SU949588A1 - Устройство регистрации сейсмоакустической системы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к геофизической аппаратуре, предназначенной дл  изучени  донных отложений акустическими методами и может быть использовано дл  регистрации результатов исследований методом переменной плотности и методом переменной ишрины на бумажной ленте регистратора при выполнении работ по геологическому и инженерно-гидрогеологическому кар- тированию донных отложений, при поисках россыпных месторождений полезных ископаемых, при поисках месторождений строительных материалов.

Известен экспресс-регистратор дискретного действи  устройства Горизонт , который содержит общий секционный подвижный электрод,1024 неподвижных электрода, усилитель, комму таторы аналогового сигнала, схему временной развертки 13Это устройство обеспечивает регис трацию сигналов методом переменной плотности при решении структурных задач на акватории и не может Силтъ эффективно использовано дл  решени  задач геологического картировани , так как не обеспечивает возможности регистрации признаковых характеристик эхо-сигналов методом, переменной ширины и методом переменной плотности, не обеспечивает возможности детаьпизадии выбранного интервала регистрации , не обеспечивает возможности использовани  быстръ1х разверток, имеет сложные механическую систему и систему коммутации.

Известен сейсмоакустический регистратор , который содержит бесконе10 сную ленту с установленным на ней пером, понижакхф1й редуктор, двигатель со стабилизатором частоты и предназначен дл  регистрёщии эхо-сигнгилов методом переменной плотности при по15 исках , россыпных месторождений полезных ископаемых, при решении задач ;геологического картировани  на акватории .21.

