Устройство для обработки и регистрациидАННыХ СЕйСМичЕСКиХ КОлЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК G06F17/00 G01V1/28 G06F169/00 

вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выходы подклю чены соответственно к входам источ ника возбуждения .колебаний в среде блока индикации, к первому и втором (входам блока регистрации, первый выход коммутатора соединен с входами .первого и второго счетчиков времени, с первым первого элемента И, с вторым входом аналогоцифрового преобразователя и с треть им входом блока регистрации, второй и третий выходы коммутатора подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом коммутирующего элемента выход первого и второго счетчиков времени соединены соответственно с входс1ми второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента Инк первому вход второго элемента И, второй вход которого соединен с одним из выходов группы выходов аналого-цифрового преобразователя, выход первого элемента И через элемент задержки соединен с первыми входами сдвиговых регистров и буферного сдвигового регистра, выход второго элемента И подключен к второму входу к-1-го сдвигового регистра, выход которого подключен к второму входу к-го сдви вого регистра, выход которого соединен с вторым входом К+1-ТО сдвигового регистра, выход каждого сдви вого регистра соединен с первым входом соответствующего элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу буферного сдвигающего регистра, выход каждого сдв гового регистра через соответствующий элемент НЕ соединен с первым входом соответствующего элемента И второй группы, второй вход которого подключен через элемент НЕ к выходу буферного сдвигающего регистра, второй вход которого соединен с выходом к-го сдвигающего регистра, выходы элементов И первой группы, кроме к-1-го элемента И и выходы элементов И второй группы через соответствующие элементы задержки соединены с входом коммутирующего элемента, выход к+1-го элемента И первой группы соединен с входомкоммутирующего элемента, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов. На чертеже представлено устройство, схема. Устройство содержит коммутатор 1 аналого-цифровой преобразователь (АЦПУ) 2, блок 3 регистрации, сдвигающие регистры 4 ; 42 , 4.j, буферный сдвигающий регистр 5, группа элементов И 6, группа элементов И 6j, элементы НЕ 7, элементы 8 задержки, коммутирующий элемент 9, счетчик 10 импульсов, блок 11 деления и вычитания, блок 12 индикации источник 13 возбуждения колебаний в среде, элемент И 14, элемент 15 задержки, триггер 16, счетчики 17, 18 времени, триггер 19. Устройство работает следующим образом. Степень упорядоченности волнового поля обычно определяется по нескольким рядам расположенным регист ирующим каналам (например от двух до пяти). Информативность любой системы определяется величиной ее энтропии. .., где Р - вероятности. Величина энтропии Н может быть использована для оценки информативности /степени упорядоченности) регистрируемых-, в поле сейсмических волновых полей. Это объясняется тем, что полезную информацию на сейсмограммах несут отраженные и другие волны, т.е. упорядоченные элементы волнового поля, регистрируемые на фоне случайных помех (при использовании слабых источников). Будем рассматривать регистрируемую сейсмограмму как матрицу чисел /А - амплитуда сигнала с соответствующим знаком,.к -номера отсчетов по времени /ljtKN,N,j - число отсчетов на сейсмограмме/, J - номера трасс сейсмограммы- ( п/п число одновременно регистрируемых трасс сейсмограммы). Область измерения упорядоченности сигнала в каждой точке ограничена как по оси времени, так и по числу трасс, отсчеты с которых используются для анализа. Предположим, что в выделенный для каждой точки волнового поля области измерений определяется некоторый параметр, характеризующий степень упорядоченности волнового поля. Тогда, энтропия сейсмического волнового поля в целом определится выражением п. ; H---l U 6ogfUsHi-Us)tog(i-Ue) (а) в простейшем случае можно ограничиться просто суммой значений Ug, отнесенной к максимально возможной величине ир д этой суммы при полной упорядоченности сейсмической записи Для характеристики упорядоченности сейсмической записи в некоторой области в частном случае достаточн использовать лишь звуковую информа цию, т.