Устройство для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний Советский патент 1989 года по МПК G06F17/30 

4 СЛ

00

ас

10

15

20

V1453348

Изобретение относится к технике возбуждения сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмологии, а именно к системам управления импульс ными источниками сейсмических колебаний.

Целью изобретения является повышение точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для запуска импульсных невзрьшных источников сейсмических колебаний; на фиг, 2 .- структурная схема арифметико-логического . блока; на фиг. 3 - структурная схема формирователя управляющих сигналов/ Устройство для запуска импульсных невзрьюных источников сейсмических колебаний (фиг. 1) содержит генератор 1 опорных импульсов, электронный ключ 2, счетчик 3 импульсов, триггер .4, блок 5 усилителей-формирователей, блок 6 ячеек запуска, блок 7 опроса, блок 8 формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний, элемент ИЛИ 9, формирователь. 10 управляющих сигналов, арифметико-логический блок 11, кодовый датчик 12 и блок 13 памяти.

Арифметико-логический блок 11 (фиг. 2) содержит первый коммутатор 14, состоящий из элементов 2И-ИЛИ 15-18, второй коммутатор 19, состояий из элементов 4И-Ш1И 20-23, арифетико-логический элемент 24, первый егистр 25, состоящий из триггеров 6-29, второй регистр 30, состоящий з триггеров 31-35, элементы И 36- 8 и элементы ИЛИ .39 и 40.

Формирователь 10 управляющих сигалов (фиг. 3) содержит одновибра- оры 41-44 и элемент И 45.

Блое 5 усилителей-формирователей одержит m идентичных каналов, где - ЧИСЛО источников, работающих в руппе. Каждый канал состоит из поседовательно соединенных двухвходо- ого элемента И, одновибратора, фор ирующего импульс заданной длительости, -И усилителя, создающего сигдвда то вх мо ко ли ка че ны

ме ле ра ле се ми ма но на 25 ля

30

35

40

45

50

ал, достаточный для включения тиистора ячейки запуска блока 6.

Блок 6 ячеек запуска состоит из тиристорных ячеек запуска исполительных механизмов источников.

Блок 7 опроса является общеизестным, устройством, состоящим из

55

си ви И, пер бло в м сей вхо так Дли рав Фор

про или

бой рой

вып

нев кол зом

уст ния ман навл тоя нуле с пе ных чере

10

15

20

двоичного счетчика импульсов, дешифратора и инвертора. Разрядные выходы двоичного счетчика импульсов блока 7 опроса подключены к адресным входам блока 13 памяти. Выходы дешифра- тора блока 7 опроса подключены к входам блока 8 формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний и первым входом блока усилителей-формирователей. Вход счетчика импульсов блока 7 опроса подключен к второму выходу генератора опорных импульсов.

Блок 8 формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний содержит m независимых (параллельных) идентичных формирователей отметок моментов образования сейсмических колебаний. Каждый формирователь состоит из сейсмоприемника малой чувствительности, установленного на опорной плите источника или на грунте вблизи источника, усилите- 25 ля, диодного моста для выпрямления

30

35

40

45

50

5

сигналов ключа на транзисторе, одно- вибратора и двухвходового элемента И, соединенных последовательно. На первый вход логического элемента И блока 8 подается сигнал одновибратора в момент срабатывания источников сейсмических колебаний, а на второй вход элемента И подается сигнал с тактового выхода блока 7 опроса. Длительность импульса.одновибратора равна времени опроса блоком 7 всех Формирователей блока 8.

Кодовый датчик 12 выполнен на программных переключателях типа ПП-8 или ПП-Ю.

Блок 13 памяти представляет собой оперативное запоминающее устройство.

Арифметико-логический элемент 24 выполнен на микросхемах К155 НПЗ.

Устройство для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний работает следующим образом.

Источники сейсмических колебаний устанавливаются в пункте возбуждения. От сейсмостанции поступает командный импульс (КИ),который устанавливает триггер 4 в единичное состояние, а счетчик 3 импульсов - в нулевое состояние. С этого момента с первого выхода генератора 1 опорных импульсов поступают импульсы через электронный ключ 2 на тактовый

вход счетчика 3 импульсов, поскольк от триггера 4 на управляющий вход электронного ключа 2 подан сигнал разрешения включения. Счетчиком 3 импульсов подсчитываются поступающи импульсы от генератора 1 опорных импульсов. Код с разрядньк выходов счетчика 3 импульсов подается на вторые входы элементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора 14 арифметико-логического блока 11. В момент начала каждого положительного импульса с второго выхода генератора 1 опорных импульсов одновибратор 41 формирователя 10 управляющих сигналов вьщает более короткий импульс, который поступает на. первые входы элементов 4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, на второй вход элемента И 36 и на первый вход элемента ИЛИ 39 арифметико-логического блока 11.

