Устройство для дистанционного определения упругих свойств донных осадков Советский патент 1991 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к разработке аппаратуры для инженерно-геологических исследований на акваториях и может быть использовано при гидрографических исследованиях акустических свойств донных грунтов.

Целью изобретения является повышение точности и разрешающей способности -определения градиентов плотности и скоростей сейсмических волн путем частотного и временного разделения отраженных сигналов, сформи

рованных в различных по мощности интервалах донных осадков, и увеличение надежности выделения амплитуд сигналов вдоль базы приема.

На фиг„ 1 приведена общая структурная блок-схема данного устройства; на фиг.2 - структурная схема блока организации цикла зондирования; на фиг.З - структурная схема блока управления параметрами приема; на фиг.4 - структурная схема блока запуска излучателей; на фиг.З временные диаграммы работы данного устройства; на фиг,6 - временные ди аграммы работы схем переключения баз приема и смены режимов работы, на фиг.7 - временные диаграммы работы схемы запуска излучателей.

Устройство содержит многоканальную приемную косу 1, первую 2, вторую 3, третью 4, четвертую 5 секции многоканальной приемной косы, блок предварительных усилителей-фильтров ;кв ммутатор 7 каналов, усилитель 8 с автоматическим регулятором усиления аналого-цифровой преобразователь 9 (АЦП), блок 10 буферной памяти, оперативное запоминающее устройство 11 (ОЗУ), буферный регистр 12, блок 13 записи на магнитную ленту, монитор 14, одноканальное приемное устройство 15, блок 16 управления параметрами приема, блок 17 усиления и фильтрации, самописец 18, блок 19 переключателей, первый 20, второй 21, четвертый 22 и третий 23 переключатели, синхронизатор 24 развертки, блок 25 запуска излучателей, ис

точник 26 акустических сигналов, первый 27, второй 28, третий 29 импульсные излучатели акустических сигналов, синхронизатор 30, блок 31 автоматического запуска и привязки наблюдений, таймер 32, блок 33 управления и контроля, блок 34 управления записью, схему 35 логики -раписи, счетчик 36 байтов и кадров, %лок 37 организации цикла зондирования .

Блок организации цикла зондирования (фиг, 2) содержит первый счетчик 38 сейсмограмм, первый логический элемент И 39, ключевые схемы 40, второй логический элемент И 41, третий логический элемент И 42, элемент НЕ 43, генератор 44 короткого импульса, второй счетчик 45 сейсмо- грамм, формирователь 46 сигналов от10

- 15

494824

метки момента (ОМ) возбуждения, логический элемент ИЛИ 47, блок задержек 48, блок 49 управления накоплением, формирователь 50 сигнала начала вывода, блок 51 ограничения количества отсчетов (длительности записи) .

Блок управления параметрами приема (фиг. 3) содержит переключатель

52канальности записи, переключатель

53баз приема, переключатель 54. Блок запуска излучателей (фиг, 4)

содержит генератор 55 тактовой частоты, блок 56 регулировки частоты генератора тактовой частоты, многофазный тактовый генератор 57, развязывающую схему 58.

0

5

0

5

0

5

0

5

На фиг.5 обозначены: 59 - импульсы запуска синхронизатора развертки, 60 - импульс запуска от устройства автоматического запуска и привязки наблюдений; 61 - сигнал, разрешающий прохождение отметок момента через блок организации цикла эондиро- вания 62 - сигналы сброса счетчика байтов и кадров, разрешающие запуск источника акустических сигналов, 63 - сигналы сброса, разрешающие запуск высокочастотного излучателя 64 - импульсы отметок момента возбуждения группы одиночных излучателей 65 - импульсы отметок момента возбуждения высокочастотного излучателя, 66 - сигналы начала накопления; 67 - сигналы конца накопления, 68 - диаграммы записи в буферную память сейсмограмм от группы одиночных излучателей; 69 - диаграммы записи в буферную память сейсмограмм высокочастотного излучателя; 70 - сигнал начала вывода информации в НМЛ; 71 - импульс запуска НМЛ; 72 - диаграммы записи этикетки и кода конца записи 73 - сигнал разрешения записи информации в НМЛ, 74 - импульсы отметок момента в фиктивном масштабе времени.

