Устройство для распознавания подводных грунтов Советский патент 1989 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к разведочной геофизике и предназначено для определения физических свойств грун- -тов дна водоемов бесконтактным способом.

Цель изобретения - повышение производительности устройства путем автоматизации процесса коммутации полярности отраженного сигнала..

На чертеже приведена схема устройства для распознавания подводных грунтов.

Устройство для распознавания подводных грунтов содержит блок 1 управления, генератор 2 импульсных токов, излучатель 3, приемное устройство 4j усилитель 5, блок 6 определения знака первого вступления отраженного сигнала, первый формирователь 7 импульсов, схему ИЛИ В, автоматический коммутатор 9 полярности отраженного сигнала, второй формирователь Ю импульсов, временной селектор 11 отраженного сигнала, блок 12 определения геофизического параметра, блок 13 регистрации информации, первый компаратор 14, первый триггер 15, инвертор 16, второй

4 О 1С

СО

СО ел

компаратсф 17 и второй триггер 18,

Выход npHeNffloro устройства 4 че- « рез усилитель 5 соединен со вторым входом блока 13 регистрации информации, с первым входом первого коьта- ратора 14 и через инвертор 16 со входом второго компаратора 17, с первым входом блока 12 определения геофизического параметра и с первым входом автоматического коммутатора 9 полярности отраженного сигнала, выход которого соединен со вторым входом бло ка 2 определения геофизического параметра, третий вход которого вместе с вторым входом временного селектора

11 отраженного сигнала подключен к выходу схемы ИЛИ 8, входы которой соединены с выходами первого 7 и вто рого 10 формирователей импульсов, второй выход блока 1 управления соединен с первым входом блока 13 регистрации информации, третий вход которого соединен с выходом блока 12 оп- ределения геофизического параметра, вход излучателя 3 соединен с выходом генератора 2 импульсных токов, вход Которого вместе с выходом блока 1 управления соединен с первым входом временного селектора 11 отраженного сигнала по выходу соединенного с установочными входами первого триггера 15 и второго триггера 18, выход которого соединен со входом второго формирователя ,10 импульсов и информации онным входом первого триггера 15, по выходу соединенного с информационным входом второго триггера 18, с входом первого формирователя 7 импульсов и вторым входом автоматического комм:)- татора 9 полярности отраженного сигнала, второй компаратор 17 по выходу соединен с входом синхронизации второго-триггера 18, выход первого компаратора 14 соединен с входом синхронизации первого триггера 15, вторые входы первого 14 и второго 17 компа- раторрв подключены к клемме опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 управления вьфабатывает тактовый импульс, который запуска ет генератор 2 импульсных токов, временной селектор 11 отраженного сигнала и блок 13 регистрации информации. Токовый импульс с генерат(1ра 2 им- пульсньк токов подается на излуча

0

5

5

0 5

тель 3, где преобразуется в импульс, упругих колебаний. На приемное устройство 4 поступает прямой излучен- ньй импульс упругих колебаний и импульс, отраженный от дна. В приемном устройстве зти импульсы преобразуются в электрические сигналы, к-оторые поступают на вход усилители 5.

В усилителе 5 сигналы усиливаются до уровня, при котором практически исключается воздействие коммутационных помех, возникающих при переключении полярности отраженного сигнала. С выхода усилителя 5 сигналы поступают на первый вход блока 12 определения геофизического параметра (кото - рый может быть выполнен, например, в виде блока для измерения коэффициента отражения донного грунта, амплитудного распределения отражен- iioro сигнала и т.п.), где осуществляется соответствующая обработка поступающих сигналов. С выхода усилителя 5 сигнал также поступает на сигнальный вход автоматического коммутатора 9, который управляется с первого выхода блока 6 определения знака первого вступления отраженного сигнала.

0 Для повышения надежности вьщеления отраженного от грунта сигнала в блоке 6 определения знака первого вступления отраженного сигнала используется временная селекция отраженного сигнала. Во временном селекторе 11 на основании измеренного и зафиксированного в предыдущем такте работы временного интервала вьфабатывается импульс временной селекции, задний

Q фронт которого в текущем такте работы несколько опережает момент прихода отраженного от дна сигнала. Импульс с выхода временного селектора 11 поступает на входы первого 15 и второго 18 триггеров и блокирует их работу на время действия импульса временной селекции. Сигнал о полярности первого вступления отраженного от грунта сигнала вырабатывается на выходах блока 6 с MONteaTa превышения первым вступлением отраженного сиг5

0

нала порогового уровня . Сигнал о знаке первого вступления отраженного сигнала поступает на второй вход автоматического коммутатора 9 полярности отраженного сигнала, который осуществляет коммутацию отра- женного от грунта сигнала, таким образом, чтобы на второй вход блока

514

12 определения геофизического параметра первое вступление отраженного сигнала поступало всегда в положи- тельной полярности. Разлученный и отраженный сигналы с выхода усилителя 5 поступают на первый вход первого компаратора 14 непосредственно, а на первый вход второго компаратора 17 - через инвертор 16. На вторые входы компараторов 14 и 17 поступает пороговое напряжение положительной полярности ,

