SU1396108A1 - Устройство дл обнаружени импульсных эхо-сигналов,отраженных от дна водоема - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к разведочной геофизике и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной дл  сейсмо- акустических исследований структурных и литологических особенностей дна акваторий. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет селекции отраженных эхо-сигналов с заданным пор дковым номером и определени  границ пол  дисперсии глубины отражени  этих сигналов. Устройство содержит генератор импульсов, делитель частоты, элемент ИЛИ, одиночный и группу элементов И, три элемента задержки импульсов, два суммирующих счетчика импульсов, источник и приемник акустических сигналов, усилитель с управл емым коэффициентом усили , пиковый вольтметр, два пороговых элемента, формирователь импульсов, блок определени  ранжированного значени  параметра, цифроаналоговый преобразователь , блок определени  границ пол  дисперсии параметра и индикаторы текущих значений границ пол  дисперсии параметра . Устройство обеспечивает излучение и прием отраженных эхо-сигналов, их калибровку по амплитуде, отсчет времени, затрачиваемого на распространение акустического колебани  до отражающего объекта с заданным пор дковым по дате прихода на вход приемника номером, вывод этой информации в цифровой форме и представление текущих границ пол  дисперсии определ емого параметра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 2 сл

Description

со со

Oi

Изобретение относитс  к разведочной геофизике и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной дл  сейсмо- акустических исследований структурных и литологических особенностей дна акваторий.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет селекции отраженных эхо-сигналов с заданным пор дковым номером и определение границ пол  дисперсии глубины отажени  этих сигналов.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства дл  обнаружени  импульсных эхо-сигналов, отраженных от дна водоема; на фиг. 2 - функциональна  схема блока определени  границ пол  дисперсии параметра устройства.

Устройство дл  обнаружени  импульсных эхо-сигналов, отраженных от дна водоема, содержит (фиг. 1) генератор 1 эталонных импульсов, делитель 2 частоты, соединен- ный с выходом генератора 1 эталонных импульсов, первый элемент ИЛИ 3, соединенный первым входом с выходом делител  2 частоты, первый триггер 4, соединенный нулевым входом с выходом элемен- та ИЛИ 3, первый элемент 5 задержки, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ 3, первый элемент И 6, соединенный первым входом с выходом генератора 1, а вторым входом - с выходом триггера 4, первый счетчик 7 импульсов, соединенный входом обнулени  с выходом элемента 5 задержки, а счетным входом - с выходом элемента И 6, второй элемент 8 задержки, .источник 9 излучени , первый пороговый элемент 10, приемннк 11 акустического излучени , усилитель 12 с уп- равл емым коэффициентом усилени , соединенный сигнальным иходом с выходом приемника 11, пиковый вольтметр 13, соединенный входом с выходом усилител  12 с управл емым коэффициентом усилени , а вы- ходом - с входом порогового элемента 10, второй пороговый элемент 14, соединенный входом с выходом источника 9, а выходом - с единичным входом триггера 4, первый формирователь 15 импульсов, соединенный входом с выходом порогового эле- мента 10, второй счетчик 16 импульсов, соединенный входом обнулени  с выходом делител  2 частоты следовани  импульсов , а счетным входом - с выходом формировател  15, коммутатор 17, соединенный входами поразр дно с выходами счет- чика 16 импульсов, а выходом - с вторым входом элемента ИЛИ 3 и с входом элемента 8 задержки, третий элемент 18 задержки, соединенный входом с выходом делител  2 частоты следовани  импульсов.

а выходом - с входом запуска источника 9 импульсного акустического излучени , группу вторых элементов И 19, соединенных первыми входами поразр дно

5 5 0

5

с выходами счетчика 7, а вторыми входами - с выходом элемента 8 задержки, а выходами - поразр дно с цифровыми выходами устройства, блок 20 определени  ранжированного значени  параметра, соединенный входами поразр дно с выходами группы элементов И 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 21, соединенный входами с выходами блока 20 определени  ранжированного значени  параметра, а выходом - с входом управлени  усилител  12 с управл емым коэффициентом усилени , блок 22 определени  границ пол  дисперсии параметра, соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы элементов И 19, индикатор 23 нижних значений параметра {нижней границы пол  дисперсии параметра ), соединенный входами поразр дно с группой первых выходов блока 22 определени  границ пол  дисперсии параметра, и индикатор 24 верхних значений параметра (верхней границы пол  дисперсии параметра), соединенный входами поразр дно с группой вторых выходов блока 22 определени  границ пол  дисперсии параметра .