На фиг. 6 обозначены: 75 - управляющие сигналы, определяющие коды номеров опрашиваемых каналов; 76 - сигналы выборок отсчетов амплитуд коммутатора каналов; 77-80 - временные диаграммы опроса групп каналов коммутатором; 81-84 - сигналы, определяющие коды номеров, подключаемых к коммутатору каналов секций пье- зокосы.

На фиг.7 обозначены: 85 - импульсы запуска синхронизатора развертки, 86 - временная диаграмма тактовых импульсов, 87 - сигнал, разрешающий прохождение отметки возбуждения} 88-90 - импульсы запуска одиночных излучателей, 91 - импульс отметки момента на входе блока 37 организации цикла зондирования.

Блок 10 буферной памяти устройства полностью соответствует устройству накопителя цифрового сейсмического НЦС-48 сейсмостанции Прогресс устройство монитора 14 полностью соответствует устройству Монитор сейсмостанции Прогресс. Информационные вход и выход блока 10 буферной памяти сопрягаются соответственно с выходными шинами аналого-цифрового преобразователя 9 и ОЗУ 11.

Блок 33 управления и контроля устройства соответствует схеме управления прототипа, в него входят дешифратор каналов, синхронизатор, счетчик каналов, устройство управления индикацией, устройство связи с накопителем. Блок 33 управления и контроля устройства позволяет без изменения конструкции снять с выходных контактов все необходимые сигналы для организации новых связей в предлагаемом устройстве: с коммутатором 7 каналов, с блоком 10 буферной памяти, с блоком 13 записи на магнитную ленту, с блоком 16 управления параметрами приема и блоком 37 организации цикла зондирования.

Блок 34 управления записью имеет то же функциональное назначение,что и в прототипе, и конструктивно содержит старт-стопные блоки, позволяющие формировать запускающие импульсы.

Устройство работает следующим образом.

По априорным данным определяют минимальную мощность hMMH слоя придонных осадков, в котором необходимо исследовать упругие свойства, среднее значение Со скоростей распространения продольных волн в этом слое, а также среднюю глубину h воды на участке исследований, длину базы 1М4кс приема и шагДХ между группами сейсмоприемников в многоканальной приемной косе 1.

Преобладающую частоту наиболее высокочастотного из одиночных излу

чатепей, первого одиночного излуча- , теля 27, устанавливают из условий f( Ср /ЬМИц, частоты каждого из более низкочастотных излучатепей различаются относительно первого и один относительно другого не менее чем на октаву. Число N секций многоканальной приемной косы устанавливают исходя из необходимых длины базы приема, шага между группами сейсмоприемников и- числа К каналов, одновременно подключаемых к входу коммутатора 7 каналов по условию

N

1/лакс 7 ДХ-К

(1)

Многоканальную приемную косу 1 и источник 26 акустических сигналов буксируют судном со скоростью V вдоль линии профиля. На втором переклю- чателе 21 числа возбуждений устанавливают код числа 2N, на третьем переключателе 23 интервала воэбуждения устанавливают код интервала времени t, который определяют исходя из условия, что за время Т( Дс( (2N-1) судно пройдет расстояние, не превышающее размер первой

зоны Френеля на границе вода - дно для преобладающей длины волны , излучаемой наиболее высокочастотным первым импульсным излучатепем 27. Практически этот интервал Д t t устанавливают исходя из условия

АГ L J- () . (2) а 1 NV 2

(

f

0

5

На основании информации, поступающей с монитора 14 о глубине h воды, четвертым переключателем 22 устанавливают необходимую задержку начала записи относительно момента возбуждения первого излучателя и длительность записи, на третьем переключателе 23 устанавливают необходимый интервал Ь. t между моментами возбуждения импульса каждым излучателем.