На выходах первого 14 и второго

17компараторов форьшруются импульсы, длительность которых соответствует времени превышения положительными полуволнами сигналов порогового напряжения. В зависимости от полярности первого вступления отраженного сигнала срабатывают соответствующие компараторы. Импульсы с выхода первого компаратора 14 поступают на вход синхронизации первого триггера 15 (В-типа), а импульсы с выхода второго компаратора 17 поступают на вход синхронизации второго триггера

18(D-типа). После окончания импульса с выхода временного селектора 11 блокировка первого 15 и второго t8 триггеров прекращается. В случае положительной полярности первого вступления отраженного сигнала импульс с выхода первого компаратора 14 опрокидывает первый триггер 15, при этом импульс с его выхода поступает на информационный вход второго триггера 18 и блокирует его срабатывание от следующих позднее импульсов с выхода второго компаратора 17. По переднему фронту импульса с выхода первого триггера 15 первый формирователь 7 вырабатывает короткий импульс, соответствующий моменту поступления отраженного от дна сигнала, который через схему ИЛИ 8 подается на вход временного селектора

11 для формирования в нем временного интервала для текущего такта работы и выработки импульса временной селекции в последующем такте работы. В отрицательной полярности первого вступления отраженного сигнала импульс с выхода второго компаратора 17 опрокидьшает второй триг ге 18, при этом импульс с его выхода поступает на информационный вход пер- во го триггера 15 и блокирует его срабатывание от следзлощих позднее

0

0

имЛульсов с выхода первого компаратора 14. По переднему фронту импульса с выхода второго триггера 18 второй формирователь 10 формирует короткий импульс, соответствующий моменту прихода отраженного сигнала в текущем такте работы и поступающий через схему ИЛИ 8 на временной селектор 11. Импульс с выхода первого триггера 15 (высокий уровень напряжения) также поступает на автомати- .ческий коммутатор 9 для коммутации отраженного сигнала, поступающего

5 на блок 12 определения геофизического параметра, В исходное состояние первый 15 и второй 18 триггеры возвращаются импульсом, формируемым на выходе временного селектора 11 в следующем такте работы.

Имцульс момента появления отраженного от грунта сигнала с выхода схемы ИЛИ 8 также поступает на третий вход блока 12 определения геофизического

5 параметра и служит для формирования в этом блоке импульса времени анализа отраженного от грун1;а сигнала. Значения параметров с выхода блока t2 определения геофизического параметра

Q поступают в цифровом виде на третий вход блока 13 регистрации информации.

Автоматизация процесса переключения знака первого вступления сиг

одновременной временной селекцией избавляет оператора от необходимости непрерывного слежения и ручной коммутации, что повышает производительность работы на профиле, а также упрощает процесс камеральной обработки.

ормула изобретения

45

50

55

Устройство для распознавания под- водньпх грунтов, содержащее последовательно соединенные излучатель, генератор импульсных токов и блок управления, второй выход Kotoporo соединен с первым входом блока регистрации информации, второй вход которого подключен к выходу усилителя, к первому входу блока определения знака первого вступления отраженного сигнала и первому входу блока определения геофизического параметра, выход которого подключен к третьему входу блока регистрации информации, причем вход

усилителя подключен к выходу приемного устройства, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения производительности устройства путем автоматизации процесса коммутации полярности отраженного сигнала, введены автоматический коммутатор поляр- иости отраженного сигнала, изменяющего его полярность, первый и второй формирователи импульсов, схема ИЛИ и временной селектор отраженного сигнала, а блок определения знака первого вступления отраженного сигнала содер- жит инвертор, первый и второй ком- - .параторы, первый и второй триггеры, при этом выход усилителя соединен с первым входом автоматического коммутатора полярности отр аженного сигнала с входом первого компаратора и через инвертор - с входом второго компаратора, выход автоматического коммута- iTopa полярности отраженного сигнала соединен с вторым входом блока опре

деления геофизического параметра, временной селектор отраженного сигнала по первому входу соединен с первым выходом блока управления, по второму входу - с выходом схемы ИЛИ и третьим входом блока определения геофизического параметра, а по выходу - с соединенными вместе установочными входами триггеров, вторые входы компараторов подключены к источнику порогового напряжения, выходы компараторов подключены к входам синхронизации первого и второго триггеров, выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, вторым входом автоматического коммутатора полярности отраженного сигнала и входом первого формирователя, выход второго триггера соеди- нен с информационным входом первого триггера и входом второго формирователя, выходы формирователей соединены с входами схемы ИЛИ.

Изобретение относится к разведочной геофизики и предназначено для определения физических свойств грунтов дна водоемов. Цель изобретения - повышение производительности устройства путем автоматизации процесса коммутации отраженного сигнала. В устройстве формируется зондирующий акустический импульс, который отражается от дна водоема, через приемное устройство и усилитель поступает на входы блока определения знака первого вступления отраженного сигнала и через автоматический коммутатор - на блок определения геофизического параметра. Автоматический коммутатор, управляемый сигналами с выхода блока определения знака первого вступления отраженного сигнала, обеспечивает поступление на блок определения геофизического параметра сигналов только с положительным знаком первого вступления. Для повышения надежности выделения отраженного от грунта сигнала в блоке определения знака первого вступления используется временная селекция на основании измеренного и зафиксированного в предыдущем такте работы временного интервала. 1 ил.