Однако известное устройство не

20 может быть эффективно использовано дл  решени  этого круга зсшач, так как не обеспечивает возможности регистрации признаковых характеристик эхо-сигнала-методом переменной шири25 ны и методом переменной плотности, ; не обеспечивает возможности детализации выбранного интервала регистраUHtf , имеет ограничение по скорости развертки, снабжено механической си30 стемой изменени  диапазона записи. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  ус тройство регистрации эхолотйой системы , содержащее приемоизлучающую акустическую систему, первое и второе оперативные запо1иинающие устрой ства, схему преобразовани  и размещени  информации в первом оперативн запоминающем устройстве, преобразователь код-напр жение и регистратор при этом вход приемоиэлучающей акус тической системы соединен с выходом регистратора, а выход соединен со входом схемы преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, пер вый выход которой соединен со входо первого оперативного запоминающего устройства, выход второго оперативного запоминающего устройства соеди нен со входом преобразовател  коднапр жение , выход последнего соедин со входом регистратора. Это устройство позвол ет в каждом цикле зондировани  производить одновременный прием в одно оперативное запоминающее устройство и выдачу на регистра цию акустической информации из другого оперативного запоминающего уст ройства, обеспечивает возможность вывода информации из.оперативного запоминающего устройства в произвольном темпе вывода ГЗ . Однако известное устройство не может быть непосредственно использовано дл  регистрации акустической информации, поступающей при решении задач геологического картировани  донных осадков, так как оно не обеспечивает возможности регистрации признаковых 1 арактеристик эхо-сигналов методом переменной ширины и методом переменной плотности и детализации выбранного интервала регистрации. Цель изобретени  - расширение фу кциональных возможностей устройства Поставленна  цель достигаетс  тем, что известное устройство регис трации сейсмоакустической системы, содержащее приемоизлучающую акустическую систему, первое и второе опе ративные запоминающие устройства, схему преобразовани  и размещени  и формации в первом оперативном запоминающем устройстве, преобразовател код-напр жение и регистратор, при этом вход приемоизлучающей акустической системы соединен с выходом регистратора, а выход соединен со входом схемы преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, пер вый выход которой соединен со входо первого оперативного запоминающего устройства, выход второго оперативного запоминающего устройства соеди нен со входом преобразовател  коднапр жение , выход последнего соединен со входом регистратора, дополнительно содержит схему занесени  кода масштаба эхограммы и кода упреждени , схему управлени  выводом из второго оперативного запоминающего устройства, регистр упреждени ,микроЭВМ и таймер, при этом первый вход микро-ЭВМ соединен с выходом первого оперативного запоминающего устройства , второй вход микро-ЭВМ соединен со вторым выходом схемы преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, третий вход микро-ЭВМ соединен с первым выходом схемы занесени  кода масштаба эхограммы и кода упреждени , первый и второй выходы микро-ЭВМ соединены с информационным входом В.ТОРОГО оперативного запоминающего устройства и с регистром упреждени  соответственно, второй выход схемы занесени  кода масштаба эхограммы и кода упреждени  соединен с первым входом схемы управлени  выводом из второго оперативного запоминающего устройства, второй и третий входы которой соединены соответственно с выходом регистра упреждени  и выходом таймера, а выход соединен с управл ющим входом второго оперативного запоминающего устройства, вход таймера соединен с выходом регистратора. Такое устройство позвол ет записывать эхограмму в любом масштабе, обеспечивает возможность создани  быстрых временных разверток, позвол ет детализировать выбранный интервал регистрации, обеспечивает регистрацию признаковых характеристик эхо.-сигнала методом переменной ширины и методом переменной плотности, имеет простую механическую регистрирующую систему. Устройство позвол ет значительно повысить информативность эхограммы, что увеличивает достовернос .ть результатов предварительной интерпретации при. выполнении работ по геологическому картированию донных отложений. На фиг.1 показана функциональна  схема устройства регистрации сейсмоакустической системы; на фиг.2 временна  диаграмма работы устройства дл  случа , когда величина выбранного кода упреждени  меньше длительности времени регистрации водного сло ; на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства дл  случа , когда величина выбранного кода упреждени  больше длительности времени регистрации водного сло . Устройство состоит из приемоизлучающей акустической системы 1, выход которой соединен со входом схемы 2 преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, а вход соединен со входом таймера 3 и с выходом регистратора 4 первого оперативного запоминающего устройства 5, вход которого соединен с первым выходом схемы преобразовани  и размещени  информации 2 в первом оперативном запоминающем устройстве, а выход сое динен с первым входом микро-ЭВМ, вто рой и третий входы которой соединены соответственно со вторым выходом схемыпреобразовани  и размещени  ин формации 2 в первом оперативном запо минающем устройстве и с первым выходом схемы занесени  кода масштаба эхограммы и кода 7 упреждени , а первый и второй выходы микро-ЭВМ 6 соединены соответственно с информационным входом второго оперативного запоминающего устройства В и входом регистра 9 упреждени , схемы 10 управлени  выводом из второго оператив ного запоминающего устройства, первый , второй и третий входы которой соединены соответственно совторым выходом схемы занесени  кода масштаба эхограммы и кода 7 упреждени , с выходом регистра 9 упреждени  и вы ходом таймера 3, а выход схемы управ лени  выводом 10 из второго оператив ного запоминающего устройства соединен с управл ющим входом второго one ративного запоминающего устройства 8 выход которого Соединен со входом преобразовател  11 код-напр жение, выход которого соединен со входом ре гистратора 4. На фиг.2 приведена временна  диаграмма работы устройства дл  случа , когда величина выбранного кода упреж дени  меньше длительности времени pe гистрации водного сло , где сигналы 12 синхронизации работы устройства, временной интервал 13, соответствующий по длительности времени приема, преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающе устройстве, сигнал 14 передачи кода масштаба эхограммы и кода упреждени  в микро-ЭВМ, сигнал 15 Пуск микро-ЭВМ , временной интервал .16, определ ющий вычисление упреждени  и передачу его в регистр 9 упреждени , интервал 17 времени, определ ющий формирование массива вывода во втором оперативном запоминающем устройстве 8, временна  последовательность сигналов 18 таймера 3, сиг налы 19, управл ющие выводом информации из второго оперативного запоми нающего устройства 8. На фиг.З приведена временна  диаграмма работы устройства дл  случа , когда величина выбранного кода упреждени  больше длительности времени регистрации водного сло , где сигнал 20 передачи начального адреса вывода второго оперативного запоминающего устройства 8. Устройство работает следующим образом . По сигналам 12 синхронизации, поступающим с выхода регистратора 4, по соответствующим входам запускаютс  таймер 3 и приемоизлучающа  акустическа  система 1 на очередной цикл зондировани . Эхо-сигналы, поступающие от донных отложений, принимаютс  приемоизлучающей системой 1 и с ее выхода поступают на вход схемы 2 пре- образовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, котора  в течение временного интервала 13 управл ет пределами регистрации последовательности эхосигналов , определ ет значение глубины по воде, преобразует эхо-сигналы в последовательность цифровых выборок и передает получаемую информацию с первого, выхода на вход первого оперативного запоминающего устройства 5. По сигналу 14 передачи, совпадающим i по времени с началом временного интервала 13, информаци  о коде масштаба эхограммы и коде упреждени  передаетс  с первого выхода схемы занесени  кода масштаба эхограммы и кода упреждени  на третий вход микро-ЭВМ 6. Код масштаба эхограммы определ ет вертикальный масштаб эхограммы, а код упреждени  определ ет врем  выбранной задержки развертки эхограммы . По сигналу 15, который совпадает по времени с концом временного интервала 13 и поступает с второго выхода схемы преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве 5 на второй вход микро-ЭВМ 6, запускаетс  микро-ЭВМ 6 на выполнение операций вычислени  упреждени , вычислени  признаковых характеристик . эхо-сигнала и формировани  массива вывода информации во втором оперативном запоминающем устройстве 8. Подпрограмма вычислени  упреждени  на основании глубины по воде, кода упреждени  и кода масштаба эхограммы определ ет знак упреждени  и в зависимости от знака упреждени  определ ет либо величину времени задержки вывода информации из второго оперативного запоминающего устройства 8 (при положительном знаке упреждени ) относительно начала развертки эхограммы, либо адрес во втором оперативном запоминающем устройстве 8, с которого необходимо начать вывод (при отрицательном знаке упреждени ) . Положитель ный знак упреждени  формируетс  в том случае, когда код упреждени  меньше глубины по воде, а отрицательный знак формируетс , когда код упреждени  превышает глубину по воде. В течение временного интервала 16