При выходе судна в точку зондирования по импульсу запуска (фиг.5, диаграмма 60) от блока 31 автоматического запуска и привязки наблюдений запускают первый импульсный излучатель 27 источника 26 акустических сигналов, а. затем с интервалом &t - последующие одиночные второй 28 и третий 29 излучатели с возрастающей преобладающей длиной волны. Отраженные от дна сигналы принимают первой

секцией 2 многоканальной приемной косы 1, усиливают и фильтруют их в блоке 6 предварительных усилителей- фильтров, оцифровывают их и записывают вначале в блок 10 буферной памяти, а затем - в блок 13 записи на магнитную ленту и выводят на экран монитора 14.

Процесс приема и записи сигналов проходит следующим образом.

Импульс запуска (фиг. 5, диаграмма 60) от блока 31 автоматического запуска и привязки наблюдений поступает в блок 33 управления и контроля, который по сигналам таймера 32 вырабатывает управляющие импульсы (фиг.5, диаграммы 61-63), поступающие на управляющий вход коммутатора 7 каналов, блок 16 управления параметрами приема и блок 34 управления записью. При появлении управляющего сигнала (фиг.5, диаграмма 62) на входе переключателя 52 канальности записи он отключает от коммутатора 7, каналов одноканальное приемное устройство 15 и подключает к коммутатору 7 из блока 6 предварительных усилителей-фильтров усилители К каналов первой секции 2 многоканальной приемной косы 1. Одновременно схема 35 логики записи вырабатывает прямоугольный сигнал (фиг..5, диаграмма 61), разрешающий прохождение импульсов отметки момента (фиг. 5, диаграммы 64 и 65) с синхронизатора 24 развертки в блок 37 организации цикла зондирований и в блок 25 запуска излучателей.

Из блока 37 организации цикла зондирования импульс отметки момента (фиг. 5, диаграмма 64) поступает в схему 35 логики записи и счетчик 36 байтов и кадров.

С первого переключателя 20 код числа возбуждений в зондировании заносится во второй элемент И 41 по коду.

Второй переключатель 21 интервала возбуждения через промежутки времени Дс согласно условию (2) вырабатывает импульсы запуска (фиг. 5, диаграмма 59), поступающие на вход синхронизатора 24 развертки, который одновременно запускает источник 26 акустических импульсов и развертку самописца 18, причем наиболее высокочастотный одиночный первый излучатель 27 срабатывает при каждом им1649482b

пульсе запуска, однако в блок 6

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

варительных усилителей-фильтров ле прохождения импульса запуска (фиг. 5, диаграмма 60) от блока автоматического запуска и привя наблюдений сигналы высокочастот первого излучателя 27 поступают рез одно возбуждение, а на само сец 18 после фильтрации низких тот в высокочастотном блоке 17 ления и фильтрации - при каждом буждении, где он воспроизводитс виде набора сейсмических трасс прерывного временного разреза,

Сигнал (фиг. 5, диаграмма 61 выработанный в схеме 35 логики си, одновременно является сигна сброса перед началом цикла зонд вания первого 38 и второго 45 с чиков сейсмограмм, которые про водят подсчет суммарного количе импульсов отметки момента (фиг. диаграммы 64 и 65), прошедших ч формирователь 50 сигнала начала вода, формирователь 46 сигналов метки момента, генератор 44 кор кого импульса и третий логическ элемент И 42. Когда код набранн на первом переключателе 20 числ буждений в зондировании совпада кодом первого двоично-десятично счетчика 38 сейсмограмм, первый гический элемент И 41 вырабатыв импульс запрета, который после мента НЕ 43, запрещает проход и пульсов отметки момента (фиг. 5 диаграммы 64 и 65) в схему 35 л ки записи и в счетчик 36 байто кадров для организации цикла за писи информации в блок 13 запис на магнитную ленту и для началь сброса. При совпадении набранно на первом переключателе 20 исл возбуждений в зондировании с ко первого счетчика 38 сейсмограмм мирователь 50 сигнала начала вы формирует сигнал начала вывода формации (фиг. 5, диаграмма 70) поступающий в блок 10 буферной ти, из которого начинается выво формации в блок 13 записи на ма ную ленту. По этому же сигналу исходит смена кодов Ъазы приема переключателе 53 баз приема.

