SU1453348A1 - Устройство дл запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике возбуждени  сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмологии , а именно к системам управлени  импульсными источниками сейсмических колебаний. Цель - повьппение то 1нос- ти синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе. При помощи блока формировани  отметок момента образовани  сейсмических колебаний след т за срабатыванием каждого источника, ра- ботающего в группе, а при помощи арифметико-логического блока осуществл етс  вычисление поправок и коррекци  времени задержки срабатывани  каждого источника. 2  .п. ф-лы, 3 ил. (Л

Description

4 СЛ

00

ас

10

15

20

V1453348

Изобретение относитс  к технике возбуждени  сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмологии, а именно к системам управлени  импульс ными источниками сейсмических колебаний .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  запуска импульсных невзрьшных источников сейсмических колебаний; на фиг, 2 .- структурна  схема арифметико-логического . блока; на фиг. 3 - структурна  схема формировател  управл ющих сигналов/ Устройство дл  запуска импульсных невзрьюных источников сейсмических колебаний (фиг. 1) содержит генератор 1 опорных импульсов, электронный ключ 2, счетчик 3 импульсов, триггер .4, блок 5 усилителей-формирователей , блок 6  чеек запуска, блок 7 опроса, блок 8 формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний, элемент ИЛИ 9, формирователь . 10 управл ющих сигналов, арифметико-логический блок 11, кодовый датчик 12 и блок 13 пам ти.

Арифметико-логический блок 11 (фиг. 2) содержит первый коммутатор 14, состо щий из элементов 2И-ИЛИ 15-18, второй коммутатор 19, состо ий из элементов 4И-Ш1И 20-23, арифетико-логический элемент 24, первый егистр 25, состо щий из триггеров 6-29, второй регистр 30, состо щий з триггеров 31-35, элементы И 36- 8 и элементы ИЛИ .39 и 40.

Формирователь 10 управл ющих сигалов (фиг. 3) содержит одновибра- оры 41-44 и элемент И 45.

Блое 5 усилителей-формирователей одержит m идентичных каналов, где - ЧИСЛО источников, работающих в руппе. Каждый канал состоит из поседовательно соединенных двухвходо- ого элемента И, одновибратора, фор ирующего импульс заданной длительости , -И усилител , создающего сигдв да то вх мо ко ли ка че ны

ме ле ра ле се ми ма но на 25 л 

30

35

40

45

50

ал, достаточный дл  включени  тиистора  чейки запуска блока 6.

Блок 6  чеек запуска состоит из тиристорных  чеек запуска исполительных механизмов источников.

Блок 7 опроса  вл етс  общеизестным , устройством, состо щим из

55

си ви И, пер бло в м сей вхо так Дли рав Фор

про или

бой рой

вып

нев кол зом

уст ни  ман навл то  нуле с пе ных чере

10

15

20

двоичного счетчика импульсов, дешифратора и инвертора. Разр дные выходы двоичного счетчика импульсов блока 7 опроса подключены к адресным входам блока 13 пам ти. Выходы дешифра- тора блока 7 опроса подключены к входам блока 8 формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний и первым входом блока усилителей-формирователей . Вход счетчика импульсов блока 7 опроса подключен к второму выходу генератора опорных импульсов.

Блок 8 формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний содержит m независимых (параллельных ) идентичных формирователей отметок моментов образовани  сейсмических колебаний. Каждый формирователь состоит из сейсмоприемника малой чувствительности, установленного на опорной плите источника или на грунте вблизи источника, усилите- 25 л , диодного моста дл  выпр млени 

30

35

40

45

50

5

сигналов ключа на транзисторе, одно- вибратора и двухвходового элемента И, соединенных последовательно. На первый вход логического элемента И блока 8 подаетс  сигнал одновибратора в момент срабатывани  источников сейсмических колебаний, а на второй вход элемента И подаетс  сигнал с тактового выхода блока 7 опроса. Длительность импульса.одновибратора равна времени опроса блоком 7 всех Формирователей блока 8.

Кодовый датчик 12 выполнен на программных переключател х типа ПП-8 или ПП-Ю.

Блок 13 пам ти представл ет собой оперативное запоминающее устройство .

Арифметико-логический элемент 24 выполнен на микросхемах К155 НПЗ.

