Устройство для цифровой регистрации гидроакустической информации Советский патент 1982 года по МПК G01V1/38 

I

Изобретение относится к геофизичес ка8 аппаратуре, предназначенной для исч следования поннь х отложений и может быть использовано при поисках морских рудных россыпных месторождений, строительных материалов, при геологическом картировании и построении карт рельефа морского дна.

, Известно регистрирующее устройство Горизонт, содержащее усилитель записи, кварцевый генератор, смеситель, блок записи (аналоговые магнитофоны), усилители воспроизведения, формирователь и экспресс-регистратор дискретного действия на электротермической бумаге tl .

Однако известное устройство не позволяет непосредственно осуществлять автоматизацию обработки получаемой гидроакустической информации с помощью ЦВМ.

Простая замена аналогового магнитного регистратора на цифровой с предварительный применением преобразователя аналог-код в таком устройстве практически невозможна из-за высокой частоты

поступающих акустических сигналов, котбрая требует большой частоты дискретиза шш при преобразовании аналогового сигнала в цифровой код и, как следствие этого, большой скорости движения магнитного носителя- 2 м/с.

Кроме того, при проведении гидроакустических исследований зондирующие импульсы следуют с интервалом от 1 до 5 с, в то время как полезная информация после каждой посылки зондирующего импульса поступает примерно в течение О, 1 с.

Таким образом, запись полезной информации на ленте составляет лишь от 2 до 10% ее длины. Непосредственный ввод ее в ЦВМ затруднен и экономически не выгоден.

Наиболее близким по технической сутцности к предлагаемому является устройство для регистрации геофизических данных, содержащее устройство, преобразователь аналог-код, оперативное запоминающее устройство, цифровой магнитный регистратор и схямы размещения информации в оперативном запоминающем устройстве и передачи ее из оперативного запоминающего устройства на магнитную ленту 2 .

Однако это устройство не может быть непосредственно использовано для записи и хранения гидроакустической информации на магнитной ленте, так как оно не поэвопяет производить уплотнение информации при гидроакустических исследованиях

Ц ель. изобретения - повышение качества регистрации. I

Поставленная- цель достигается тем, что устройство для цифровой регистрации гидроакустической информации, содержащее последовательно соединенные низкочастотный эхолот, преобразователь аналог-код, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), цифровой магнитный регистратор и схемы размещения информации в ОЗУ и передачи информации из ОЗУ на магнитную ленту, при этом схема размещения информации в ОЗУ соединена со схемой передачи информации на магнитную ленту, снабжено высокочастотным эхолотом, приемопередающие системы которого расположены на 0,5-1 м ниже приемопередающих систем низкочастотного эхолота, таймером, схемой выделения сигнала управления таймером и схемой управления пределами цифровой регистрации, причем схема управления пределами цифровой регистрации соединена с соответствующими управляющими входами схемы размещения информации в ОЗУ и аналого-цифрового преобразбвателя.

Такое устройство позволяет осуществлять регистрацию акустической информации в формате ЕС ЭВМ на стандартном магнитном носителе в заданном временном интервале, причем начало времени цифрового преобразования и регистрации определяетсу временем прихода отраженного от дна высокочастотного эхо-сигнала, который за счет разнесения приемопередающих систем высокочастотного и низкочастотного эхолотов по вертикали опережает на строго фиксированное время момент прихода низкочастотного сигнала, в связи с чем начало регистрации оказывается жестко привязанным к моменту проявления первых вступлений низкочастотного эхо-сигнала, что обеспечивает высокое качество и точность регистрации первых вступлений низкочастотного эхо-сигнала. Продолжительность

времени регистрации определяется с помощью таймера и схемы управления пределами регистрации.

На фиг. 1 показана функциональная

схема устройства сбора и хранения акустической информации в цифровой форме; фиг. 2 -общий .вид размещения приемоиэлучающих системы низкочастотного эхолота и системы высокочастотного эхолота

относительно поверхности раздела воздухвода.

Предлагаемое устройство состоит из схемы 1 синхронизации запуска, соединенной с низкочастотным эхолотом 2 и

j высокочастотным эхолотом 3, преобразователя 4 аналог-код, соединенного со схемой 5 размещения информации в ОЗУ , и низкочастотным эхолотом 2, схемы выделения сигнала управления таймером 6,

Q соединенной с таймером 7 и высокочастотным эхолотом 3, схемы 8 управления пределами цифровой регистрации, соединенной с преобразователем 4 аналог-код, схемой 5 размещения информации в ОЗУ,

схемы передачи информации из ОЗУ на магнитную ленту 9, соединенной с оперативным запоминаю.щим устройством 1О, с цифровым магнитным регистратором 11 и схемой 5 размещения информации в ОЗУ.

