Цифровая геоакустическая станция

Цифровая геоакустическая станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЦИФРОВАЯ ГСОАКУСТИЧЕСКА Я СТАНЦИЯ, содержащая источник и приемник упругих колебаний, устройство для обреботки, аналого-цифровой преобразователь , вход которого соединен с приемником , а вькод - с устройством обработки , устройстве регистрации, блок задания закона изменения частоты и блок управления, выходы которого подключены к аналого-цифровому преобразователю, блоку задания закона изменения частоты и устройству обработки, которое соединено с входом устройства регистрации, .отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационных возможностей за счет увеличения объема полезной информации без увеличения объема памяти, в ней между выходом прием- . ника и входом блока управления установлен блок выявления времени вступления сигнала, а выход блока задания закона изменения частоты подключен к . источнику. 2. Станция по п. 1, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что блок въшвления времени вступления сигаала содеркит (Л схему сравнения и последовательно сое-диненные пороговый элемент, по крайней мере две ячейки памяти и узел разрешения считывания информации, выход которого подключен к ячейкам памяти, вторые выходы которых соединены со схемой сравнения, вторые входы второй и каждой последующей ячейки памяти и уэел ла разрешения считывания информации О5 .подключены к выходу порогового элемента .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1056101

Зео 01Ч 1 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

onvcw изовр тГН 8"- К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ - "А :;:.;.,", / . (21 ) 3475373/18-25 (22) . 28.07.82 ! (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (7.2) Ю; А. Бутузов, Л. С. Прицкер .и В. И. Шадхин

- (71) Казахский филиал Всесоюзного

; научноисслецовательского института разведочной геофизики Научнс -произвоцственного объединения Руцгеофизика" (53) 550.834(088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР № 622024, кл. 6 01 Ч 1/28, 1975.

2. Авторское свицетельсгво СССР

¹ .881633, кл. 6 01 V 1 00, 1980.

3. Авторское свицетельство СССР № 559204, кл. G 01 Y 1/22, 1974 (прототип). (54) (57) 1. ИИФРОВА Я ГЕОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, соцержашая источник и приемник упругих колебаний, устройство . .цля обработки, аналого-цифровой преобразователь, ахоп которого соецинен с при« емником, а выхоц - с устройством обработки, устройство регистрации, блок заца ния закона изменения частоты и блок управления, выхоцы которого поцключены к аналого-цифровому преобразователю, блоку эацания закона изменения частоты и устройству обработки, которое соеци» нено с вхоцом устройства регистрации, отличающаяся тем,что,с целью повышения эксплуатационных воз» можностей за счет увеличения объема полезной информации беэ увеличения объема памяти, в ней межцу выхоцом прием ника и вхоцом блока управления установлен блок выявления времени вступ» ления сигнала, а выхоц блока зааания закона изменения частоты поцключен к, источнику.

2.Станция поп. 1, отличаю ш а я с я тем, что блок выявления: с времени вступления сигнала соцержит схему сравнения и послецовательно сое-циненные пороговый элемент, по крайней мере цве ячейки памяти и узел разрешения считывания информации, выхоц

Которого поцключен K ячейкам памяти, 2 вторые выходы которых соецинены с0 схемой сравнения, вторые вхоцы второй и

:кажцой послецуюшей ячейки памяти и узла разрешения считывания информации подключены к выхоцу порогового элемента, 4

Ве

10561.Изобретение относится к устройствам пля сейсмоакустическои разведки подземных иеопноропностей и может быть ис польэовано в аппаратуре прозвучивания пля выявления зон повышенного звукопогло.шения, опрецеления элементов их залегания, размеров звукопоглотителей, решения других геологических и инженерных задач.

Известна цифровая сейсмическая 1О станция, реализующая способ накопления сейсмических сигналов, состоящая из генератора, источника и приемника упругих колебаний, усилителя и преобразователя сигналов в импульсы перехода через н ль, накопителя сигналов, исполь зующего их амплитуцные и фаэовые признаки, содержащего сумматор и счетчик импульсов t 1 ) .

Известна также цифровая геоакустическая станция, содержащая излучатель, приемник, преобразователь аналог - код, блок запуска, сумматор, запоминающий блок, регистратор и ограничитель уровня сигнал - шум, включенный межцу выходом 5 блока запуска и вхоцом регистратора..

Второй выхоц ограничителя уровня сигнал — шум соединен с блоком запуска, а вхоц — с запоминающим устройством (2)Наиболее близкой к предлагаемой техническим решением, является цифровая геоакустическая станция, содержащая источник и приемник упругих колебаний, устройство обработки, аналого-цифровой преобразователь, вхоц которого соецинен

35 с приемником упругих колебаний, а выхоа - с устройством обработки, устройство регистрации, блок задания закона изменения частоты и блок управления, выхоцы которого подключены к аналогоцифровому преобразователю, блоку задания частоты возбужцения и устройству обработки, которое соецинено с BbrxorloM устройства регистрации (3).