После прохождения первого им пульса отметки момента (фиг. 5, аграмма 64) с синхронизатора 24 вертки на блок 25 запуска излуч

пульсе запуска, однако в блок 6

5

0

5

0

5

0

45

50

55

предварительных усилителей-фильтров после прохождения импульса запуска I (фиг. 5, диаграмма 60) от блока 31 автоматического запуска и привязки наблюдений сигналы высокочастотного первого излучателя 27 поступают через одно возбуждение, а на самописец 18 после фильтрации низких частот в высокочастотном блоке 17 усиления и фильтрации - при каждом возбуждении, где он воспроизводится в виде набора сейсмических трасс - непрерывного временного разреза,

Сигнал (фиг. 5, диаграмма 61), выработанный в схеме 35 логики записи, одновременно является сигналом сброса перед началом цикла зондирования первого 38 и второго 45 счетчиков сейсмограмм, которые производят подсчет суммарного количества импульсов отметки момента (фиг.5, диаграммы 64 и 65), прошедших через формирователь 50 сигнала начала вывода, формирователь 46 сигналов отметки момента, генератор 44 короткого импульса и третий логический элемент И 42. Когда код набранного на первом переключателе 20 числа возбуждений в зондировании совпадает с кодом первого двоично-десятичного счетчика 38 сейсмограмм, первый логический элемент И 41 вырабатывает импульс запрета, который после элемента НЕ 43, запрещает проход импульсов отметки момента (фиг. 5, диаграммы 64 и 65) в схему 35 логики записи и в счетчик 36 байтов и кадров для организации цикла записи информации в блок 13 записи на магнитную ленту и для начального сброса. При совпадении набранного на первом переключателе 20 исла возбуждений в зондировании с кодом первого счетчика 38 сейсмограмм формирователь 50 сигнала начала вывода формирует сигнал начала вывода информации (фиг. 5, диаграмма 70), поступающий в блок 10 буферной памяти, из которого начинается вывод информации в блок 13 записи на магнитную ленту. По этому же сигналу происходит смена кодов Ъазы приема в переключателе 53 баз приема.

После прохождения первого импульса отметки момента (фиг. 5, диаграмма 64) с синхронизатора 24 развертки на блок 25 запуска излучателей он поступает на логический элемент ИЛИ 47 блока 37 организации цикла зондирования, далее - на блок 48 задержек и является началом отсчета с задержки записи. После прохождения чис- ла отсчетов,установленного на четвертом переключателе 22 задержки и длительности записи, блок 48 задержек

вырабатывает сигнал (фиг. 5, диаграмма 66) начала накопления информации в блоке 10 буферной памяти и начинает работать блок 51 ограничени количества отсчетов, который вырабатывает сигнал (фиг. 5, диаграмма 67) окончания накопления после того, как через него пройдет установленное на четвертом переключателе 22 задержки и длительности записи число отсчетов записи. Накопление информации в бло ке 10 буферной памяти прекращается до прихода следующего сигнала (фиг.5 диаграмма 66) с блока 48 задержек.

После накопления заданного количества сейсмограмм блок 49 управления накоплением по сигналам блока 33 управления и контроля после прохождения сигнала (фиг. 5, диаграмма 71) на разгон блока 3 и записи заголовка (фиг.5, диаграмма 72) разрешает сигналом (фиг. 5, диаграмма 73) формирование отметок моментов (фиг.5 диаграмма 74) в фиктивном масштабе времени через интервалы времени (фиг. 5, диаграммы 68 и 69), соответствующие длительности записи, которые формируются формирователем 46 сигналов отметки момента возбуждения и поступают на вход генератора 44 короткого импульса.