е. считать все амплитуды одинаковыми и равными единице со знаком плюс или минус. В рассматриваемом случае для оценки упорядоченности сейсмической записи в любой точке достаточно провести со поставление знаков сигналов в неко торой области вокруг этой точки. При этом к-нй отсчет главного кана ла (крайнего или среднего) сопоставляется по знаку с к-м, к+1,к-2 и т.п. отсчетами соседних каналов. В роли к-го канала последовательно выступают все отсчеты главного канала. Для простоты можно воспользоват функцией однозначности, т.е. если знаки отсчета главного канала и любого сравниваемого с ним отсчета другого канала одинаковы, то резул тат равен единице, а при разных знаках - нулю. Таблица решений в этом с.лучае выглядит следующим образом (полагая, что знаки отсчетов сигналов кодируются нулями и единицами). 1 1-0 0 1 При работе сейсмической станции с момента начала регистрации колебаний знак каждого отсчета в виде нуля или единица поступает с выход знакового разряда АЦПУ 2 через элемент И 14 на вход односдвигающе го регистра 4, , имеющего п элемент (по числу каналов). После первого цикла работы коммутатора 1 каналов весь регистр 4 будет заполнен, а после третьего цикла будут заполнены все три регистра, причем в первом из них, 4 , будут находитьс знаки k+1-го отсчета всех каналов, во втором 4 - знаки k-ro отсчета всех каналов, а в третьем 4„ - зна k+1-го отсчета всех кангшов. Поэтом в следующем такте на выходах всех этих регистров появятся знаки k-ro и k+1-го отсчетов, первого канала, а на следующем такте - знаки k-ro и k+1-го отсчетов второго канала и .д. В соответствии со схемой анализа упорядоченности сейсмического волнового поля, необходимы знаки k-ro отсчета первого, а также k-ro .k+1-го и k-1-го отсчетов следующег (второго) канёша. Таким образом, при следующем такте все рассматрива емые три отсчета первого-канала выдаются с выходов регистров 4, при чем один из них () выходящий со среднего регистра, задерживается на один такт в буферном сдвигающем регистре 5. Во время следующего такта на выходах всех регистров 4 появляются знаки k-ro, k-1-го и k+1-го отсчетов следующего (второго канала, В более общем случае участи знаков трех каналов необходима задержка знаков всех трех отсчетов второго канала на один такт и т.д. Сигналы со всех выходов регистро,в 4 и с выхода регистра 5 поступают на первую группу элементов И, которые выдают единицы при наличии импульсов положительный знаков на обеих их входах и нуля при несовпадении импульсов (знаков). В случае совпадения отрицательных знаков в работу вступает вторая группа 6L элементов И, связанная теми же выходами регистров 4 и 5 через элементы НЕ 7. Импульсы совпадения с выходов обоих групп элементов И 6. и 6,j через элементы задержки 8 и элемент 9 поступают на вход счетчика импульсов 10. Все эти-операции последовательно выполняются для всех каналов сейсмограммы и всех ее отсчетов (по одной оценке за каждый такт квантования сигналов по времени). Теперь необходимо вычислить соотношение полученной в счетчике 10общей для всех сейсмограмм по формуле оценки степени упорядоченности сейсмической записи к максимально возможной степени упорядоченности записи. Эту операцию осуществляют блок деления и сравнения 11, на вход которого в конце записи поступает код числа, записанного в счетчике 10 упорядоченности всех сейсмограмм который делится на код максимально возможной степени упорядоченности записи, а результат вычитается из заранее вводимой в блок 11 уставки (в относительных единицах в виде дроби). При каждом сравнении (после каждого цикла регистрации колебаний) блок 11 выдает импульс запуска, поступающий на блок регистрация 3 источник возбуждения колебаний в среде 13, если измеренное значение степени упорядоченности записи меньше уставки. Одновременно значение величины упорядоченности записи высвечивается на блоке 12. Этот процесс автоматически повторяется до тех пор, пока оценка степени упорядоченности записи не достигает порогового значения (величины уставки) . При этом меняется йнак на выxojie блока 11, а выдача импульсов запуска на источник ГЗ прекращается. При этом на блоке 12 высвечивается сигнал Работа завершена , а величина степени упорядоченности заносится в блок регистрации 3 на магнитную ленту с записью. Для выполнения процесса измерения упорядоченности записи в заданном временном интервале используется схема из двух счетчиков 17 и 18, набирающих величины начальное конечное включение времени. На входы этих счетчиков поступают