Аппаратура для картирования грунтов дна водоема

Аппаратура для картирования грунтов дна водоема

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АППАРАТУРА ДЛЯ КАРТИРОВАНИЯ ГРУНТОВ ДНА ВОДОЕМА, содержащая блок управления, источник возбуждения, приемоизлучающую систему, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь , устройство обработки и устройство регистрации, соединенные последовательно, и оперативное запоминающее устройство, выход которого подключен к второму входу устройства обработки, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности построения карт распределения донных осадков, в нее введены измеритель временных интервалов и соединенные последовательно многоканальное пороговое устройство, постоянное запоминающее устройство, сумматор, синусно-косинусный вычислитель и умножитель, причем выход последнего соединен с третьим входом устройства обработки, а второй вход - с выходом оперативного запоминающего устройства , вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов, а стробирующий выход - со стробирующим входом многоканального порогового устройства, управляющий вход которого соединен с упляющими входами устройства регистрации и измерителя временных интервалов и вторым входом блока управления, сигнальный вход - с выходом приемоизлучающей системы , первый выход - с управляющим входом коммутатора, а второй выход - с входом измерителя временных интервалов, второй вход сумматора является входом аппаратуры . 2. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что многоканальное пороговое устройi ство содержит п компараторов, п триггеров, мультиплексор, логическую схему И и счет (Я чик, соединенные последовательно, дешифратор и источник опорного напряжения, причем выход последнего параллельно подключен к первым входам всех компараторов, вторые входы которых являются входом устройства, вторые входы триггеров подключены к соответствующим выходам дешифратора , сигнальные входы которого 00 00 О5 соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора и выходами счетчика , которые являются выходом устройства, 00 | импульсный выход устройства соединен с выходом мультиплексора, управляющий вход устройства подключен к второму входу логической схемы И, а стробирующий вход - к управляющему входу дещифратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594 ЙО! V1 38!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3761264/24-25 (22) 17.05.84 (46) 30.10.85. Бюл. № 40 (72) Е. С. Иванов, Н. М. Шагиев, Е. Ф. Дубров, А. И. Пестринский, В. Н. Горшков и Е. А. Денесюк (71) Научно-производственное объединение по рудной геофизике (53) 550.83(088.8) (56) Патент США № 3786405, 340-3К, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 900236, кл. G 01 Ч 1/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 938232, кл. G 01 V l/38, 1980. (54) (57) 1. АППАРАТУРА ДЛЯ КАРТИРОВАНИЯ ГРУНТОВ ДНА ВОДОЕМА, содержащая блок управления, источник возбуждения, приемоизлучающую систему, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, устройство обработки и устройство регистрации, соединенные последовательно, и оперативное запоминающее устройство, выход которого подключен к второму входу устройства обработки, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности построения карт распределения донных осадков, в нее введены измеритель временных интервалов и соединенные последовательно многоканальное пороговое устройство, постоянное запоминающее устройство, сумматор, синусно-косинусный вычислитель и умножитель, причем выход последнего соединен с третьим входом устройства обработки, а второй вход — с

„„SU„„1188687 А выходом оперативного запоминающего устройства, вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов, а стробирующий выход — со стробирующим входом многоканального порогового устройства, управляющий вход которого соединен с упляющими входами устройства регистрации и измерителя временных интервалов и вторым входом блока управления, сигнальный вход — с выходом приемоизлучающей системы, первый выход — с управляющим входом коммутатора, а второй выход — с входом измерителя временных интервалов, второй вход сумматора является входом аппаратуры.

2. Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что многоканальное пороговое устройство содержит и ккооммппааррааттоорроовв, и триггеров, мультиплексор, логическую схему И и счетчик, соединенные последовательно, дешифратор и источник опорного напряжения, причем выход последнего параллельно подключен к первым входам всех компараторов, вторые входы которых являются входом устройства, вторые входы триггеров подключены к соответствующим выходам дешифратора, сигнальные входы которого соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора и выходами счетчика, которые являются выходом устройства, импульсный выход устройства соединен с выходом мультиплексора, управляющий вход устройства подключен к второму входу логической схемы И, а стробирующий вход— к управляющему входу дешифратора.