Перед началом цикла записи в блок 13 происходит сброс в нуль первого счетчика 38 сейсмограмм в блоке 37 организации цикла зондирования. Приход импульсов отметки момента (фиг.5 диаграммы 64 и 65) увеличивает установленный на первом счетчике 38 код на единицу. С приходом каждой отметки момента в третьем логическом элементе И 42 вырабатываются импульсы сброса (фиг.5, диаграммы 66 и 63), устанавливающие счетчик 36 байтов и кадров в нули, и начинаются новые циклы отсчета байтов и кадров, синхронизированные с отметкой момента излучения каждого акустического импульса. Одновременно по сигналам (фиг. 5, диаграммы 66 и 43) в схеме 35 логики записи

с- 10

25

30

я 15 20 ,

,

6494821°

происходит сброс и появление сигналов разрешения записи в блок 13, а блок 34 управления записью формирует начало нового кадра записи с нулевым номером.

Длительность кадра записи соответствует одному циклу опроса каналов коммутатором 7. Порядок опроса каналов определяется управляющими сигналами (фиг. 6, диаграмма 75) на выходе переключателя 54 дискретности, составляющими четырехразрядный цифровой код. Коммутатор 7 каналов открывается на короткое время, определяемое длительностью сигналов (фиг,6, диаграмма 76), и опрашивает канал, номер которого определен четырехразрядным кодом и двухразрядным кодом номера группы каналов, открытой для .опроса в моменты времени, определяемые сигналами (фиг.6, диаграммы 77- 80), установленными на входе коммутатора 7 каналов к моменту снятия отсчета.

Подключение к коммутатору 7 каналов первой, второй, третьей и четвертой секций многоканальной приемной косы 1 осуществляется в соответствии с числовыми кодами, определяемыми сигналами (фиг. 6, диаграммы 81- 84), вырабатываемыми на выходе пере- ключатеая 53 баз приема при поступлении на его вход очередных отметок , момента (фиг.5, диаграмма 64) возбуждения источника 26 акустических импульсов. По сигналу (фиг. 5, диаграмма 61) перед началом каждого цикла возбуждения регистр кода баз приема переключателя 53 баз приема устанавливается в нули.

Работа блока 25 запуска излучателей осуществляется в соответствии с временными диаграммами, приведен- 45 ными на фиг.7. При появлении импульса запуска (фиг. 7, диаграмма 85) в моменты времени (фиг. 5, диаграммы 64 или 65) на входе блока 25 запуска излучателей она генерирует тактовые 50 импульсы (фиг. 7, диаграмма 86) с длительностью, задаваемой третьим переключателем 23 оперативного блока 19 управления. Период тактовых импульсов определяет интервал задержки относительно друг друга импульсов (фиг. 7, диаграммы 88-90), вырабатываемых на выходе блока 25 запуска излучателей и поступающих на входы одиночных первого 27, второго 28,

35

40

55

третьего 29 излучателей источника 26 акустических сигналов. На одном из выходов блока 25 запуска излучателей формируется сигнал отметки момента (фиг. 7, диаграмма 91), поступающий в качестве инициирующего сигнала на логический элемент ИЛИ 47 блока 37 организации цикла зондирования и переключатель 52 канальности записи. По сигналам Режим переключателя 52 переключения канальности записи многофазный тактовый генератор 57 блока 25 запуска излучателе вырабатывает один или несколько им- пульсов запуска, поступающих соответственно либо только на высокочастотный первый излучатель 27, либо дополнительно и на второй 28 и третий 29 излучатели источника 26 акустических сигналов.

Синхронизация записей, полученных в разных циклах возбуждения для составления свободной сейсмограммы,осуществляется путем организации нового начала отсчетов кадров и байтов в каждом цикле возбуждения. Первый в цикле сформированный кадр через буферный регистр 12 заносится на ленту блока 13, а в соответствующие байты формата записи заносится код номера сейсмограммы, снимаемый через ключевые схемы 40, управляемые первым логическим элементом 39 сигналами Кадр и Байт, поступающими со схемы 35 логики записи и счетчика 36 байтов и кадров. Код номера сейсмограммы с ключевых схем 40 поступает через блок 34 управления записью и ОЗУ 11 в.буферный регистр 12 и далее, стробируемый соответствующими сигналами Байт и Кадр записывается на ленту блока 13 в соответствующие байты формата в течение всего цикла возбуждения. Многократное (в каждом кадре) дублирование кода номера сейсмограммы обеспечивает надежное считывание его с ленты.