Устройство дл  запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний работает следующим образом .

Источники сейсмических колебаний устанавливаютс  в пункте возбуждени . От сейсмостанции поступает командный импульс (КИ),который устанавливает триггер 4 в единичное состо ние , а счетчик 3 импульсов - в нулевое состо ние. С этого момента с первого выхода генератора 1 опорных импульсов поступают импульсы через электронный ключ 2 на тактовый

вход счетчика 3 импульсов, поскольк от триггера 4 на управл ющий вход электронного ключа 2 подан сигнал разрешени  включени . Счетчиком 3 импульсов подсчитываютс  поступающи импульсы от генератора 1 опорных импульсов. Код с разр дньк выходов счетчика 3 импульсов подаетс  на вторые входы элементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора 14 арифметико-логического блока 11. В момент начала каждого положительного импульса с второго выхода генератора 1 опорных импульсов одновибратор 41 формировател  10 управл ющих сигналов вьщает более короткий импульс, который поступает на. первые входы элементов 4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, на второй вход элемента И 36 и на первый вход элемента ИЛИ 39 арифметико-логического блока 11.

Во врем  поступлени  импульса с выхода одновибратора 41 формировател  10 управл ющих сигналов через элемент ИЛИ 39 на первые входы элементов 2И-Ш1И 15-18 коммутатора 14, информацию с выходов счетчика 3 импульсов через вторые входы элементов 2И-ШШ 15-18 коммутатора 14 передаетс  на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Во врем  поступлени  импульса с выхода одновибратора 41 формировател  10 управл ющих сигналов на первые входы элементов 4И-Ш1И 20-23 коммутатора 19 информаци  с выходов блока 13 пам ти поступает через вторые входы элементов 4И-ШШ 20-23 коммутатора 19 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Поскольку частота опорных импульсов на втором выходе генератора 1 превышает частоту опорных импульсов на первом выходе не менее чем в m раз, где m - число источников сейсмических колебаний , работающих в группе, то блоком 7 опроса будет произведен опрос всех m  чеек пам ти блока 13 за один пе1

риод импульсов, поступающих с первого вькода генератора 1 опорных импульсов на тактовый вход счетчика 3 импульсов. Поэтому арифметико- логический элемент 24 за один период импульсов на первом вы--, ходе генератора 1 производит сравнение содержимого счетчика 3 импульсов и всех m  чеек пам ти блока

е и1453348

13 и при равенстве данных кодов чисел арифметико-логический элемент 24 выдает на выходе сравнени  Е сигнал g высокого уровн , поступающий на первый вход элемента И 36 дл  разрешени  поступлени  импульса одновибратора 41 формировател  10 управл ющих сигналов на выход сравнени  арифме- 10 тико-логического блока 11. Импульсы с выхода сравнени  арифметико-логического блока 11 поступают на вторые входы блока 5 усилителей-формирователей .

15 Однако срабатывает только тот усилитель-формирователь блока 5, на пер- вьй вход которого в это же врем  поступает тактовый импульс с блока 7 опроса. Сигнал с выхода сработавшего 20 усилител -формировател  блока 5 поступает на соответствуюш -ю  чейку запуска блока 6 дл  включени  источника сейсмических колебаний. Таким образом, в моменты равенства кодов 25 чисел, содержащихс  в счетчике 3 импульсов , и кодов чисел, записанных в m  чейках блока 13 пам ти на выходе сравнени  арифметико-логического блока 11, выдаютс  гс-шульсы разрешени  30 включени  тех уснхгителей-формирова- телей блока 5, на первые входы которых в это же врем  поступают тактовые импульсы блока 7 опроса. Поэтому после поступлени  КИ с сейсмостанции 35 будут включены все  чейки запуска блока 6, что приводит к срабатыванию в заданное врем  всех источников сейсмических колебаний, работающих в группе. Так как врем  срабатывани  40 каждого источника сейсмических колебаний из-за естественного разброса параметров различно, то дл  получени  одинакового времени срабатывани  всех источников, заданного кодо- 45 вым датчиком 12, необходимо запускать источники с соответствующими задержками. Дл  этого с помощью счетчика 3 импульсов, блока 7 опроса, блока 8 формирователей отметок моментов образовани  сейсмических колебаний , элемента ИЛИ 9, формировател  10 управл ющихсигналов, ариф- v метико-логического блока 11 и кодового датчика 12 определ етс  рассогла- g сование заданного кодовым датчиком 12 времени срабатьшани  и фактического времени срабатывани  каждого источника сейсмических колебаний и производитс  соответствующа  коррек0

ци  моментов запуска источников. Така  коррекци  времени задержки срабатывани  источников осуществл етс  следующим образом.