1188687

Изобретение относится к геофизической аппаратуре, предназначенной для сейсмоакустических исследований структурных и литологических особенностей донных отложений на акваториях, и может быть использовано при выполнении работ по геологическому картированию донных осадков.

Цель изобретения — повышение точности построения карт распределения донных осадков за счет определения местоположения отражающей по нормали поверхности дна.

На фиг. 1 изображена структурная схема аппаратуры для картирования грунтов дна водоема; на фиг. 2 — функциональная схема многоканального порогового устройства; на фиг. 3 — схема измерения глубины и удаления отражающих поверхностей дна.

Аппаратура содержит блок управления 1, источник возбуждения 2, приемоизлучающую систему 3, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5 (АЦП), устройство обработки 6 и устройство регистрации 7, соединенные последовательно, оперативное запоминающее устройство 8 (ОЗУ), выход которого подключен к второму входу устройства обработки 6, измеритель временных интервалов 9 и соединенные последовательно многоканальное пороговое устройство 10, постоянное запоминающее устройство 11 (ПЗУ), сумматор 12, косинусно-синусный вычислитель 13 и умножитель 14, причем выход последнего соединен с третьим входом устройства обработки 6, а второй вход— с выходом оперативного запоминающего устройства 8, вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов 9 и вторым выходом блока управления 1.

Сигнальный вход 17 многоканального порогового устройства 10 подключен параллельно с входом коммутатора 4 к выходу приемоизлучающей системы 3, первый выход 18 подключен параллельно с входом постоянного запоминающего устройства 11 к управляющему входу коммутатора 4, второй выход 19 — к входу измерителя временных интервалов 9. Второй вход сумматора 12 является входом аппаратуры.

Многоканальное пороговое устройство 10 содержит и компараторов 20.1, 20.2, 20.п, и триггеров 21.1, 21.2, ..., 21.п, мультиплексор 22, источник опорного напряжения 23, дешифратор 24, логическую схему

И 25 и счетчик 26. Первые входы компараторов 20.1, 20.2, ..., 20.п объединены и подключены к выходу источника опорного напряжения 23, а вторые входы подключены к входу 17 устройства. Выходы компараторов 20.1, 20.2, ..., 20.п подключены соответственно к первым входам триггеров 21.1, 21.2, ..., 21.п, выходы которых подключены к соответствующим сигнальным входам мультиплексора 22. Выход мультиплексора 22 подключен к выходу 19 устройства и через первый вход логической схемы И 25 — к входу счетчика 26, выходы которог6 подклю5

t5

40 чены к выходу 18 устройства, соответствующим адресным входам мультиплексора 22 и сигнальным входам дешифратора 24, управляющий вход которого соединен с входом 15 устройства, а выходы подключены к вторым входам соответствующих триггеров 21.1, 22.2, ..., 21л. Второй вход логической схемы

И 25 соединен с входом 16 устройства.

Аппаратура работает следующим образом.

Командный импульс, вырабатываемый блоком управления 1, запускает источник возбуждения 2, электрические импульсы с которого поступают на приемоизлучающую акустическую систему 3, где происходит преобразование электрической энергии в акустическую. Приемоизлучающая акустическая система 3 выполнена в виде ненаправленного излучающего и многоэлементного приемного акустического преобразователей, причем каждый элемент имеет узкую диаграмму направленности. Диаграмма направленности одного из элементов совмещена с диаметральной плоскостью судна (нулевой луч), а диаграммы направленности других элементов находятся под постоянными углами р по отношению к соседним (фиг. 3). Кроме того, имеется один элемент, диаграмма направленности которого направлена в сторону излучающего акустического преобразователя, для обеспечения неискаженного приема прямого (излученного) сигнала. Создаваемые упругие колебания распространяются в воде и принимаются приемоизлучающей системой 3, электрические сигналы с которой поступают на коммутатор 4 и на вход 17 многоканального порогового устройства 10.

Причем в последнем сигналы с каждого i-ro элемента многоэлементного приемного акустического преобразователя поступают на вход соответствующего компаратора 20л, на второй вход которого подается регулируемое пороговое напряжение с источника опорного напряжения 23. При превышении входным сигналом уровня порогового напряжения срабатывает компаратор 20л и на его выходе формируется сигнал, который поступает на триггер 21л и устанавливает его в единичное состояние.

