Способ определения коэффициента отражения звуковых волн на низких частотах Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к акустике и может быть использовано в морской сейсморазведке для определения локального коэффициента отражения от дна моря

В настоящее время для измерения коэффициента отражения от дна моря используют способы, основанные на излучении акустического сигнала заданной частоты и приеме отраженного сигнала, по амплитуде которого определяют значение коэффициента отражения.

Недостатком применения этого способа для низких частот является необходимость создания антенн больших размеров (десятки - сотни метров) для формирования направленного излучения.

Известен способ измерения локального коэффициента отражения, основанный на параметрическом излучении низкочастотного звукового сигнала, который свободен

от вышеуказанных недостатков. Способ включает излучение в направлении исследуемой поверхности высокочастотного бигар- монического сигнала с близкими частотами fi и fa. В результате нелинейного взаимодействия этих высокочастотных сигналов в воде формируется направленное излучение низкой частоты F f 1 - f2 (параметрическое излучение).

Недостатком способа является его низкая чувствительность, так как низкочастотный сигнал имеет малую амплитуду вследствие низкой эффективности нелинейного взаимодействия. В результате отраженный от поверхности дна сигнап слабо различим на фоне помех

Целью изобретения является повышение точности способа за счет увеличения отношения сигнал/помеха.

-ч XI о

Ю

Ю

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения коэффициента отражения звуковых волн, основанном на излучении в направлении исследуемой поверхности цуга высокочастотных сигналов на частотах fi и f2 и приеме отраженного сигнала разностной частоты F fi - 12, дополнительно осуществляют прием отраженного от исследуемой поверхности высокочастотного сигнала (по крайней мере на одной из высоких частот), используют его в качестве опорного для синхронного накопления низкочастотного сигнала и по уровню накопленного сигнала определяют коэффициент отражения,

В известных способах синхронного накопления в качестве опорного сигнала используются электрические сигналы с задающего генератора, и степень корреляции между акустическими принятыми сигналами и опорными электрическими сигналами часто нарушается за счет флуктуации скорости звука з среде, относительным перемещением излучателя и приемника акустических волн относительно отражающей поверхности вследствие волнения моря и других причин. В предлагаемом способе накопленные и отраженные сигналы всегда достаточно коррелированы, так как время их распространения абсолютно одинаково и накопление можно осуществлять сколь угодно долго, увеличивая число накопленных реализаций N. Увеличение соотношения сигнал/шм при синхронном накоплении на фоне некогеренткого шума составляет 10 Ig N.

По измеренному уровню отражрнного низкочастотного сигнала определяют коэффициент отражения по формуле

№ Н PF пе Pi

0

5

0

5

0

5

0

где Н - расстояние до исследуемой поверхности;

PF и PI - амплитуды давления на разностной частоте F в точке приема и непосредственно в месте нахождения отражающей поверхности.

Последняя величина может быть непосредственно измерена при калибровке излучателя или рассчитана исходя из теории параметрических излучателей.

Таким образом, с увеличением чувствительность при определении Рр соответственно увеличивается чувствительность определения коэффициента отражения rjf .

Формула изобретения

Способ определения коэффициента отражения звуковых волн на низких частотах, основанный на излучении в направлении исследуемой поверхности луча высокочастотных сигналов на частотах fi и fa, приеме отраженного от поверхности сигнала разностной частоты fi - f2 и определения коэффициента отражения, отличающийся тем, что. с целью увеличения точности способа путем повышения отношения сигнал/помеха дополнительно осуществляют прием отраженного от исследуемой поверхности высокочастотного сигнала по крайней мере на одной из излученных высоких частот, используют зго в качестве опорного для синхронного накопления низкочастотных сигналов, а коэффициент отражений определяют по уровню накопленного сигнала.

Использование: в морской сейсморазведке при поисках полезных ископаемых, в частности при разведке морского шельфа. Сущность изобретения: в направлении исследуемой поверхности излучается цуг высокочастотных сигналов с частотами fi и fa, в результате нелинейного взаимодействия которых возникает направленное низкочастотное излучение на разностной частоте F fi - fa. Отраженный низкочастотный сигнал принимается с применением накопления, причем в качестве опорного синхронизирующего сигнала используется по крайней мере один из высокочастотных сигналов. В результате повышается соотно- ние сигнал/шм для низкочастотного сигнала, что позволяет с повышенной точностью определить локальный коэффициент отражения на низких частотах. (Л С