Блок 22 определени  границ пол  дисперсии параметра содержит (фиг. 2) группу третьих элементов И 25, соединенных первыми входами поразр дно с группой информационных входов блока, второй триггер 26, соединенный единичным входом с входом установки блока в исходное состо ние, регистр 27 оперативной пам ти, соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы элементов И 25, второй элемент ИЛИ 28, соединенный входами поразр дно с выходами регистра 27 оперативной пам ти, первый элемент НЕ 29, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ 28, а выходом - с вторыми входами группы элементов И 25, второй формирователь 30 импульсов, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ 28, а выходом - с нулевым входом триггера 26, четвертый элемент 31 задержки , соединенный входом с выходом формировател  30, третий элемент ИЛИ 32, соединенный первым входом с единичным выходом триггера 26, четвертый элемент ИЛИ 33, соединенный первым входом с единичным выходом триггера 26, четвертую группу элементов И 34, соединенных первыми входами поразр дно с выходами регистра 27 оперативной пам ти, а вторыми входами - с выходом элемента ИЛИ 32, п тую группу элементов И 35, соединенных первыми входами поразр дно с выходами регистра 27 оперативной пам ти, а вторыми входами - с выходом элемента ИЛИ 33, третий формирователь 36 импульсов, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ 32, четвертый формирователь 37 импульсов , соединенный входом с выходом элемента ИЛИ 33, регистр 38 пам ти нижних значений параметра, соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы элементов И 34, входом обнулени  - с выходом формировател  36 импульсов, а выходами - поразр дно с группой первых выходов блока, регистр 39 пам ти верхних значений параметра, соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы элементов И 35, входом обнулени  - с выходом формировател  37 импульсов, а выходами - поразр дно с группой вторых выходов блока , первую схему 40 сравнени , соединенную группой первых входов поразр дно с выходами регистра 27 оперативной пам ти, а группой вторых входов - поразр дно с выходами регистра 38 пам ти нижних значений параметра, вторую схему 41 сравнени , соединенную группой первых входов поразр дно с выходами регистра 27 оперативной пам ти, а группой вто- рых входов - поразр дно с выходами регистра 39 пам ти верхних значений параметра , мультиплексор 42, соединенный первым входом с единичным выходом триггера 26, вторым входом - с выходом элемента 31 задержки, третьим входом - с выходом сигнала «Меньше схемы 40 сравнени , четвертым входом - с выходом сигнала «Равно схемы 40 сравнени , п тым выходом - с выходом сигнала «Больше схемы 40 сравнени , шестым входом - с выходом сигнала «Меньше схемы 41 сравнени , седьмым входом - с выходом сигнала «Равно схемы 41 сравнени , восьмым входом - с выходом сигнала «Больше схемы 41 сравнени , первым выходом - со вторым входом элемента ИЛИ 32, а вто- рым выходом - с вторым входом элемента ИЛИ 33, п тый формирователь 43 импульсов, соединенный входом с третьим выходом мультиплексора 42, и п тый элемент 44 задержки, соединенный входом с выходом формировател  43, а выходом - с входом обнулени  регистра 27 оперативной пам ти.

Устройство дл  обнаружени  импульсных эхо-сигналов, отраженных от дна водоема работает следующим образом.