синхроимпульсы с коммутатора 1, При переполнении счетчика 17 срабатывает триггер 16 который открывает элемент И 14, на чинающий с этого момента пропуск на регистры 4 знаков отсчетов сигн лов всех каналов; При переполнении счетчика 18 триггер 16 переходит в первоначальное положение и тем самым за;пирает элемент И 14. С целью прекращения измерения во время перехода от последнего канала сейсмограммы к первому испо зуется элемент 9, управляемый триг тером 19, связанный с цепями формир вания стробирующих импульсов последнего и 1-го каналов коммутатор 1. На время перехода элемент 9 зап рается. В результате работы устройства получаемые в процессе накопления численные о {енки степени упорядоченности сигналов на эаписи сразу же используются через сравнение заданным значением уставки для авт матического управления процессом накопления. Тем самым с одной стор будут исключаться случаи брака, связанные с .недостаточным числом накоплений на отдельных участках и столиках, а с другой - получена экономия средств и времени на участках с более благоприятными условиями возбуждения и приема кол баний, где при стандартной методик с постоянным числом накоплений вдо всего профиля используется избыточ ное число накоплений. В результате наряду с экономией средств и време на разведку может быть получен вес ма однородный сейсмический материал вдоль профиля и по площади, что весьма важно для обработки и интер претации, но недостижимо при исполь зовании обычных сейсмических станций. Рассматриваемое устройство может применяться и при работах без накопления для количественной оценки степени упорядоченности регистрируе МЫ.х сейсмограмм. Формула изобретения Устройство для обработки и регистрации данных сейсмических колебаний, содержащее коммутатор, входы которого являются, вводами устройств а первый выход подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, группа выходов которого сое динена с группой входов блока регистрации, источник возбуждения колебаний в среде, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, достоверности и точности, в него введены сдвиго.вые регистры, элементы И, элементы .задержки, элементы НЕ, триггеры, счетчик импульсов, буферный сдвиго вый регистр, счетчики времени, ком:мутирую-дий элемент, блок индикации, блок деления и вычитании, вход которого соединен с выходом счетчика и шyльcoв, а выходы подключены соотБвЗственно к входам источника возбуждения колебаний в среде, блока индикации,к первому и второму входам блока регистрации, первый выход коммутатора соединен с входами первого и второго счетчиков времени, с первым входом первого элемента И, с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и с третьим входом блока регистрации, второй и третий выходу коммутатора подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом коммутиующего элемента, выходы первого и второго счетчиков времени соединены соответственно с входами второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к первому входу второго элемент;; И, второй вход которого соединен .с одним из выходов группы выходов аналого-цифрового преобразователя выход первого элемента И через элемент задержки соединен с первыми входами сдвиговых регистров и буферного сдвигового регистра,выход второго элемента И подключен к второму входу k-1-го сдвигового регистра, выход которого подключен к второму входу k-ro сдвигового регистра, выход которого соединен с вторым входом k+1-го сдвигового регистра, выход каждого сдвигового регистра соединен с первым входом соответствующего элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу буферного сдвигающего регистра, выход каждого сдвигового регистра через соответствующий элемент НЕ соединен с первым входом соответствующего элемента И второй группы, второй вход которого подключен через элемент НЕ к выходу буферного сдвигающего регистра, второй вход которого соединен с выходом k-ro сдвигающего регистра , выходь элементов И первой группы, кроме k-1-го элемента И и выходы элементов И второй группы через соответствующие элементы задержки соединены с входом коммутирующего элемента, выход k+1-го элемента И первой группы соединен с входом коммутирующего элемента, выход которого подключен к входу счетчика импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 482748, кл. G 01 V 1/28, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР № 428329, кл. G 01 V 1/24, 1972 (прототип) .