Недостатками известных устройств

45 являются невысокие эксплуатационные возможности, что объясняется использо-. ванием части объема памяти накопителя цля накопления шумов в интервале . времени от момента возбуждения упругих колебаний цо поступления их к приемнику, 50 а также невозможностью оценки вьшеления полезного сигнала из шумов до накопления максимального количества реализаций и отсутствием автоматизации про цесса измерения и регистрации сигнала, позволяюшей оценить оптимальное коли чествоо накоплений.

Целью изобретения является повыше- „

01 2 ние эксплуатационных воэможностей «а счет увеличения объема поле; ной информации без увеличения объема памяти.

Поставленная цель цостигается тем, что в цифровой геоакустической станции, содержащей источник и приемник упругих колебаний, ус гройство обработки, аналогс цифровой преобразователь, ахоп которого связан с приемником упругих колебаний, а выход — с устройством обработки, уст» ройство регистрации, блок зацания закона изменения частоты и блок управления, выходы которого поцключены к аналого-цифровому преобразователю, блоку задания закона изменения частоты и устройству обработки, которое соецинено с вхоцом устройства регистрации, межцу выходом приемника и входом блока управления установлен блок выявления времени вступления сигнала, а выхоц блока эацания закона изменения частоты поцключен к источнику.

Кроме того, блок выявления времени

ucтупления сигнала соцержит схему сравнения и послецовательно соединенные пороговый элемент, по крайней мере цве ячейки памяти и узел разрешения считывания информации, выхоп которого подключен к ячейкам памяти, вторые выхоцы которых соецинены со схемой сравнения, а вторые вхоцы второй и кажцой послецуюшей ячейки памяти и узла разрешения считывания информации подключены к выходу порогового элемента.

Увеличение обьема регистрируемой по лезной информации без увеличения объема памяти возможно только в том случае, если не обрабатываются шумы, поступаюшие на вход устройства с момента излучения до момента прихоца упругих колебаний к приемнику. Для этого необходимо опрецелить укаэанный интервал времени и открывать приемный канал с соответствующей зацержкой. Оцин из путей решения зацачи нахождения этого интервала времени использование низкочастотных (по сравнению с рабочими) упругих колебаний, ко» торые из-еа меньшего поглощения исслецуемой срепой могут быть уверенно выделены приемным каналом без накопления.

Получив величину искомого интервала времени с помощью ввеценного в устройство нового блока, можно сформировать зацержку и, изменив частоту возбужцения упругих колебаний на рабочую, можно произвопить прием полезного сигнала.

В этом случае исключается регистрация шумов в указанном интервале времени.

Время регистрации полезной информации

1056101

3 увеличивается при неизменном объеме памяти.

На чертеже представлена блок-схема цифровой геоакустической станции.

Станция содержит источник l и прием- 5 ник 2 упругих колебаний, аналого-цифровой преобразователь 3, устройство 4 управления, блок 5 выявления времени вступления сигналов с инцикатором, блок

6 задания закона изменения частоты, 1О устройство 7 обработки, содержашее сумматор 8, запоминаюшее устройство 9 и ограничитель 10 уровня сиг йал - шум, устройство 11 регистрации, включаюшее преобразователь 12 код - 15 напряжение, регистратор 13 и осциллог раф 14.

Один из входов аналого-цифрового преобразователя 3 соединен с сигнальным выхоцом приемника 2, другой - 20 с выходом блока 4 управления, à sbrxoac сумматором 8, который связан прямой .и обратной связью с запоминаюшим устройством 9. Один вход ограничителя 10 уровни сигнал - шум попключен к задо- 25 минаюшему устройству 9, а пругой - к блоку 4 управления, а выходы ограничйтеля соединены с регистратором 13 и блоком 4 управления. Блок 5 выявления, времени вступления сигналов включен щ0 между сигнальным выхоцом 2 и входом блока 4 управления. Выход запоминаюше го устройства 9 подключен к преобраэо« вателю 12 код - напряжение,. выходы. ко торого попсоепинены к Регистратору 13 и осциллографу 14. Выходы блока управления подключены к задом инаюшему устройству и блоку 6 зацания закона изменения частоты, выход которого соединен с источником 1.

Для зашиты станции от "ураганных" .помех блок 5 выявления времени вступ ления сигнала может включать в себя пороговый элемент 15, по крайней мере две ячейки 16 и 17 памяти, узел 18

45 разрешения считывания информации и схему 19 совпадения, причем выход порогового элемента 15 подключен к первым вхопам ячеек 16 и 17 памяти, вы

xotlbI которых соепинены со схемой 19 совпадения, а вторые входы - с выходом узла 18 разрешения считывания информа ции, второй выход ячейки 16 памяти подсоединен к ячейке 17 памяти, второй выхоп которой подключен к узлу 18 раз- 55 решения считывания информации, второй вход которого соединен с выходом поро.гового элемента 15.

Вход порогового элемента 15 и выход схемы 19 совпадения поцключены соответственно к входу и выходу блока 5 выявления времени вступления сигнала.

В качестве источника 1 упругих . колебаний может быть использован магнитострикционный, а в качестве приемника

2 — пьезокерамический преобразователи.