упреждени  передаетс  со второго вывода микро-ЭВМ 6 на вход регистра. 9 упреждени . В течение интервала 17 времени микро-ЭВМ 6 вычисл ет признаковые характеристики эхо-сигналов, записанных в первом оперативном запоминающем устройстве 5 и формирует массив вывода во втором оперативном запоминающем устройстве 8, при этом информаци  поступает с первого выхода микро-ЭВМ 6 на информационный вход второго оперативного запоминающего устройства 8. В к.ачестве признаковых характеристик эхо-сигнала могут быть использованы как структурные особенности эхо-сигнала (максимальное значение огибающей, коэффициенты формы, ширина эхо-сигнала), так и спектральные. Кроме того, в течение интервала 17 времени могут быть вычислены такие характеристики разреза, как скорости в осадках (например , с использованием многоканальных приемоизлучающих акустических систем) и характеристики затухани , которые также могут формировать массив информации, поступающей на выход, формирование массива вывода во втором оперативном запоминающем устройстве 8 определ етс  выбранным режимом регистрации. Устройство обеспечивает возможность вывода информации на регистратор 4 в следующих режимах: записи эхограммы методом переменной плотности, записи признаковых характеристик эхо-сигнала методом переменной плотности, при этом структурные границы в разрезе имеют одинаковую ширину, но различную интенсивность записи, и в режиме записи признаковых характеристик эхо-сигнала методом перемен .ной ширины. При выводе эхограммы методом переменной плотности во второе оперативное запоминающее устройство 8 передаютс  Цифровые выборки эхосигнала , при этом микро-ЭВМ б производит согласование динамического , диапазона эхо-сигналов, поступающих во второе оперативное запоминающее устройство 8, с динамическим диапазоном регистратора 4. В режиме формировани  во втором оперативном запоминающем устройстве 8 массива вывода признаковых характеристик эхосигнала методом переменной плотности микро-ЭВМ 6 определ ет адреса нахождени  в первом оперативном запоминающем устройстве 5 максимальных значений огибающих эхо-сигналов, вычисл ет регистрируемую признаковую характеристику дл  выделенных эхосигналов и в соответствии с полученными адресами и кодами признаковых характеристик формирует во втором оперативном запоминающем устройстве 8 массив вывода, при этом, начина  с полученного адреса, который

определ ет положение структурной границы в разрезе, размещаетс  массив констант, причем длина массива определ ет ширину записи на бумажной ленте регистратора 4, а интенсивность

записи определ етс  величиной константы . В режиме формировани  во втором оперативном запоминающем устройстве 8 массива вывода признаковых характеристик методом переменной ширины имеетс  возможность одновременного вывода двух признаковых характеристик эхо-сигналов, причем плотность записи (интенсивность) определ етс  константой, котора  пропорциональна одной признаковой характеристике , а втора  признакова  характеристика определ ет ширину записи на бумажной ленте регистратора 4 пропорциональна  длинемассива констант дл  каждого эхо-сигнала во

втором оперативном запоминающем устройстве 8. После формировани  во втором оперативном запоминающем устройстве 8 массива вывода в конце временного интервала 17 схема 10 управлени  выводом из второго оперативного запоминающего устройства анализирует знак кода упреждени  в регистре упреждени  9 и в случае отрицательного знака осуществл ет передачу на

0 управл ющий вход второго оперативного запоминающего устройства 8 начального адреса вывода по сигналу 20 передачи начального адреса. По сигналу 12 синхронизации, поступающему с