В исходном состо нии, т. е. в момент включени , источник 9 заторможен, на выходе ЦАП 21 - нулевой потенциал, усилитель 12 с управл емым коэффициентом усилени  имеет первоначальное зна- чение коэффициента К усилени , пам ть блоков определени  ранжированного значени  параметра 20 и определени  границ пол  дисперсии параметра 22 обнулена, индикаторы нижних значений параметра 23 и верх- них значений параметра 24 индицируют нули , триггер 4 и счетчики 7 и 16 обнулены (цепи первоначального обнулени  на схеме не показаны). Импульсы с выхода

генератора 1 эталонных импульсов поступают на закрытый элемент И 6 и с пересчетом - на выход делител  2 частоты. Каждый импульс с выхода делител  2 частоты последовательно во времени поступает на вход обнулени  счетчика 16, через элемент ИЛИ 3 - на вход обнулени  трш - гера 4, через элемент ИЛИ 3 и элемент 5 задержки - на вход обнулени  счетчика 7 и через элемент 18 задержки на вход запуска источника 9 излучений. Передним фронтом импульса с выхода источника 9 излучений через пороговый ,s. ie- мент 14 триггер 4 переводитс  в единичное состо ние, а элемент И 6 открываетс , при этом импульсы с генерато|)а 1 эталонных импульсов через элемент И 6 поступают на счетный вход счетчика 7. который подсчитывает число импульсов с выхода генератора 1, поступивших с момента запуска источника 9 излучени .

Отраженные от объектов в водоеме эхо- сигналы поступают на вход приемника 11 аккустического излучени , с его выхода усиливаютс  усилителем 12 с управл емым коэффициентом усилени , выдел етс  их огибаюша  пиковым вольтметром 13. а с выхода пикового вольтметра 13 сигналы поступают на вход порогового элемента 10, который на выходе выдает пр моугольные импульсы, длительность которых соответствует длительности входного сигнала, по амплитуде превышающего порог срабатывани  порогового элемента 10. По переднему фронту импульсов с выхода порогового элемента 10 формировател  15 вырабатываютс  короткие импульсы, поступаю- ш.ие на счетный вход счетчика 16. Коммутатором 17 выбираетс  пор дковый номер входного сигнала, по которому определ етс  глубина соответствуюш,его отражающего эхо-сигнал преп тстви . По достижении содержимого в счетчике 16 числа, заданного коммутатором 17, на выходе последнего устанавливаетс  высокий потенциал, передним фронтом которого через элемент ИЛИ 3 триггер 4 обнул етс , элемент И 6 закрываетс , счетчик 7 фиксирует число импульсов генератора 1 эталонных импульсов между передним фронтом импульса на выходе источника 9 излучени  и передним фронтом отраженного импульса с заданным пор дковым номером, а через эле.монт задержки открываютс  элементы И 19 и содержимое счетчика 7 поступает на выхолы устройства и на информационные в.ходы блоков определени  ранжированного значени  параметра 20 и определени  нол  дисперсии параметра 22. В блоке 20 определени  ранжированного значени  11лр; мст- ра каждое из заданного 4iic;ia имиумьсои со скольжение.м во времени сообщение о состо нии счетчика 7 фиксируетс  в оперативной пам ти, упор дочиваетс  и уиор доченное значение через ЦАП 21 управл ет коэффициентом усилени  усилител  12 с уаравл емым коэффициентом усилени , этим достигаетс  оптимизаци  амплитуды сигнала с заданным пор дковым номером. В блоке 22 определени  границ пол  дисперсии параметра первое сообщение выводитс  на входы индикаторов 23 нижних значений параметра, если модуль меньше ранее зафиксированного значени , при- чем в индикаторах 23 нижних и 24 верхних значений параметра индицируетс  соответственно минимальное и максимальное значение модулей кодов с выходов группы элементов И 19, начина  с момента запуска устройства или с момента установки блока 22 определени  границ пол  дисперсии параметра в исходное состо ние.