прохождения через первый счетчик 38 сейсмограмм количества импульсов отметки момента, установленного на первом переключателе 20, второй логический элемент И 41 вырабатывает сигнал запрета, который инвертируется элементом НЕ 43 и запрещает проход преобразованного генератором 44 короткого импульса сигнала отметки момента через второй

0

5

5

0

5

0

5

0

5

И 41 и блока 34 не получая имлогическии элемент управления записью, пульса сброса (фиг. 5, диаграмма 63), производит запись в блок 13 информации в течение жестко установленного времени Д, превышающего по длительности максимально возможный интервал между одиночными возбуждениями. Далее происходит запись на ленту кода конца записи (фиг.5, диаграмма 72), торможение и останов, и переключатель 52 канальности записи переходит в состояние записи сигналов только от одного высокочастотного первого излучателя 27 и ожидания прихода следующего импульса запуска (фиг.5, диаграмма 60) от блока 31 автоматического запуска и привязки наблюдений или таймера 32.

За счет того, что сложный акустический импульс, генерируемый источником 26, состоит из разнесенных во времени узкополосных импульсов, следующих друг за другом с установленным на третьем переключателе 23 интервалом задержек At, исключающим их наложение друг на друга, достигается временное разделение сигналов. Каждый из зондирующих импульсов формирует отраженный сигнал в слое донных осадков, соответствующем по мощности длине волны каждого одиночного излучателя, чем достигается частотное разделение регистрируемых отраженных сигналов, сформированных в каждом из слоев. Поскольку длина волны каждого зондирующего импульса различна, то различаются амплитудно- фазовые и кинематические характеристики регистрируемых отраженных сигналов, так как интегральные упругие свойства слоев разной мощности различны из-за их уплотнения с глубиной, т.е. наличия градиента упругих свойств. Указанный цикл работы устройства обеспечивает не искаженную взаимной интерференцией запись отраженных сигналов, сформированных в различных по мощности слоях придонных осадков, что позволяет определить различия акустических свойств на разной глубине от дна, т.е. установить градиент акустических свойств и тем самым повысить разрешающую способность исследований.

В соответствии с таким циклом работы устройства после записи в блок 10 буферной памяти одной сейсмограммы спустя интервал времени & t( от момента первого возбуждения сложного акустического импульса всеми одиночными излучателями источника 26 акус- тического импульса вновь возбуждают сложный акустический импульс и одновременно подключают к коммутатору 7 каналов усилители блока 6 предварительных усилителей фильтров, на вхо- ды которых поступают сигналы с второй К-канальной секции 3 многоканальной приемной косы 1. Группы сейсмо- нриемников в многоканальной приемной косе 1 располагают так, чтобы К каналов второй секции 3 простран- ственно были более удалены от источник 26 акустических сигналов, чем К каналов первой секции 2, а группы сей- смоприемников третьей секции 4 рас- полагают на большем удалении,чем группы второй секции 3, и т.д. Цикл возбуждений группы М первого 27, второго 28, третьего 29 излучателей повторяют 11 раз с подключением каждый раз все более удаленных первой 2, второй 3, третьей 4 и четвертой секций многоканальной приемной косы 1, и таким образом получают на отрезке профиля, не превышающем по длине первую зону Френеля, N К-канальных записей и заносят их в одну информационную зону блока 10 буферной памяти. В момент возбуждения первого наиболее высокочастотного пер- вого излучателя 27 формируют код отметки момента (фиг. 5, диаграмма 64), который синхронизируют с началом отсчета счетчика 36 байтов и кадров.

Возможность записи сейсмограммы с числом сейсмических трасс, значительно превышающим количество регистрирующих каналов на входе АЦП 9, обеспечивает повышение точности определения градиентов плотности и скоростей сейсмических волн за счет того, что шаг между группами сейсмо- приемников может быть сделан достаточно малым, чтобы достичь заданную детальность измерения амплитуд вдоль базы приема.