Во время поступления импульса с выхода одновибратора 41 формирователя 10 управляющих сигналов через элемент ИЛИ 39 на первые входы элементов 2И-Ш1И 15-18 коммутатора 14, информацию с выходов счетчика 3 импульсов через вторые входы элементов 2И-ШШ 15-18 коммутатора 14 передается на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Во время поступления импульса с выхода одновибратора 41 формирователя 10 управляющих сигналов на первые входы элементов 4И-Ш1И 20-23 коммутатора 19 информация с выходов блока 13 памяти поступает через вторые входы элементов 4И-ШШ 20-23 коммутатора 19 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Поскольку частота опорных импульсов на втором выходе генератора 1 превышает частоту опорных импульсов на первом выходе не менее чем в m раз, где m - число источников сейсмических колебаний, работающих в группе, то блоком 7 опроса будет произведен опрос всех m ячеек памяти блока 13 за один пе1

риод импульсов, поступающих с первого вькода генератора 1 опорных импульсов на тактовый вход счетчика 3 импульсов. Поэтому арифметико- логический элемент 24 за один период импульсов на первом вы--, ходе генератора 1 производит сравнение содержимого счетчика 3 импульсов и всех m ячеек памяти блока

е и1453348

13 и при равенстве данных кодов чисел арифметико-логический элемент 24 выдает на выходе сравнения Е сигнал g высокого уровня, поступающий на первый вход элемента И 36 для разрешения поступления импульса одновибратора 41 формирователя 10 управляющих сигналов на выход сравнения арифме- 10 тико-логического блока 11. Импульсы с выхода сравнения арифметико-логического блока 11 поступают на вторые входы блока 5 усилителей-формирователей.

15 Однако срабатывает только тот усилитель-формирователь блока 5, на пер- вьй вход которого в это же время поступает тактовый импульс с блока 7 опроса. Сигнал с выхода сработавшего 20 усилителя-формирователя блока 5 поступает на соответствуюш -ю ячейку запуска блока 6 для включения источника сейсмических колебаний. Таким образом, в моменты равенства кодов 25 чисел, содержащихся в счетчике 3 импульсов, и кодов чисел, записанных в m ячейках блока 13 памяти на выходе сравнения арифметико-логического блока 11, выдаются гс-шульсы разрешения 30 включения тех уснхгителей-формирова- телей блока 5, на первые входы которых в это же время поступают тактовые импульсы блока 7 опроса. Поэтому после поступления КИ с сейсмостанции 35 будут включены все ячейки запуска блока 6, что приводит к срабатыванию в заданное время всех источников сейсмических колебаний, работающих в группе. Так как время срабатывания 40 каждого источника сейсмических колебаний из-за естественного разброса параметров различно, то для получения одинакового времени срабатывания всех источников, заданного кодо- 45 вым датчиком 12, необходимо запускать источники с соответствующими задержками. Для этого с помощью счетчика 3 импульсов, блока 7 опроса, блока 8 формирователей отметок моментов образования сейсмических колебаний, элемента ИЛИ 9, формирователя 10 управляющихсигналов, ариф- v метико-логического блока 11 и кодового датчика 12 определяется рассогла- g сование заданного кодовым датчиком 12 времени срабатьшания и фактического времени срабатывания каждого источника сейсмических колебаний и производится соответствующая коррек0

ция моментов запуска источников. Такая коррекция времени задержки срабатывания источников осуществляется следующим образом.