5 выхода регистратора 4 на-вход таймера 3, таймер 3 запускаетс  и вырабатывает временную последовательность сигналов 18, которые вырабатываютс  в течение интервала времени, опредеQ л емогр временем движени  (контакта) пера регистратора 4 по бумажной ленте . Сигналы 18 с выхода таймера 3 поступают на третий вход схемы 10 упра лени  выводом из второго оперативного запоминающего устройства. В режиме вывода информации из второго оперативного запоминающего устройства 8 при положительном знаке упреждени  схема 10 управлени  выводом из второго оперативного запоминающего устройства на основании кода масштаба

эхограммы, поступающего со второго выхода схемы занесени  кода масштаба эхограммы и кода упреждени  7 на первый вход схемы управлени  выводом

Claims (3)

1. 5 10 из второго оперативного запоминающего устройства, вырабатывает сигналы 19, в виде временной последовательности импульсов, котора  поступает на управл ющий вход второго опеР ративного запоминающего устройства 8 и определ ет темп выдачи информации с выхода второго оперативного запоминающего устройства 8 через преобразозатель 11 код-напр жение на регистратор 4, при этом врем  задержки вывода определ етс  значением кода упреиодени , поступающего с выхода реги стра упреждени  9 на второй вход схе i«uj управлени  выводом 10 из второго оперативного запоминающего устройства , В режиме вывода при отрицательном знаке упреждени  сигнал 19 временной последовательности импульсов вырабатываетс  по сигналу 12 синхронизации . Использование устройства позвол ет регистрировать эхограмму на бумажной ленте в произвольном временном масштабе, дает возможность детализации выбранного интервала регистрации , обеспечивает возможность непользовани  произвольной временной задержки момента начала вывода акустической информации, при этом механическа  схема регистратора довольно проста - должна обеспечивать движени пера с одной посто нной скоростью. Предлагаемое устройство обеспечивает регистрацию признаковых характеристик эхо-сигнала как методом переменной плотности, так и методом переменной ширины, причем имеетс  возможность одновременной регистрации друх признаковых характеристик, что позвол ет в значительной степени повысить качество получаег ых результатов , повысить их информативность , что приводит к значительному увеличению достоверности предварительного этапа обработки, основанного на визуальной записи, при выполнении работ по геологическому картированию донных отложений. Повышение качества визуальной записи, увеличение ее разрешенности и информативности позволит увеличить производительность труда примерно в 2-5 раз при выполнении работ по геологическому картированию с целью поиска мес торождений строительных материалов и россыпных месторождений полезных ископаемых по сравнению с существующими cnocoCaiMH и устройствами визуальной регистрации. Формула изобретени  Устройство регистрации сейсмоакустической системы, содержащее приемоизлучающую акустическую систему , первое и второе оперативные запоминающие устройства, схему преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве , преобразователь код-напр жение и регистратор, при этом вход приемоиэлучающей акустической системы соединен с выходом регистратора, а выход соединен со входом схемы преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, первый выход которой соединен со входом первого оперативного запоминающего устройства, выход второго оперативного запоминающего устройства соединен со входом преобразовател  код-напр жение, выход последнего соединен со входом регистратора , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, оно дополнительно содержит схему занесени  кода масштаба эхограммы и кода упреждени , схему управлени  выводом из второго оперативного запоминающего устройства, регистр упреждени , микро-увм и таймер, при этом первый вход микро-ЭВМ соединен с выходом первого оперативного запоминающего устройства, второй вход микро-ЭВМ соединен со вторым выходом схемы преобразовани  и размещени  информации в первом оперативном запоминающем устройстве, третий вход микро ЭВМ соединен с первым выходом схемы занесени  кода масштаба эхогрс1Ммы и кода упреждени , первый и второй выходы микро-ЭВМ соединены с информационным входом второго оперативного запоминающего устройства и с регистром упреждени  соответственно , второй выход схек л занесени  кода масштаба эхограмкы и кода упреждени  соединен с первым входом схемы управлени  выводом из второго оперативного запоминсцощего устройства, второй и третий входы которой соединены соответственно с выходом регистра упреждени  и выходом таймера, а выход соединен с управл ющим входом второго оперативного запоминающего устройства, вход таймера соединен с выходом регистратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание аппаратуры Аквамарин завода Геоприбор НПО Союзгеотехника, 1978.
2. 2.Проспект НПО Геофизика, Министерства геологии СССР Недра, 1978.
3. 3.Патент Великобритании 1523541, кл.С 1 G опублик.1972. (.прототип) .

   Pati

   Фиг. 2