 прёд-1 усилителей и фильтров, коммутируете комму.татором 3 каналов поочередно с

каждого канала на вход усилителя 4 с мгновенной автоматической регулировкой усиления и далее поступает на вход АЦП 5, Оцифрованные выборки сигнала поступают в схег 9 управления записью, которая формирует кадр записи.

Сигнал 36, разрешающий прохождение и тульсов отметки момента возбуждения через счетчик 19 сейсмограмм, вырабатьшаемый схемой 15 логики записи, устанавливает счетчик 19 сейсмограмм в нуль. Приход последующих импульсов отметки момента возбуждения приводит к повторению описанного вьше цикла за исключением сброса счетчика 19 сейсмограмм, т.е. установленный на счетчике 19 сейсмограмм код увеличивается на единицу С приходом каждой отметки момента во второй схеме 21 совпадения И вырабатываются импульсы 38 сброса.

устанавлива1ащие счетчики 10 байтов и кадров в нули, и начинаются новые циклы отсчета байтов и кадров, синхронизированные с отметкой момента излучения каждого акустического импульса. Одновременно с импульсами 38 сброса в схеме 15 логики записи происходит сброс и появление сигнг гюв

Q 40 разрешения записи на НМЛ t4, а схема 9 управлеш я записью формирует начало нового кадра записи, независимо от того, полностью или неполностью бьш сформирован предыдущий

5 кадр, равный по длительности циклу опрсгеа максимально возможного количества регистрирующих каналов и составляющий значительный, по сравнению с временем пробега волны, промежу0 ток времени (в прототипе 2 мс). Таким образом ос тцествляется окончательная синхронизация начала нового отсчета байтов информации в каждом цикле с отметкой момента возбуждения

5 акустического 11мпульса. Вновь сформированный кадр через буферный регистр 13 заносится на ленту НМЛ 14, а в соответствующих байтах формата записывается номер кода сейсмограммы,

Q снимаемый через ключевые схемы 25, управляемые трехвходовой схемой.24 совпадения И и сигналами Запись информации, Кадр и Байт, поступающими со схемы 15 логики записи и счетчика 10 байтов и кадров. Код номера с ключевой схемы 25 поступает через, схему 9 зшравления записью в буферный регистр 13 и далее, строби- руемый cooтвeтcтвyющкмIi сигналами

5

Байт и Кадр, записывается на ленту НМЛ 14 в соответствующие байты формата в течение всего цикла возбуждения. Многократное (в каждом кадре) дублирование кода номера сейсмограммы обеспечивает надежное считывание его с ленты.

При совпадении кода счетчика сейсмограмм 19 с кодом; набранным на программаторе 28 количества возбуждений 28, схема 20 совпадения И вырабатывает сигнал 39 запрета, который, инвертируясь схемой 22, запрещает проход преобразованного од- новибратором 23 импульса отметки момента через схему 21 совпадения И, и схема 7 управления работой устройства, не получая импульса 38 сброса, производит запись в НМЛ 14 информации в течение жестко установленного переключателем установки 11 констант промежутка времени, превы- тающего по длительности максимально возможньв интервал at между одиночными возбуждениями. Далее происходит торможение и останов НМЛ 14, и система оцифровки данных переходит в состояние ожидания прихода следукг- щего импульса 30 запуска от схемы РГС или таймера 6,

Устройство позволяет синхронизировать произвольное, установленное на программаторе количество непериодических возбунодений, обеспечивает двойную идентификацию адресов информации в виде кода номера сейсмограм г4Ыз номеров байта и кадра и дает возможность записать в одну информационную зону произвольное число сейсмограмм. с ре|гулируемым интервалом возбугвдеш я t, не зависящим от длительности цикла регистрации и таким образом определяемым только

:еисмогеологическими условиями излуча- 25 мационный вход самописца соединен с

емого разреза. Этот интервал.может быть взят достаточно малым и за время прохождения судном отрезка профиля 5 равного по длине радиусу первой зоны Френеля для используемой частоты колебаний и глубины гр аницы, удается зарегистрировать п одиночных возб-,щцен1 1Й акустического импульса, отраженного от элементарного в волне™ зом смысле участка границы, что при последующем суммирова1нии одиночных сейсмоза писей позволяет в -JrT раз увеличить соотноление сигнал-шум.