В момент срабатывания источника сейсмических колебаний, работающего в группе, блоком 8 в соответствующем канале формируется иМпулье, разрешающий прохождение тактового импульса с соответствующего выхода блока 7 опроса на один из входов элемента ИЛИ 9. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 поступает на второй вход элемента И 45 формирователя 10, что обеспечивает прохождение через элемент И 45 импульса одновибратора 41 на вход одновибратора 42, В результате срабатывают последовательно одно- вибраторы 42-44 формирователя 10 управляющих сигналов. Следовательно, за время одновременного существовани положительного импульса на втором выходе генератора 1 опорных импульсов и импульса на выходе элемента ИЛИ 9 будут выданы последовательно импульсы на выходах одновибраторов 42-44, Поскольку импульс с одновибратора 42 формирователя 10 поступает через элемент ИЛИ 39 на первые входы ..лементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутаторов 14, то информация со счетчика 3 импульсов через коммутатор 14 поступает во время этого импульса на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24, Одновременно импульс с одновибратора 42 поступает на третьи входы элементов 4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, что позволяет передать в это же время информацию кодового датчика 12 через коммутатор 19 на вторую группу -информационных входов арифметико-логического элемента 24, Кроме того, импульс одновибратора 42 проходит чере элемент ИЛИ 40-на управляющие входы арифметико-логического элемента 24, в это же время на его управляющие входы сигнал с выхода элемента И 38 будет выдаваться низким уровнем. Таким образом- на управляю1цие входы арифметико-логического элемента 24 будет подан код 0110, задающий выполнение операции вычитания А-В, где А - код числа счетчика 3 импульсов, В г код числа, заданного кодовым датчиком 12, На информационных вы- . ходах арифметико-логического элемента 24 при-А В будет получен резуль1453348

0

тат в прямом коде, а при А - Б результат будет в дополнительном коде. Определение в каком коде получен результат производится по сигналу с выхода переноса арифметико-логического элемента 24, при этом сигнал логического нуля соответствует прямому коду результата вычисления, а сигнал логической единицы соответствует дополнительному коду результата вычислений. Результат вычисления с информационных выходов арифметико- логического -элемента 24 подается на

5 информационные входы D-триггеров 31- 34 регистра 30 и D-триггеров 26-29 регистра 25, а информация с выхода переноса арифметико-логического элемента 24 поступает на информационный

0 вход D-триггера 35 регистра 30, Поскольку на тактовые входы D-триггеров 31-35 регистра 30 поступает импульс одновибратора 42 формирователя 10, то информация результата вычисления

5 будет записана в регистр 30 по заднему фронту импульса одновибратора 42 формирователя 10,

В зависимости от состояния D-триг- гера 35 регистра 30 арифметико-логическим элементом 24 во время импульса одновибратора 43 формирователя 10 будет выполнена операция А - - ЛА, где А - код числа, считанный с соответствующей ячейки: блока 13 памяти; A - код числа, записанный в D-триггерах 31-34 регистра 30, если D-триггер 35 регистра 30 на-- ходится в нулевом состоянии если же D-триггер 35 регистра 30 находится в единичном состоянии, то арифметико-логическим элементом 24 будет выполнена операция А -f дА, Выполнение таких операций арифметико-логическим элементом 24 обеспечивается подачей на его управляющие входы в первом случае кода 0110, а во втором случае - кода 1001,

Данные операции осуществляются следующим образом,. Импульс с одновибратора 43 формирователя 10.поступает на третьи входы элементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора 14, а поэтому во время существования этого импульса информация соответствующей ячейки блока 13 памяти поступает на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24 через коммутатор 14, Одновременно, если D-триггер 35 регистра 30 находится

0

5

0

5

0

5

в единичном состоянии, то импульс одновибратора 43 формирователя 10 проходит через элемент И 38 и поступает на седьмые входы элементов 4И-ИЛИ 20-23 KOMNfyTaTopa 19, что обеспечивает прохождение кода с инверсных выходов D-триггеров 31-34 регистра 30 на вторую группу информационных, входов арифметико-логического элемента 24. Так как при этом импульс с выхода элемента И 38 поступает на управляющие входы арифметико-логического элемента 24, то на его управляющих входах образуется код 1001, обеспечивакщий выполнение элементом 24 операции А + ДА. Использование информации с инверсных выходов D-триггеров 31-34 регистра

14533488

Таким образом производится коррекция времени запуска остальных источников сейсмических колебаний, ра- g ботающих в группе. Время задержки запуска источников сейсмических колебаний записьшается в регистр 25 и блок 13 памяти в прямом коде.

