Способ определения скорости распро-СТРАНЕНия упРугиХ ВОлН B пОРОдАХдНА ВОдОЕМА Советский патент 1981 года по МПК G01V1/00 

границу раздела «вода-дно и по полученным данным определяют скорость распространения упругих волн в породах дна водоема.

На чертеже представлена схема определения скорости распространения упругих волн предлагаемым способом.

На схеме обозначены: излучатель 1 для возбуждения упругих колебаний, приемник 2, расположенный в непосредствеппой близости от излучателя, и приемник 3, удаленный от излучателя на известное или определяемое расстояние.

Все эти элементы располагаются Б первой среде (воде), имеющей скорость распространения упругих волн Ci, и могут буксироваться судном.Для реализации предложенного способа производят следующие операции.

Излучают в воде импульс упругих колебаний, например, с помощью излучателя 1, причем эти колебания распространяются как по нормали к поверхности дна, так и в других направлениях.

Принимают с помощью приемника 2 колебания, распространяющиеся и отражающиеся по нормали к поверхпости дна в точке, лежащей вблизи точки излучения, с измерением времени распространения отраженной волны 1 и коэффициента отражения KLПринимают с помощью приемника 3 колебания, распространяющиеся и отражающиеся под некоторым углом к поверхности дна, отличающимся от нормального падеПИЯ, в точке, отстоящей на некотором расстоянии от первой точки приема, с измерением времени распространения отраженной волны Е и коэффициента отражения KLИзмеряют время распространения прямой волпы во вторую точку приема t.

Определяют угол падения упругой волны на границу раздела первой и второй сред (вода-дно) ai по формуле

+ 4 - 12

COS «1 -

Определяют скорость распространения g упругих колебаний в породах дна водоема по формуле

1/1

+ 1)М/С,-1)

С,

У.-(Кр -l)(K, 55

Slnai

где Ci - скорость распространения упругой волны в первой среде (например, воде).

Соотношение для скорости распространения упругой волны в породах дна водоема (Cz) получено авторами исходя из известных формул для определения коэффициентов отражения упругих волн от границы раздела «вода-дно при нормальном падении волн (Kj) и под углом, меньшим критического (KL), а также используя закон Снеллиуса.

Для определения скорости Cz не требуется знания кинематических или динамических характеристик упругой волны, распространяющейся или отраженной от подошвы верхнего слоя.

Скорость Ci в зависимости от требуемой точности вычисляется по известному расстоянию между излучателем и приемником 2 или 3 и соответствующему измеренному времени, либо определяется по таблицам зависимости скорости в воде от солености, температуры и гидростатического давления, либо принимается равной средней величине 1500 м/с (при максимальном отклонении от 1450 до 1550 м/с), либо измеряется специальным прибором.

Соответственно время распространения импульса t по кратчайшему расстоянию между излучателем 1 и приемником 3 может быть непосредственно измерено или вычислено (по известной скорости Ci и расстоянию 1-3).

Преимущество данного способа состоит в использовании для определения кинематических (времен вступлений волн) и динамических (коэффициентов отражений) зависимостей сигналов (волн), распространяющихся только в первой среде (воде), т. е. приходящих в первых вступлениях, а не сигналов, отраженных или преломленных на подошве второго слоя (грунтов дна).

Это обстоятельство упрощает выделение сигналов и их обработку как по степени сложности применяемых технических средств (ЭВМ), так и по затратам времени.

Формула изобретения

Способ определения скорости распространения упругих волн в породах дна водоема, включающий излучение и прием отраженных от дна и поддонных слоев акустических импульсов, а также определение коэффициентов отражения, отличающийс я тем, что, с целью повышения достоверности информации о физических свойствах пород, слагающих дно, регистрируют отрал енные импульсы в дополнительной точке, расположенной в одной плоскости с первой точкой приема, определяют угол падения упругой волны на границу раздела «вода- дно и по полученным данным определяют скорость распространения упругих волн в породах дна водоема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2952834, кл. 340-15, опублик. 1961.

2.Патент США № 3372369, кл. 340-7, опублик. 1965 (прототип).