SU900236A1 - Аппаратура дл структурно-литологического картировани донных отложений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к геофизической аппаратуре, предназначенной дл  исследовани  донных отложений акустическими методами и может быть использовано при выполнении работ по геологическому картированию донных отложений на шельфе, при поисках и разведке россыпных месторождений полезных ископаемых и месторождений строительных материалов на акватории морей и водоемов, а также дл  сн ти  карты морского дна. Известно устройство которое содержит накопитель электрической энер гии, трехэлектродный электрогидравлический излучатель, приемное устройство , усилитель, блок фильтров, регистратор дискретного действи , дв аналоговых магнитофона и схему управ лени  In. Это устройство предназначено дл  решени  структурных задач на акватории и не может быть использовано дл  структурно-литологического картировани  донных отложений, так как не обеспечивает посто нство характеристик зондирующего импульса, не позвол ет использовать и выдел ть нор мальный к поверхности донных отложений акустический луч и не обеспечивает признакового представлени  харак теристик эхо-сигнала и регистрацию их на магнитную ленту в формате ЕС ЭВМ. Известна цифрова  геоакустимеска  станци , содержаща  источники упругих колебаний, косу сприемниками упругих колебаний, аналого-цифровой преобразователь, устройство обработки , устройство регистрации и устройство управлени  С21. Эта станци  не может быть использована дл  структурно-литологическо го картировани  донных отложений, так как не обеспечивает возможности использовани  и выделени  нормального акустического луча, имеет приемное устройство, которое случайным образом мен ет свои геометрические размеры, а, следовательно, и акустические характеристики, не позвол  ет получать и регистрировать акустическую информацию в признаковой форме. Также известна система дл  излучени  низкочастотных акустических колебаний, содержаща  параметрический нелинейный излучатель, устройст во приема акустических сигналов и устройство графической регистрации Эта система дает возможность стр тификации донных слоев и позвол ет обнаруживать и картировать трубопро воды на дне мор , но она не может быть использована дл  структурно-ли тологического картировани  донных о ложений, так как не позвол ет получать и регистрировать признаковое представление акустической информации , полученной при зондировании но мальным к поверхности донных отложе ний акустически лучом. Известное устройство дл  сн ти  карты морского дна содержит гидролокатор бокового обзора и блок реги рации результатов картировани  ) Однако известное устройство не может быть непосредственно использо вано дл  структурно-литологиОеского картировани  донных отложений, так как позвол ет картировать только по верхность дна, не обеспечива  возможности выделени  нормального к поверхности донных отложений акусти ческого луча, не дает возможности преобразовавыть акустическую информацию , поступающую по нормальному лучу, к признаковому виду и регист рировать ее на магнитной ленте, Цзль изобретени  - расширение функциональных возможностей устройс ва. Поставленна  цель достигаетс  тем, что аппаратура дл  структурнолитологического картировани  донных отложений, содержаща  гидролокатор бокового обзора и блок регистрации результатов картировани , дополнительно содержит высокочастотный эхолот , первый и второй таймеры, схему выделени  импульса запуска второго таймера, схему управлени  пределами цифровой регистрации, аналого-цифровой преобразователе, первое и второе оперативные запоминающие устройства (.ОЗУ) и микро-ЭВМ, а блок регистрации результатов картировани  выполнен в виде цифрового магнитного регистратора , при этом вход первого таймера соединен с первым выходом гидролокатора бокового обзора, а выходы первого таймера соединены с высокочастотным эхолотом и гидролокатором бокового обзора, выход высокочастотного эхолота соединен со схемой выделени  импульса запуска второго таймера, выход которой соединен со входом второго таймера, выход последнего соединен с первым входом схемы управлени  пределами цифровой регистрации , первый, второй и третий выходы которой соединены с управл ющими входами аналого-цифрового преобразовател , первого ОЗУ и микроЭВМ соответственно, второй выход гидролокатора бокового обзора соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого подключен к второму входу первого ОЗУ и второму входу микро-ЭВМ, выход первого ОЗУ соединен с информационным входом микро-ЭВМ, информационный выход которой соединен со входом второго ОЗУ, второй выход микроЭВМ соединен со вторым входом схемы управлени  пределами цифровой регистрации , выход второго ОЗУ соединен с цифровым магнитным регистратором. Аппаратура позвол ет выдел ть акустическую информацию, поступающую при зондировании по нормальному к поверхности донных отложений акустическому лучу, так как только на основе анализа признаковых характеристик акустической информации, поступающей по нормальному лучу можно с большой достоверностью определ ть литологический тип осадка, дает возможность вычисл ть признаковые характеристики в эхо-сигналах, отраженных от различных слоев донных отложений и регистрировать их на магнитной ленте в формате ЕС ЭВМ, причем на магнитной ленте формируетс  информаци , представл юща  собой признаковые характеристики не только дл  поверхности дна, но и дл  каждого стратифицируемого сло . Аппаратура обеспечивает непосредственную обработку зарегистрированной информации с использованием ЕС ЭВМ по алгоритмам определени  литологического типа выделенных слоев и алгоритмам построени  геологических разрезов и литологических карт развити  донных отражений по площади.