Синхронизированные N записей фильтруют полосовыми фильтрами, центральные частоты которых равны преобладающим частотам спектров, излучаемых одиночными первым 27, вторым 28 и третьим 29 излучателями, нижние граничные частоты принимают равными на

одну октаву ниже, а верхние - на одну октаву выше центральной.

Из N X М синхронизированных и от- фильтрованных записей составляют М сводных (NX К)-ка°нальных сейсмограмм и по ним измеряют амплитуды отраженных от дна сигналов вдоль базы приема.

Далее для каждой частоты по максимумам амплитуд отраженных от дна однократных и многократных волн определяют критический угол ol и находят скорость Ср( распространения продольной волны в слое с мощностью, соответствующей преобладающей длине, из соотношения

Pt

-:тЈ,Т. U-1.2М) (3)

sinot

Т

5 JQ $ 20 25 30 ,- 40

45

50

5

I5

(А)

По величине амплитуд однократных и многократных волн определяют коэффициент отражения R дна при нормальном падении и по формуле

Acflq R) Cp((1+R)

где О и Л - соответственно плотности воды и донных осадков, определяют плотность донных осадков.

Далее с учетом геометрического расхождения потерь энергии вследствие неупругого поглощения и величин коэффициента отражения в докритичес- кой и закритической областях и найденных величин Ср и П{ находят с использованием известных алгоритмов 10, 11 путем подбора значения рости С п поперечных волн.

По найденным эффективным параметрам в слоях, мощности которых равны мин г определяют известными приемами дифференциальные параметры в слоях, мощности которых равны Лддцк , (-.....(-Лм- мин)I т.е; получают данные о градиенте упругих параметров по глубине.

Формула изобретения Устройство для дистанционного определения упругих свойств донных осадков, содержащее многоканальную приемную косу, блок предварительных усилителей-фильтров, коммутатор каналов, блок управления параметрами приема, усилитель с автоматической регулировкой усиления, аналого-цифровой преобразователь, блок управления

записью, оперативное запоминающее устройство, буферный регистр, блок записи на магнитную ленту, источник акустических сигналов, блок управле- ния и контроля, синхронизатор, таймер, счетчик байтов и кадров, схему логики записи, приемное устройство, блок усиления и фильтрации, блок автоматического запуска и привязки наблюдений, первый и второй переключатели, синхронизатор развертки, самописец и блок организации цикла зондирования, выходы которого соединены с первыми входами блоков предва- рительных усилителей-фильтров, первые выходы которых соединены с первыми входами коммутатора каналов, первый выход которого соединен с первым входом усилителя с регулятором усиления, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, первый выход оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом буферного регистра, первый выход которого соединен с первым входом блока записи на магнитной ленте, выход синхронизатора соединен с вторыми входами коммутатора каналов, усилителя с автоматической регу- лировкой усиления, аналого-цифрового преобразователя и буферного регистра и с первыми входами блока управления. записью, схемы логики записи и счетчика байтов и кадров соответственно, выход блока автоматического запуска и привязки наблюдений соединен с первым входом блока управления и контроля, второй вход которого соединен с выходом таймера, а первый -выход блока управления и контроля подключен к второму входу блока управления записью, третий вход которого подключен к первому выходу счетчика байтов и кадров, четвертый вход блока управ- . ления записью соединен с первым выходом блока организации цикла зондирования, первый выход блока управления записью соединен с первым входом оперативного запоминающего устройства, второй вход блона записи на магнитной ленте соединен с первым выходом схемы логики записи, второй выход которой соединен с первым входом блока организации цикла зондирования, второй и третий входы которого соединены с вторым и третьим выходами счетчика байтов и кадров соответственно, второй вход которого