Блок 22 определени  границ пол  дисперсии параметра каждое сообщение через элемент И 25 фиксирует в регистре 27 оперативной пам ти. С переходом регистра 27 оперативной пам ти в отличное от нулевого состо ние на выходе э.темента ИЛИ 28 устанавливаетс  высокий потенциал, которым через элемент HI: 29 группа элементов И 25 закрываетс , триггер 26 обнул етс , а через элемент 31 задержки опрашиваетс  состо ние мультиплексора 42, но до этого содержимое регистра 27 оперативной пам ти первоначально через эле- .менты И 34 и 35 фиксируетс  в регист- :рах пам ти нижних 38 и верхних 39 зна- чений параметра, содержимое регистра 27 оперативной пам ти сравниваетс  с со- :держимым регистров пам ти нижних 38 и верхних 39 значений параметра, а затем по импульсу с выхода элемента 31 задержки через мультиплексор 42, формиро- ватель 43 и элемент 44 задержки регистр 27 оперативной пам ти обнул етс , а группа элементов И 25 вновь открываетс . Очередное сообщение с информационных входов блока 22 определени  границ по- л  дисперсии параметра фиксируетс  регистром 27 оперативной пам ти, сравниваетс  схемой 40 сравнени  с ранее зафиксированным в регистре 38 пам ти нижнего значени  параметра содерх имым, а схемой 41 сравнени  - с ранее зафикси- рованным в регистре 39 пам ти верхнего значени  параметра содержимым. При содержимом регистра 27 оперативной пам ти меньшим содержимого регистра 38 пам ти нижнего значени  параметра через мультиплексор 42, элемент ИЛИ 32 и формиро- ватель 36 регистр 38 пам ти нижнего значени  параметра обнул етс , а через группу элементов И 34 содержимое регистра 27 оперативной пам ти фиксируетс  в регистре 38 пам ти нижнего значени  параметра . При содержимом регистра 27 оперативной пам ти большим содержимого регистра 39 пам ти верхнего значени  параметра через мультиплексор 42, элемент

ИЛИ 33 и формирователь 37 импульсов регистр 39 пам ти верхнего значени  параметра обнул етс , а через группу элементов И 35 содержимое регистра 27 оперативной пам ти фиксируетс  в регистре 39 пам ти верхнего значени  параметра.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает последовательную селекцию эхо-сигналов от заданного в пор дке глубины горизонта отражени , калибровку импульсов усилителем 12 с управл емым коэффициентом усилени  через блок 20 определени  ранжированного значени  параметра и ЦАП 21 и представление информации о дисперсии глубины залегани  заданного горизонта по профилю. Выходы устройства, св занные с выходами группы элементов И 19, могут использоватьс  дл  ввода информации на графопостроитель или в ЭВМ дл  дальнейшей обработки.

Claims (2)

1. Устройство дл  обнаружени  импульсных эхо-сигналов, отраженных от дна водоема , содержащее источник излучени , приемник акустического излучени , усилитель , соединенный входом с выходом приемника акустического излучени , пиковый вольтметр, соединенный входом с выходом усилител , первый пороговый элемент, цифроаналоговый преобразователь, генератор эталонных импульсов, первый и второй элементы задержки и первый формирователь импульсов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет селекции отраженных эхо-сигналов с заданным пор дковым номером и определени  границ пол  дисперсии глубины отражени  этих сигналов, в него введены делитель частоты, соединенный входом с выходом генератора эталонных импульсов , первый элемент ИЛИ, соединенный первым входом с выходом делител  частоты, а выходом - с входом первого элемента задержки, второй пороговый элемент , соединенный входом с выходом источника излучени , первый триггер, соединенный нулевым входом с выходом первого элемента ИЛИ, а единичным входом - с выходом второго порогового элемента, первый элемент И, соединенный первым входом с выходом генератора импульсов, а вторым входом - с единичным выходом триггера, первый счетчик импульсов, соединенный входом обнулени  с выходом первого элемента задержки, а счетным входом - с выходом первого элемента И, группа вторых элементов И, соединенных первыми входами поразр дно с выходами первого счетчика импульсов, а вторыми входами - с выходом второго элемента задержки , выходы группы вторых элементов И поразр дно соединены с цифровыми