На фиг.1.представлена функциональна  схема аппаратуры струстурно-литологического картировани  донных отложений; на фиг,2 - временна  диаграмма работы аппаратуры в режиме записи признаковых характеристик во второе ОЗУ; на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства в режиме формировани  блока данных дл  записи на магнитную ленту,

Аппаратура состоит из первого таймера 1, соединенного с гидролокатором 2 бокового обзора и высокочастотным эхолотом 3, схемы выделени  импульса запуска второго таймера, соединенной с высокочастотным эхолотом 3 и вторым таймером 5, схемы управлени  пределами цифровой регистрации 6, соединенной со вторым таймером 5 аналого-цифровым преобразователем 7, первым ОЗУ 8, микро-ЭВМ 9, аналого-цифрового преобразовател  7, соединенного с гидролокатором бокового обзора 2, схемой упралени  пределами цифровой регистрации 6, первым ОЗУ 8, микро-ЭВМ 9, соединенной со вторым ОЗУ 10, первым ОЗУ 8, схемой управлени  пределами цифровой регистрации 6 и аналого-цифровым преобразователем 7, и цифрового магнитного регистратора 1I, соединенного с микро-ЭВМ 9 через ОЗУ 10.

Аппаратура работает следующим образом .

Claims (3)

1. По сигналам синхронизации 12 (фиг.2), поступающим от гидролокатора 2 бокового обзора, запускаетс  первый таймер 1, который вырабатывает временную последовательность импульсов 13 на которой формируетс  импульс запуска 1 высокочастотного эхолота 3 и импульс запуска 15 гидролокатора 2 бокового обзора, причем импульс запуска высокочастотного эхолота опережает на врем д импульс запуска гидролокатора бокового обзора . Благодар  этому обеспечиваетс  фиксированное запаздывание информации , поступающей от донных отложений при озвучивании их с помощью гидролокатора 2 бокового обзора по отношению к эхо-сигналу дно 16, принимаемому высокочастотным эхолото 3. Величина задержки эхосигнала гидролокатора 2 бокового обзора управл етс  первым таймером 1. По эхосигналу дно, поступившему от высокочастотного эхолота 3 схема выделени  импульса запуска второго таймера 17 формирует сигнал на запуск второго таймера 5. Второй таймер 5 вырабатывает последооательность импульсов 18, котора  поступает на схему управлени  пределами цифровой регистрации 6, с помощью которой формируютс  управл ющие сигналы и уровни, а также задаютс  необходимые пределы регистрации 19. По сигналу начало цифровой регистрации запускаетс  20 микро-ЭВМ 9 на выполнение подпрограммы определени  нормального акустического луча к поверхности донных отложений на совокупности всех лучей за один цикл обзора. Использование акустической информации, получаемой при зондировании нормальным лучом, позвол ет с большой достоверностью определ ть литологический тип осадка . Акустическа  информаци  21, поступающа  в процессе сканировани  акутического луча по озвучиваемой поверхности донных отложений от гидролокатора бокового обзора, поступает на аналого-цифровой преобразователь 7, который выполн ет преобразование поступившей информации е цифровой код в наперед заданных пределах регистрации. Микро-ЭВМ 9 по подпрограмме выделени  нормального луча осуществл ет управление приемом и размещением акустической информации в первое ОЗУ 8 через схему управлени  пределами цифровой регистрации 6 причем в первое ОЗУ 8 эоп11сываетс  информаци  по очередному акустическому лучу лишь в том случае, если предыдущее значен1;е времени д t дл  информации, записанной в ОЗУ, больше чем врем  дл  вновь регистрируемой информации по очередному акустическому лучу (д1 - врем  между моментом , определ емым началом цифровой регистрации и моментом прихода акустической информации при зондировании по очередному лучу). Таким образом, в течение одного цикла обзора в первом ОЗУ 8 размещаетс  акустическа  информаци , зарегистрированна  от донных отложений при зондировании нормальным акустическим лучом к их поверхности. По сигналу нормальный луч, который вырабатываетс  микроЭВМ 9 по очередному (зо нормальным) акустическому лучу, микро-ЭВМ 9 переходит на выполнение подпрбграммы выделени  в акустической информации эхо-сигналов, отраженных от границ раздела в исследуемом рлзрезе выполн етс  процедура структурного разделени  акустической информации. После выделени  очередной границы в донных осадках, микро-ЭВМ 9 производит вы числение признаковых характеристик в эхо-сигнале, возникающем на выделе ной границе раздела донных осадкрв. 