Приемопередающие системы высокочастотного эхолота размещаются на &Vi 0,5-1 м ниже приемопередающих систем низкочастотного эхолота относительно уровня раздела воздух-вода, в связи с чем обеспечивается постоянная разница

5хода акустических лучей низкочастотного эхолотов, равная 1-2 м (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

Схема 1 синхронизации запуска Miipaбатывает импульс запуска, по которому одновременно формируются акустические зондирующие импульсы, вырабатываемые низкочастотным 2 и высокочастотным 3 эхолотами, Так как приемопередающие системы высокочастотного эхолота 3 расположены ближе к поверхности дна, то -высокочастотный эхо-сигнал, отраженный от донных отложений, поступает в устройство раньще на время i (где С - скорость звука в воде, uVi расстояние между поверхностями приемоизлучающих систем высокочастотного и низкочастотного эхолотов), чем низкочастотные эко-сигналы. Высокочастотный эхо-сигнал поступает на схему выделения сигнала управления таймером б, которая вырабатывает сигнал запуска таймера 7. Таймер 7 запускается, начинает от59

счет времени и вырабатывает счетную сершо импульсов. Через время, равное д , которое может изменяться в сторону уменьшения гили увеличения, сигналы, поступающие с выхода таймера 7 с помощью схемы 8 управления пределами цифровой регистрации вырабатывают уровень, опредеп$псяций начало цифрового преобразования низкочастотного эхо-сиг нала, длительность и конец преобразования. Благодаря такой методике регистрации имеется возможность, во-первых, регистрации любой части эхо-сигнала с произвольной длительностью, и, во-вторых, обеспечивается высокая точность цифровой регистрации первых вступлений низкочастотного эхо-сигнала. В задан.ных пределах ци ровЬй регистрации осуществляется преобразование аналогового :эхо-сигнала в цифровой код, который с помощью схемы 5 размещения информации в ОЗУ поступает в ОЗУ 10 на хранение. После заполнения ОЗУ 10 информацией схема 5 размещения информации в ОЗУ вырабатывает сигнал окончания записи в ОЗУ 10, который осуществляет переключение устройства в режимы считывания информации из ОЗУ 10 и записи ее на магнитную ленту цифрового магнитного регистратора 11. Схема передачи информации из ОЗУ на магнитную ленту 9 осуществляет включение и подготовку цифрового магнитного регистрат.(ура 11 к режиму записи и производит запись на магнитуню ленту массива информации из ОЗУ 10 объемом 4 к байт в формате ЕС ЭВМ.

Использование предлагаемого устройства повысит качество и точность регистрации акустических сигналов, поступающих от низкочастотного эхолота, даст возможность регистрировать все особенности первого эхо-сигнала от донных отложений, позволит производить обработку акустической информации на ЦВМ. Уплот14096

некие записи информации на. магнитной ленте в значительной степени сократит затраты машинного времени, веобхошгмо го на ввод скустяческов в 5 ЦВМ не менее чем на 90-98%, что приведет к несомненному экономическому эффекту, размеры .которого будут зависеть от объемов вьшолненных работ.

10

Формула изобретения

Устройство для цифровой регистрации гидроакустической информации, содержашее последовательно соединенные низкочастотный эхолот, преобразователь аналог-код, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), цифровой магнитный регистратор и схемы размещения информаДни в ОЗУ и передачи информации из ОЗУ на магнитную ленту, причем схема размещения информации в ОЗУ соединена со схемой передачи информации на магннтную ленту, отличающееся

тем, что, с целью повьпиения качества регистрации, оно снабжено последовательно соединенными высокочастотным эхолотом, приемопередающие системы которого расположены ниже приемопередающих

систем низкочастотного эхолота, таймером, схемой выделения сигнала управления таймером и схемой управления пределами цифровой регистрации, причем схема управления пределами цифровой регистрации соединена с соответствующими управляющими входами схемы размещения информации в ОЗУ и преобразователя аналог-код.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ногин В. А. Проспект на устройст-, во Горизонт. Министерство геологии СССР. М.,1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2307596/ 18-25, кл. GiOlV 1/24, 1976 (прототип).

Фиг

из

О.5ЧМ

-,SSS

к

л