Возбуждение импульсных последова- 10 тельноетей на пункте возбуждения профиля начинается после подготовительного этапа, во время которого при поступлении командного импульса от сей смостанции производится воз- 15 буждение источниками единичных импульсов (1-2 импульса), необходимых для уплотнения грунта. При этом в блоке 13 памяти будут записаны задержки запуска источников сейсмичес :::::::: :TZ:::.. т.: - -- ---

Формула изобретения

на вход переноса арифметико-логического элемента 24 поступает сигнал переноса постоянно (подан сигнал логического нуля). Если D-триггер 30 будет в нулевом состоянии, то импульс одновибратора 43 формирователя 10 пройдет через элемент И 37 на пятые входы элементов 4И-Ш1И 20-23 коммутатора 19, в результате информация с прямых выходов D-триггеров 31-34 регистра 30 поступает через коммутатор 19 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. При этом через элемент ИЛИ 40 импульс с выхода элемента И 37 поступает на управляющие входы арифметико-логического элемента 24, а поэтому на управляющих входах арифметико-логического элемента 24 образуется код 0110, обеспечивающий выполнение операции А -ДА. Полученньй результат вычисления на информационных выходах арифметико- логического элемента 24 во время импульса одновибратора 43 формирователя 10 будет записан в D-триггеры 26-29 регистра 25, поскольку на тактовые входы этих триггеров поступает импульс с одновибратора 43 формирователя 10. Следовательно, в регистре 25 будет записан код числа задержки запуска соответствующего источника сейсмических колебаний. Этот код во время поступления импульса с одновибратора 44 формирователя 10 на вход разрешения записи информации блока 13 памяти записывается в соответствующую ячейку памяти блока 13.

1. Устройство для запуска импульс- 25 ных невзрывных источников сейсмических колебаний, содержащее генератор опорных импульсов, электронньй ключ и счетчик импульсов, соединенные последовательно, блок ячеек запуска, 30 блок усилителей-формирователей, выходы которого соединены с входами блока ячеек запуска, выходы которого соединены с выходами устройства, блок памяти, элемент ИЛИ, триггер, g блок формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний и блок опроса, первые выходы которого связаны с входами блока формирования отметок моментов образования 4Q сейсмических колебаний и первыми входами усилителей-формирователей, адресные входы блока памяти соединены с вторыми входами блока опроса, вход которого связан с вторым выходом g генератора опорных импульсов, выходы блока формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний соединены с входами элемента ИЛИ, а управляющий вход электронного ключа др подключен к выходу триггера, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе, в него дополни- gg тельно введены арифметико-логический блок, кодовый датчик и формирователь управляющих сигналов, управляющие входы арифметико-логического блока подключены к соответствукицим выходам

4533488

Таким образом производится коррекция времени запуска остальных источников сейсмических колебаний, ра- g ботающих в группе. Время задержки запуска источников сейсмических колебаний записьшается в регистр 25 и блок 13 памяти в прямом коде.

Возбуждение импульсных последова- 10 тельноетей на пункте возбуждения профиля начинается после подготовительного этапа, во время которого при поступлении командного импульса от сей смостанции производится воз- 15 буждение источниками единичных импульсов (1-2 импульса), необходимых для уплотнения грунта. При этом в блоке 13 памяти будут записаны задержки запуска источников сейсмичес- -- ---

1. Устройство для запуска импульс- 25 ных невзрывных источников сейсмических колебаний, содержащее генератор опорных импульсов, электронньй ключ и счетчик импульсов, соединенные последовательно, блок ячеек запуска, 30 блок усилителей-формирователей, выходы которого соединены с входами блока ячеек запуска, выходы которого соединены с выходами устройства, блок памяти, элемент ИЛИ, триггер, g блок формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний и блок опроса, первые выходы которого связаны с входами блока формирования отметок моментов образования 4Q сейсмических колебаний и первыми входами усилителей-формирователей, адресные входы блока памяти соединены с вторыми входами блока опроса, вход которого связан с вторым выходом g генератора опорных импульсов, выходы блока формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний соединены с входами элемента ИЛИ, а управляющий вход электронного ключа р подключен к выходу триггера, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе, в него дополни- g тельно введены арифметико-логический блок, кодовый датчик и формирователь управляющих сигналов, управляющие входы арифметико-логического блока подключены к соответствукицим выходам