8процессе работы микро-ЭВМ 9 по определению структурных границ и вычис лению признаковых характеристик в эхо-сигнале дл  этих границ из акустической информации, наход щейс  в первом ОЗУ 8, формируетс  информаци  следующего вида: врем  прихода эхо-сигнала от первого сло  и набор характеристик эхо-сигнала, отраженного от первого сло , врем  прихода эхо-сигнала от второго сло  и набор его характеристик и т.д., котора  размещаетс  во втором ОЗУ 10. Таким образом, за один цикл обзора во втором ОЗУ 10 размещаетс  информаци  о структурных границах в разрезе и информаци  о характеристике этих границ в виде набора признаковых характеристик эхо-сигнала, которые несут в себе информацию о литологии сло , дл  которого получен эхо-сигнал, причем информаци , размещаема  во втором ОЗУ, относитс  только к акустическим лучам,рнормаль ным к поверхности донных отложений. Второе ОЗУ 10 выполн ет накопление признаковой информации, полученной по серии зондирований нормальным лучом . После окончани  формировани  информационной зоны во втором ОЗУ 10 вырабатываетс  сигнал записи сфор мированного блока данных на магнитну ленту цифрового магнитного регистратора - заканчиваетс  цикл работы уст ройства. В качестве признаковых характерис тик, вычисл емых с помощью микро-ЭВМ 9в эхо-сигнале, могут быть прин ты следующие: амплитудное значение эхосигнала , ширина эхо-сигнала, коэффициенты формы передней части эхосигнала , коэффициенты формы задней части эхо-сигнала, интегральные характеристики эхо-сигнала, фазо-часто ные характеристики. Использование аппаратуры позвол е получать и регистрировать только ту информацию, котора  ог редел ет струк турные и литологические свойства раз реза, дает возможность непосредствен ной обработки зарегистрированной информации на ЭВМ по алгоритмам и прог 9 8 раммам структурно-литологического разделени  донных отложений, построени  геологических разрезов и карт развити  литологических типов донных осадков . Аппаратура обеспечивает максимально возможное уплотнение записи акустической информации, получаемой в процессе акустических исследований по структурно-литологическому разделению донных отложений. Формула изобретени  Аппаратура дл  структурно-литологического картировани  донных отложений , содержаща  гидролокатор бокового обзора и блок регистрации результатов картировани , отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , она дополнительно содержит высокочастотный эхолот, первый и второй таймеры, схему выделени  импульса запуска второго таймера, схему управлени  пределами цифровой регистрации , аналого-цифровой преобразователь , первое и второе оперативные запоминающие устройства и микро-ЭВМ, а блок регистрации результатов картировани  выполнен в виде цифрового магнитного регистратора, при этом вход первого таймера соединен с первым выходом гидролокатора бокового обзора, а выходы первого таймера соединены с высокочастотным эхолотом и гидролокатором бокового обзора, выход высокочастотного эхолота соединен со схемой выделени  импульса запуска второго таймера, выход которой соединен со входом второго таймера, выход второго таймера соединен с первым входом схемы управлени  пределами цифровой регистрации, первый, второй и третий выходы которой соединены с управл ющими входами aнa oгo-цифpoвого преобразовател , первого оперативного запоминающего устройства и микро-ЭВМ соответственно, второй выход гидролокатора бокового обзора соединен со вторым входом аналогоцифрового преобразовател , вылэд которого подключен к второму входу первого оперативного запоминающего устройства и второму входу микро-ЭВМ, выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с информационным входом микро-ЭВМ, информацион900 ный выход которой соединен со входом второго оперативного запоминающего устройстваV второй выход микро-ЭВМ соединен со вторым входом схемы управлени  пределами цифровой регистрации , выход второго оперативного запо инаю1дего устройства соединен с цифровым магнитным регистратором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 10 1, Техническор описание аппаратуры Аквамарин. Завод Геоприбор WIO Союзгеотехника, 1976.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 559204, кл. G 01 V 1/22, Э7.
3. 3. Патент США Vf 3786405, кл. R, опублик. 197. Ц. Патент США № 3978 4+, кл. F, опублик. 1976.

   11

   фиг.1

   К

   It

   Ml

   IS 9 П

   VJH

   Д

   a /I