В момент срабатывани  источника сейсмических колебаний, работающего в группе, блоком 8 в соответствующем канале формируетс  иМпулье, разрешающий прохождение тактового импульса с соответствующего выхода блока 7 опроса на один из входов элемента ИЛИ 9. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 поступает на второй вход элемента И 45 формировател  10, что обеспечивает прохождение через элемент И 45 импульса одновибратора 41 на вход одновибратора 42, В результате срабатывают последовательно одно- вибраторы 42-44 формировател  10 управл ющих сигналов. Следовательно, за врем  одновременного существовани положительного импульса на втором выходе генератора 1 опорных импульсов и импульса на выходе элемента ИЛИ 9 будут выданы последовательно импульсы на выходах одновибраторов 42-44, Поскольку импульс с одновибратора 42 формировател  10 поступает через элемент ИЛИ 39 на первые входы ..лементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутаторов 14, то информаци  со счетчика 3 импульсов через коммутатор 14 поступает во врем  этого импульса на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24, Одновременно импульс с одновибратора 42 поступает на третьи входы элементов 4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, что позвол ет передать в это же врем  информацию кодового датчика 12 через коммутатор 19 на вторую группу -информационных входов арифметико-логического элемента 24, Кроме того, импульс одновибратора 42 проходит чере элемент ИЛИ 40-на управл ющие входы арифметико-логического элемента 24, в это же врем  на его управл ющие входы сигнал с выхода элемента И 38 будет выдаватьс  низким уровнем. Таким образом- на управл ю1цие входы арифметико-логического элемента 24 будет подан код 0110, задающий выполнение операции вычитани  А-В, где А - код числа счетчика 3 импульсов , В г код числа, заданного кодовым датчиком 12, На информационных вы- . ходах арифметико-логического элемента 24 при-А В будет получен резуль1453348

0

тат в пр мом коде, а при А - Б результат будет в дополнительном коде. Определение в каком коде получен результат производитс  по сигналу с выхода переноса арифметико-логического элемента 24, при этом сигнал логического нул  соответствует пр мому коду результата вычислени , а сигнал логической единицы соответствует дополнительному коду результата вычислений. Результат вычислени  с информационных выходов арифметико- логического -элемента 24 подаетс  на

5 информационные входы D-триггеров 31- 34 регистра 30 и D-триггеров 26-29 регистра 25, а информаци  с выхода переноса арифметико-логического элемента 24 поступает на информационный

0 вход D-триггера 35 регистра 30, Поскольку на тактовые входы D-триггеров 31-35 регистра 30 поступает импульс одновибратора 42 формировател  10, то информаци  результата вычислени 

5 будет записана в регистр 30 по заднему фронту импульса одновибратора 42 формировател  10,

В зависимости от состо ни  D-триг- гера 35 регистра 30 арифметико-логическим элементом 24 во врем  импульса одновибратора 43 формировател  10 будет выполнена операци  А - - ЛА, где А - код числа, считанный с соответствующей  чейки: блока 13 пам ти; A - код числа, записанный в D-триггерах 31-34 регистра 30, если D-триггер 35 регистра 30 на-- ходитс  в нулевом состо нии если же D-триггер 35 регистра 30 находитс  в единичном состо нии, то арифметико-логическим элементом 24 будет выполнена операци  А -f дА, Выполнение таких операций арифметико-логическим элементом 24 обеспечиваетс  подачей на его управл ющие входы в первом случае кода 0110, а во втором случае - кода 1001,

Данные операции осуществл ютс  следующим образом,. Импульс с одновибратора 43 формировател  10.поступает на третьи входы элементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора 14, а поэтому во врем  существовани  этого импульса информаци  соответствующей  чейки блока 13 пам ти поступает на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24 через коммутатор 14, Одновременно, если D-триггер 35 регистра 30 находитс 