формирователя управляющих сигналов, первый вход которого подключен к входу блока опроса, информационные входы арифметико-логического блока связаны с информационными выходами счетчика импульсов, блока памяти и кодового датчика, дополнительньй выход счетчика импульсов связан с входом установки в нулевое состояние триггера, вход установки в О счетчика импульсов и вход установки в единичное состояние триггера связан с входом устройства, вход разрешения записи информации блока памяти свя- зан с разрешающим выходом формирователя управляющих сигналов, выход элемента ИЛИ связан с вторым входом формирователя управляющих сигналов, информационные выходы арифметико-логического блока связаны с информационными входами блока памяти, а выход сравнения арифметико-логического блока соединен с вторыми входами блока усилителей-формирователей.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арифметико-логический блок содержит первый коммутатор, состоящий из п элементов 2И-ИЛИ, где п - число информационных выходов арифметико-логического блока, второй коммутатор, состоящий из п элементов 4И-ИЛИ, арифметико-логический элемент, первый регистр, состоящий из п триггеров, второй регист состоящий из п + 1 триггеров, три элемента И и два элемента ИЛИ, причем первая группа информационных входов арифметико-логического элемента подключена к выходам п элементов 2И-ИЛЙ первого коммутатора, вторая группа информационньпс входов арифметико-логического элемента подключена к выходам п элементов 4И-ШШ второго коммутатора, информационные выходы арифметико-логического элемента подключены к информационным входам п триггеров первого и второго регистров, выход сравнения арифметико-логического элемента соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого и первые входы п элементов АИ-ИПИ второго коммутатора и первого элемента ИЖ подключены к первому управлякицему входу арифметико-логического блока, вторые входы п элементов АИ-ИЛИ второго коммутатора и четвертые входы п элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора соединены

0

соответственно с первой группой информационных входов арифметико-логического блока, тактовые входы п + 1 триггеров второго регистра, третьи входы п элементов 4И-ИЛИ второго ком-, мутатора и вторые входы первого и второго элементов ИЛИ подключены к второму управляющеи входу арифметико-логического блока, четвертые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к второй группе информационных входов арифметико-логического блока, первые

5 входы п элементов 2И-ИЛИ первого

коммутатора подключены к выходу первого элемента ИЛИ, вторые входь п элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора подключены соответственно к третьей группе информационных входов арифметико-логического блока, третьи входы п элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора, первые входы второго и третьего элементов И и .тактовые вхо5 ды п триггеров первого регистра подключены к третьему управлякщему вхо- ду арифметико-логического блока, пятые входы п элементов 4И-Ш1И второ- го коммутатора,и первый вход второго

Q элемента ИЛИ подключены к выходу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ связан с вторьп и третьим управляющими входами арифметико-логического элемента, шестые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к прямым выходам п триггеров второго регистра, седьмые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора, первый и четвертый управляющие входы арифметико-логического элемента подключены к выходу третьего элемента И, восьмые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к инверсным выходам п триггеров второго регистра, информационный вход (п + 1)-го триггера второго регистра подключен к выходу переноса арифметико-логического элемента, прямой выход (п + 1)-го триггера второго регистра подключен к второму входу третьего элемента И, инверсный выход (п + 1)-го триггера второго регистра подключен к второму входу второго элемента И, выходы п триггеров первого регистра подключены соответственно к группе информационных выходов арифметико-логического блока, а выход первого элемента И под5

0

5

0

5

11

ключей к выходу сравнения арифметико-логического блока.

и 2, о т - а, что фор3. Устройство по пп. 1 личающееся тем мирователь управляющих сигналов содержит четыре одновибратора и элемен И, причем вход первого одновибратора подключен к первому входу формирователя, выход первого одновибратора связан с первым входом элемента И,

1453348

12

второй вход которого подключен к второму входу формирователя, выход элемента И соединен с входом последовательно соединенных второго, третьего и четвертого одновибраторов, при этом выходы первого, второго и третьего одновибраторов подключены к соответ- ствукнцим выходам формирователя, а четвертого одновибратора:подключен к разрешатацему выходу формирова-+- теля.

Изобретение относится к технике возбуждения сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмологии, а именно к системам управления импульсными источниками сейсмических колебаний. Цель - повьппение то 1нос- ти синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе. При помощи блока формирования отметок момента образования сейсмических колебаний следят за срабатыванием каждого источника, ра- ботающего в группе, а при помощи арифметико-логического блока осуществляется вычисление поправок и коррекция времени задержки срабатывания каждого источника. 2 я.п. ф-лы, 3 ил. (Л

t

ю

ч

-

фие.1

fn

1-

ffj

ч