5 0 5 о «. о 5 Q

5

соединен с вторым выходом блока организации цикла зондирования, четвертый вход которого соединен с выходом первого переключателя, первый выход блока управления параметрами приема соединен с третьим входом коммутатора каналов, выход второго переключателя соединен с первым входом синхронизатора развертки, выход которого соединен с входом самописца,о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности определения градиентов плотности и скоростей сейсмических волн путем частотного и временного разделения отраженных сигналов, сформированных в различных по мощности интервалах донных осадков, и увеличения надежности выделения амплитуд сигналов вдоль базы приема, дополнительно введены блок запуска излучателей, блок буферной памяти, мони-. тор, третий и четвертый переключатели, а источник акустических сигналов выполнен в виде группы М разночастот- ных импульсных излучателей, а многоканальная приемная коса выполнена в виде N секций, каждая из которых содержит группы сейсмоприемников, при этом первый,- второй и третий входы блока буферной памяти соединены с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, вторым выходом блока управления записью и вторым выходом блока управления и контроля, выход блока буферной памяти соединен с вторым входом оперативного запоминающего устройства, третий вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход буферного регистра соединен с первым входом монитора, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления и кон-, роля + четвертый выход которого подключен к четвертому входу коммутатора каналов, пятый и шестой выходы блока управления и контроля подключены к первому входу блока управления параметрами приема и пятому входу блока организации цикла зондирования соответственно, третий выход которого соединен с вторым входом блока управления параметрами приема, третий и четвертый входы которого подключены к первому выходу блока запуска излучателей и к выходу синхронизатора соответственно, второй и третий выходы блока управления параметрами

приема соединены с вторым входом блока предварительных усилителей- фильтров и с первым входом блока запуска излучателей, второй вход кото- рого соединен с выходом синхронизатора развертки, выход третьего переключателя соединен с третьим входом блока запуска излучателей, второй и третий выходы которого соединены с шестым входом блока организации цикла зондирования и входами источника акустических сигналов соответственно, выход четвертого переключателя соединен с седьмым входом блока организа- ции цикла зондирования, восьмой вход которого соединен с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя,

четвертый и пятый выходы блока организации цикла зондирования подключены к четвертому входу блока буферной) памяти и к второму входу схемы логики записи соответственно, первые и вторые выходы приемного устройства соединены с третьими входами блока предварительных усилителей-фильтров и входами блока усиления и фильтрации соответственно, выходы которого соединены с входами самописца, третий вход блока записи на магнитную ленту соединен с третьим выходом блока управления записью, пятый вход которого соединен с третьим выходом схемы логики записи.

Фиг. 3.

W j, I

it П.5

- П

Изобретение относится к разработке аппаратуры для инженерно-геологических исследований на акваториях и может быть использовано при гидрографических исследованиях акустических свойств донных.грунтов. Целью изобретения является повышение точности и разрешающей способности определения градиентов плотности и скоростей сейсмических волн путем частотного и временного разделения отраженных сигналов, сформированных в различных по мощности интервалах донных осадков и увеличения надежности выделения амплитуд сигналов вдоль базы приема. Устройство позволяет возбудить акустический им-/ пульс групповым источником, принять и зарегистрировать однократно и многократно отраженные от дна колебания, измерить глубины водоема и зависимости критического угла падения по глубине и расстоянию, соответствующему максимуму амплитуд отраженного сигнала, для определения скорости продольной волны, измерить амплитуды отражения для определения плотности осадков и скорости распространения поперечных волн. Устройство содержит многоканальную приемную косу, блок предварительных усилителей фильтров, коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь, блок буферной памяти, оперативное запоминающее устройство, буферный ре- гистр, блок записи на магнитную ленту, монитор, одноканальное приемное устройство, блок управления параметрами приема, блок усиления и фильтрации, блок переключателей, источник акустических сигналов, три импульсных излучателя, синхронизатор, блок автоматического запуска и привод наблюдений, блок управления записью, схему логики записи, блок организации циклов зондирования, схему логики записи. 7 ил. (Л

SasafplU .

Sasa IP 5аза2р

5aza fp 0 85 Sasalp 17r

gl SabulpUJi SazaZpV

#

и

Фиг. б.

Фиг. 7.