0

5

0

5

0

5

в единичном состо нии, то импульс одновибратора 43 формировател  10 проходит через элемент И 38 и поступает на седьмые входы элементов 4И-ИЛИ 20-23 KOMNfyTaTopa 19, что обеспечивает прохождение кода с инверсных выходов D-триггеров 31-34 регистра 30 на вторую группу информационных , входов арифметико-логического элемента 24. Так как при этом импульс с выхода элемента И 38 поступает на управл ющие входы арифметико-логического элемента 24, то на его управл ющих входах образуетс  код 1001, обеспечивакщий выполнение элементом 24 операции А + ДА. Использование информации с инверсных выходов D-триггеров 31-34 регистра

14533488

Таким образом производитс  коррекци  времени запуска остальных источников сейсмических колебаний, ра- g ботающих в группе. Врем  задержки запуска источников сейсмических колебаний записьшаетс  в регистр 25 и блок 13 пам ти в пр мом коде.

Возбуждение импульсных последова- 10 тельноетей на пункте возбуждени  профил  начинаетс  после подготовительного этапа, во врем  которого при поступлении командного импульса от сей смостанции производитс  воз- 15 буждение источниками единичных импульсов (1-2 импульса), необходимых дл  уплотнени  грунта. При этом в блоке 13 пам ти будут записаны задержки запуска источников сейсмичес :::::::: :TZ::: .. т.: - -- ---

Claims (2)

1. Устройство дл  запуска импульс- 25 ных невзрывных источников сейсмических колебаний, содержащее генератор опорных импульсов, электронньй ключ и счетчик импульсов, соединенные последовательно , блок  чеек запуска, 30 блок усилителей-формирователей, выходы которого соединены с входами блока  чеек запуска, выходы которого соединены с выходами устройства, блок пам ти, элемент ИЛИ, триггер, g блок формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний и блок опроса, первые выходы которого св заны с входами блока формировани  отметок моментов образовани  4Q сейсмических колебаний и первыми входами усилителей-формирователей, адресные входы блока пам ти соединены с вторыми входами блока опроса, вход которого св зан с вторым выходом g генератора опорных импульсов, выходы блока формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний соединены с входами элемента ИЛИ, а управл ющий вход электронного ключа др подключен к выходу триггера, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе, в него дополни- gg тельно введены арифметико-логический блок, кодовый датчик и формирователь управл ющих сигналов, управл ющие входы арифметико-логического блока подключены к соответствукицим выходам

4533488

Таким образом производитс  коррекци  времени запуска остальных источников сейсмических колебаний, ра- g ботающих в группе. Врем  задержки запуска источников сейсмических колебаний записьшаетс  в регистр 25 и блок 13 пам ти в пр мом коде.

Возбуждение импульсных последова- 10 тельноетей на пункте возбуждени  профил  начинаетс  после подготовительного этапа, во врем  которого при поступлении командного импульса от сей смостанции производитс  воз- 15 буждение источниками единичных импульсов (1-2 импульса), необходимых дл  уплотнени  грунта. При этом в блоке 13 пам ти будут записаны задержки запуска источников сейсмичес- -- ---

1. Устройство дл  запуска импульс- 25 ных невзрывных источников сейсмических колебаний, содержащее генератор опорных импульсов, электронньй ключ и счетчик импульсов, соединенные последовательно , блок  чеек запуска, 30 блок усилителей-формирователей, выходы которого соединены с входами блока  чеек запуска, выходы которого соединены с выходами устройства, блок пам ти, элемент ИЛИ, триггер, g блок формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний и блок опроса, первые выходы которого св заны с входами блока формировани  отметок моментов образовани  4Q сейсмических колебаний и первыми входами усилителей-формирователей, адресные входы блока пам ти соединены с вторыми входами блока опроса, вход которого св зан с вторым выходом g генератора опорных импульсов, выходы блока формировани  отметок моментов образовани  сейсмических колебаний соединены с входами элемента ИЛИ, а управл ющий вход электронного ключа р подключен к выходу триггера, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе, в него дополни- g тельно введены арифметико-логический блок, кодовый датчик и формирователь управл ющих сигналов, управл ющие входы арифметико-логического блока подключены к соответствукицим выходам