Формула изобретения

Устройство Для сейсмоакустических зогадирований на акваториях, содержащее последовательно соединенные многоканальную пьезоприемную косу, блок многоканальных предусилителей-фильтров, коммутатор каналов, усилитель с мгновенной автоматической регулировкой уровня и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), схему изменения дискретности, выход которой соединен с коммутатором каналов, таймер, выход которого соединен с входом запускаемой от радиогеод зической системы схемы управления, выход которой соединен со схемой управления 1ДИФРОВОЙ записью, синхронизатор, счетчик байтов и кадров, схему логики загшсИг оперативное запоминающее

35

40

выходом одного из каналов блока пред усилителей-фильтров, выход счетчика байтов и кадров соединен с вторым управляющим входом схемы управления 30 записью, первый управляниций выход которой соединен с буферным регистром, выход схемы логики записи сое- динен с управляющим входом накопител на магнитной ленте, о т л и -а ю - щ е е с я тем, что, с целью повы- шения информативности сейсмоакустических зондирований путем увеличения частоты посьшок импульса-возбуждения и регистрации на отрезке профиля, соответствующем -радиусу первой зоны Френеля, повторяющихся несинхронизи рованных акустических импульсов с приведением моментов из излучения к единому времени начала, отсчета, в устройство дополнительно введены . программируемый датчик интервала, программатор числа возбуждений, счет чик сейсмограмм, трехвходовая схема совпадения И, первая и вторая схемы совпадения И, ключевые схемы, инвертор НЕ, генератор короткого импульса (одновибратор), причем выход датчика интервала соединен с входом синхро низатора развертки, программатор числа возбуждений соединен с первь м входом первой схемы совпадения И, второй вход которой соединен с выходом счетчика сейсмограмм, а выход соединен с входом инвертора НЕ, выхо

50

55

устройство, вход которого соединен со схемой управления цифровой записью переключатель установки констант, буферный регистр,, накопитель на магнитной ленте, синхронизатор развертки, выходы которого соединены с самописцем и излучакщей акустической системой, причем, управляющие выхоДЫ синхронизатора соединены с управляющими входами коммутатора каналов, усилителя с мгновенной автоматической регулировкой уровня, ЩИ счетчика байтов и кадров схег-гы логики записи, схемы управления записью, буферного регистра, а информационный выход А1Щ соединен через оперативное запоминающее устройство с буферным регистррм информационным входом накопителя на магнитной ленте, управляющий вход переключате™ ля установки констант соединен с выходом схемы логики записи, а выход со схемой управления записью, инфор5

0

выходом одного из каналов блока пред усилителей-фильтров, выход счетчика байтов и кадров соединен с вторым управляющим входом схемы управления 0 записью, первый управляниций выход которой соединен с буферным регистром, выход схемы логики записи сое- динен с управляющим входом накопителя на магнитной ленте, о т л и -а ю - щ е е с я тем, что, с целью повы- шения информативности сейсмоакустических зондирований путем увеличения частоты посьшок импульса-возбуждения и регистрации на отрезке профиля, соответствующем -радиусу первой зоны Френеля, повторяющихся несинхронизи рованных акустических импульсов с приведением моментов из излучения к единому времени начала, отсчета, в устройство дополнительно введены . программируемый датчик интервала, программатор числа возбуждений, счет чик сейсмограмм, трехвходовая схема совпадения И, первая и вторая схемы совпадения И, ключевые схемы, инвертор НЕ, генератор короткого импульса (одновибратор), причем выход датчика интервала соединен с входом синхро низатора развертки, программатор числа возбуждений соединен с первь м входом первой схемы совпадения И, второй вход которой соединен с выходом счетчика сейсмограмм, а выход соединен с входом инвертора НЕ, выход

0

5

14273

инвертора НЕ соединен с первым входом схемы совпадения И, второй вход которой соединен с выходом одновибрато- ра, а выход соединен с первым входом счетчика сейсмограмм, выход синхрони-. затора развертки соединен с входом одновибратора, выходы ключевых схем соединены со схемой управления записью, первые их входы соединены с IQ выходом счетчика сейсмограмм, вход

168

которого соединен с выходом схемы логики записи, а второй вход ключевых схем соединен с выходом трехвходовой схемы совпадения И, входы которой соединены с двумя выходами счетчика байтов и кадров и с выходом схемы логики записи, выход второй схемы совпадения И соединен с входами счетчика байтов и кадров и схеь1ы логики записи.

ф«г./

М

:s в