Аналого-цифровой преобразователь 3, сумматор 8, запоминаюшие устройство 9, ячейки 16 и 17 памяти и устройство 11 регистрации и схема 19 совпадения могут быть выполнены на основе известных стандартных элементов и узлов.

В качестве блока 6 задания закона и изменения частоты может быть использован коммутируемый генератор.

Блок 4 управления может быть выполнен из набора формирователей импульсов сигналов.

Пороговым элементом 15 может служить триггер Шмитта, а узлом разрешения считывания информации - электронный ключ.

Ограничитель 10 уровня сигнал - шум может содержать усилитель и компаратор.

Усилитель должен иметь коэффициент усиления, равный требуемому соотношению сигнал — шум. Компаратор сравнивает известный уровень шумов, умноженный на коэффициент усиления усилителя, с уровнем сигнала, поступаюшего из запоминаюшего устройства.

Индикатором блока 5 выявления времени может служить светодиод.

Станция работает следуюшим образом.

В ограничителе 10 уровня сигнал - шум устанавливается требуемое отношение сигнал/шум. Блок 4 управления формирует по команде оператора сигналы управления, которые поступают на блок

6 задания закона изменения частоты.

Последний формирует низкочастотный сигнал возбуждения источника 1. Uyr низкочастотных колебаний проходит ис» следуемое пространство и поступает на приемник 2, который преобразует упругие колебания в электрические. Электрический сигнал усиливается и постуца»

er в блок 5 выявления времени вступления сигнала.

Если сигнал ниже установленного уровня, то инпикатор блока 5 выявления времени вступления сигнала информирует оператора о невозможности выполнения сейсмоакустических исследований при

5 10561 цанном положении источника и приемника упругих колебаний.

Если же сигнал выше установленного уровня, то пороговый элемент 15 выдает импульс, соответствующий времени вступ- 5 пения полезного сигнала, который поступает в ячейку 16 памяти, гце запоминается. При этом ячейка 16 памяти выдает импульс, поступающий на вхоц ячейки

17 памяти, разрешающий прием информации.Очерецной аналогичный импульс запоминается в ячейке 17 памяти. После этого из последней в узел 1 8 разрешения считывания информации поступает сигнал, по которо му с приходом третьего импульса порого 15 вого элемента 15 разрешается выдача информации с ячеек 16 и 17 памяти на. схему 19 совпацения. Если импульсы в ячейках 16 и 17 памяти располагались в одних и тех же интервалах временной ди- о скретизации, то схема 19 совпацения вьщает .сигнал в блок 4 управления. В против ном случае, оператор произвоцит сброс и повторяет запуск устройства. Блок 4 управления формирует команцу блоку 6 задания закона изменения частоты для выработки сигнала рабочей частоты, которым запускается источник 1 и вырабатывает задержку импульса синхронизации работы аналого-цифрового преобра ЗО зователя 3 и устройства 7 обработки.

Источник 1 возбужцает в среце упругие колебания рабочей частоты которые npoxoa v среду и поступают на ахоп прием,ника 2. Упругие колебания преобразуют ся в электрические, которые усиливаются и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 3. В соответствии с задержкой, поступившей из бло ка 4 управления аналого-цифровой преоб- 4О разоввтель 3 преобразует в цифровую форму только полезную часть сигнала, начиная с момента прихода его на вход приемника 2. Информация далее перецается в устройство 7 обработки, которое 4s также начинает работать в соответствии

1 с задержкой. Закодированная информация складывается в сумматоре 8 с информацией, выбранной иэ запоминающего устройства 9 по команде блока 4 управления.

Когда в сумматор поступает информация о первом цуге колебаний, в запоминающем устройстве 9 хранятся нули, поэтому в результате суммирования сохраняется информация о первом цуге колебаний. Ре« эультат суммирования вновь поступает в запоминающее устройство 9. Операции выборки и суммирования произвоцят при каждом поступающем на приемник 2 цуге колебаний. Накапливвемая в запоминающем устройстве 9 информация. непрерывно поступает в ограничитель 10 уровня car нал шум.При достижении требуемого значения отношения сигнал шум ограничитель 10 уровня сигнал- шум через блок 4 у р выключает источник 1 и запускает устройство 11 регистрации.

Информация иэ запоминающего устройства 9 поступает в преобразователь 12 коц - напряжение, гце преобразуется в аналоговую форму. Этот сигнал далее поступает в регистратор 13 цля записи и осциллограф 14 цля визуализации накопленной информации.

Предложенное устройство обладает расширенными эксплуатационными возможностями за счет увеличения обьема регистрируемой полезной информации без увеличения объема памяти, автоматизацией процесса определения оптималь ного режима накопления, так как имеется возможность зацания необхоцимого количества накоплений через отношение сигнал-, шум, а также переключения частоты возбужцения источника, заключение о возможности выделения полезного сигнала рабочей частоты можно сделать цо его накопления с помощью низкочастотного сигнала. Двв ослецних преимушества позволяет также повысить производительность труда при проведении сейсмо акустических работ.

1056101

Составитель Т. Райкова

Редактор Н. Рогулич Техрец М.Надь

Корректор А. Тяско

Заказ 9295/38 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаы изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4