выходами устройства, третий элемент задержки , соединенный входом с выходом делител  частоты, а выходом - с входом запуска источника излучений, второй счетчик импульсов, соединенный входом об- нулени  с выходом делител  частоты, а счетным входом - с выходом первого формировател  импульсов, вход которого через первый пороговый элемент соединен с выходом пикового вольтметра, коммутатор, соединенный входами поразр дно с выходами второго счетчика импульсов, а выходом - с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом второго элемента задержки, блок определени  ранжированного значени  параметра, соединенный входа- ми поразр дно с выходами группы вторых элементов И, а выходами - поразр дно с входами цифроаналогового преобразовател , блок определени  границ пол  дисперсии параметра, соединенный информационными входами поразр дно с выхода- ми группы вторых элементов И, индикатор нижних значений параметра, соединенный входами поразр дно с группой первых выходов блока определени  границ пол  дисперсии параметра, и индикатор верхних значений параметра, соединенный входами поразр дно с группой вторых выходов блока определени  границ пол  дисперсии параметра, причем усилитель электрических сигналов выполнен с управл емым коэффициентом усилени , вход управлени  которого соединен с выходом цифроаналогового преобразовател .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что его блок определени  границ пол  дисперсии параметра содержит группу третьих элементов И, первые входы кото- рых  вл ютс  информационными входами блока определени  границ пол  дисперсии параметра, второй триггер, соединенный единичным входом с входом установки в исходное состо ние блока, регистр оперативной

пам ти, соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы третьих элементов И, второй элемент ИЛИ, соединенный входами поразр дно с выходами регистра оперативной пам ти, первый элемент НЕ, соединенный входом с выходом второго элемента ИЛИ, а выходом - с вторыми входами группы третьих элементов И, второй формирователь импульсов , соединенный входом с выходом второго элемента ИЛИ, а выходом - с нулевым входом второго триггера, четвертый эле- мент задержки, соединенный входом с выходом второго формировател  импульсов, третий и четвертый элементы ИЛИ, соединенные первыми входами с единичным выходом второго триггера, группу четвертых элементов И, соединенных первыми входами

0 О

5

0

5 0 5

поразр дно с выходами регистра оперативной пам ти, а вторыми входами - с выходом третьего элемента ИЛИ, группу п тых элементов И, соединенных первыми входами поразр дно с выходами регистра оперативной пам ти, а вторыми входами - с выходом четвертого элемента ИЛИ, третий формирователь импульсов, соединенный входом с выходом третьего элемента ИЛИ, четвертый формирователь импульсов, соединенный входом с выходом четвертого элемента ИЛИ, регистр пам ти нижних значений , соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы четвертых элементов И, входом обнулени  - с выходом третьего формировател  импульсов, а его выходы  вл ютс  группой первых выходов блока определени  границ пол  дисперсии параметра, регистр пам ти верхних значений параметра, соединенный информационными входами поразр дно с выходами группы п тых элементов И, входом обнулени  - с выходом четвертого формировател  импульсов, а выходы  вл ютс  группой вторых выходов блока определени  границ пол  дисперсии параметра , первую схему сравнени , соединенную группой первых входов поразр дно с выходами регистра оперативной пам ти, а группой вторых входов - поразр дно с выходами регистра пам ти нижних значений параметра , вторую схему сравнени , соединенную группой первых входов поразр дно с выходами регистра оперативной пам ти, а группой вторых входов - поразр дно с выходами регистра пам ти верхних значений параметра, мультиплексор, соединенный первым входом с единичным выходом второго триггера, вторым входом - с выходом четвертого элемента задержки, третьим входом - с выходом вывода сигнала «Меньше первой схемы сравнени , четвертым входом - с выходом вывода сигнала «Равно первой схемы сравнени , п тым входом - с выходом вывода сигнала «Больше первой схемы сравнени , шестым входом - с выходом вывода сигнала «Меньше второй схемы сравнени , седьмым входом - с выходом вывода сигнала «Равно второй схемы сравнени , восьмым входом - с выходом вывода сигнала «Больше второй схемы сравнени , первым выходом - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а вторым выходом - с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, п тый формирователь импульсов, соединенный ВХОДОМ с третьим выходом мультиплексора , и п тый элемент задержки, соединенный входом с выходом п того формировател  импульсов, а выходом - с входом обнулени  регистра оперативной пам ти .