формировател  управл ющих сигналов, первый вход которого подключен к входу блока опроса, информационные входы арифметико-логического блока св заны с информационными выходами счетчика импульсов, блока пам ти и кодового датчика, дополнительньй выход счетчика импульсов св зан с входом установки в нулевое состо ние триггера, вход установки в О счетчика импульсов и вход установки в единичное состо ние триггера св зан с входом устройства, вход разрешени  записи информации блока пам ти св - зан с разрешающим выходом формировател  управл ющих сигналов, выход элемента ИЛИ св зан с вторым входом формировател  управл ющих сигналов, информационные выходы арифметико-логического блока св заны с информационными входами блока пам ти, а выход сравнени  арифметико-логического блока соединен с вторыми входами блока усилителей-формирователей.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что арифметико-логический блок содержит первый коммутатор, состо щий из п элементов 2И-ИЛИ, где п - число информационных выходов арифметико-логического блока , второй коммутатор, состо щий из п элементов 4И-ИЛИ, арифметико-логический элемент, первый регистр, состо щий из п триггеров, второй регист состо щий из п + 1 триггеров, три элемента И и два элемента ИЛИ, причем перва  группа информационных входов арифметико-логического элемента подключена к выходам п элементов 2И-ИЛЙ первого коммутатора, втора  группа информационньпс входов арифметико-логического элемента подключена к выходам п элементов 4И-ШШ второго коммутатора, информационные выходы арифметико-логического элемента подключены к информационным входам п триггеров первого и второго регистров , выход сравнени  арифметико-логического элемента соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого и первые входы п элементов АИ-ИПИ второго коммутатора и первого элемента ИЖ подключены к первому управл кицему входу арифметико-логического блока, вторые входы п элементов АИ-ИЛИ второго коммутатора и четвертые входы п элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора соединены

0

соответственно с первой группой информационных входов арифметико-логического блока, тактовые входы п + 1 триггеров второго регистра, третьи входы п элементов 4И-ИЛИ второго ком-, мутатора и вторые входы первого и второго элементов ИЛИ подключены к второму управл ющеи входу арифметико-логического блока, четвертые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к второй группе информационных входов арифметико-логического блока, первые

5 входы п элементов 2И-ИЛИ первого

коммутатора подключены к выходу первого элемента ИЛИ, вторые входь п элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора подключены соответственно к третьей группе информационных входов арифметико-логического блока, третьи входы п элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора, первые входы второго и третьего элементов И и .тактовые вхо5 ды п триггеров первого регистра подключены к третьему управл кщему вхо- ду арифметико-логического блока, п тые входы п элементов 4И-Ш1И второ- го коммутатора,и первый вход второго

Q элемента ИЛИ подключены к выходу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ св зан с вторьп и третьим управл ющими входами арифметико-логического элемента, шестые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к пр мым выходам п триггеров второго регистра, седьмые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора, первый и четвертый управл ющие входы арифметико-логического элемента подключены к выходу третьего элемента И, восьмые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к инверсным выходам п триггеров второго регистра, информационный вход (п + 1)-го триггера второго регистра подключен к выходу переноса арифметико-логического элемента, пр мой выход (п + 1)-го триггера второго регистра подключен к второму входу третьего элемента И, инверсный выход (п + 1)-го триггера второго регистра подключен к второму входу второго элемента И, выходы п триггеров первого регистра подключены соответственно к группе информационных выходов арифметико-логического блока , а выход первого элемента И под5

0

5

0

5

11

ключей к выходу сравнени  арифметико-логического блока.

и 2, о т - а, что фор3 . Устройство по пп. 1 личающеес  тем мирователь управл ющих сигналов содержит четыре одновибратора и элемен И, причем вход первого одновибратора подключен к первому входу формировател , выход первого одновибратора св зан с первым входом элемента И,

1453348

12

второй вход которого подключен к второму входу формировател , выход элемента И соединен с входом последовательно соединенных второго, третьего и четвертого одновибраторов, при этом выходы первого, второго и третьего одновибраторов подключены к соответ- ствукнцим выходам формировател , а четвертого одновибратора:подключен к разрешатацему выходу формирова-+- тел .

t

ю

ч

-

фие.1

fn

1-

ffj

ч