Одновременно с командным импульсом в блоке управления 1 вырабатываются синхроимпульсы, которые поступают на устройство регистрации 7, измеритель временных интервалов 9 и на вход 16 многоканального порогового устройства 10. В последнем через логическую схему И 25 синхроимпульсы поступают на счетчик 26, в котором производится счет этих импульсов по модулю п, где а — число каналов многоканального порогового устройства 10. На выходе счетчика

26 формируются каналы номеров каналов, ко торые поступают на адресные входы мультиплексора 22, подключая поочередно (последо вательно опрашивая) выходы триггера 21.1, !

188687

2l.2,..., 21.п к входу логической схемы И 25.

При срабатывании одного из компараторов, например компаратора 20.j,ñèãíàë с его выхода изменяет состояние соответствующего триггера 2l.j и при подключении его входа к логической схеме И 25 сигнал с триггера 21.j запрещает прохождение синхроимпульсов на вход счетчика 26, на выходе которого в эго время сформирован код j-го канала. Кроме того, сигнал с триггера 2l.j через мультиплексор 22 и выход 19 поступает на вход измерителя временных интервалов 9, где производится счет синхроимпульсов и формируется код текущего времени t который записывается в j-ю ячейку памяти оперативного запоминающего устройства 8.

По окончании записи кода текущего времени оперативное запоминающее устройство 8 вырабатывает импульс, который через стробирующий вход 15 многоканального порогового устройства 10 поступает на управляющий вход дешифратора 24, на вход которого подан код -го канала, и появляется на )-м выходе дешифратора 24, который подключен к второму входу триггера 21.j, переводя этот триггер в нулевое состояние, тем самым вырабатывая сигнал, разрешающий вновь прохождение синхроимпульсов через логическую схему И 25 на счетчик 26.

Код i-го канала со счетчика 26 через выход 18 многоканального порогового устройства 10 поступает на вход постоянного запоминающего устройства 11, где этот код используется в качестве кода адреса ячейки, в которой хранится код угла ф наклона

1-го луча к нулевому лучу ф, и считывает его для передачи в сумматор 12. На второй вход сумматора 12 через вход аппаратуры подается текущее значение угла крена судна (V), на котором установлена аппаратура.

Полученная сумма углов, определяющая наклон -го луча к вертикальной линии, поступает на синусно-косинусный вычислитель 13, где вырабатываются цифровые коды синуса и косинуса этой суммы, т. е. Sin (ф+у) и cos (ip 7), и передается на умножитель

14, на второй вход которого подается с оперативного запоминающего устройства 8 код t;, значение этого кода пропорционально расстоянию до отражающей поверхности дна

10 по i-му лучу. Скорость распространения звуковых колебаний в воде С может быть измерена перед началом работ или задана, значение С/2 заносится в определенную ячейку оперативного запоминающего устройства 8 и после каждого кода t; передается на умножитель 14. В последнем производится вычисление глубины h; и удаления

d; отражающей поверхности дна по i-му лучу:

6, = с t;cos(ip + 7), d; = — t;sin(i)3+ у).

Вычисленные значения h; и d; передаются

15 на устройство обработки 6.

Код -го канала подается также на коммутатор 4, который подключает -ый элемент приемоизлучающей системы 3 к входу аналого-цифрового преобразователя 5. Цифровые коды с выхода аналого-цифрового преобразователя 5 поступают на устройство обработки 6.

Информация с канала, в котором первым сработал компаратор 20./, считается принятой по нормальному лучу и подается на устройство регистрации 7 для записи временного акустического разреза и поправок на местоположение отражающей поверхности по нормальному лучу.

В устройстве обработки 6 производится вычисление акустических параметров грунтов дна, анализ и определение типа грунта.

Информация о типе грунта и вычисленные поправки на местоположение отражающей поверхности относительно курса судна выводятся на устройство регистрации 7, где наносятся на карту.

Кроме того, с устройства обработки 6 выводится на устройство регистрации 7 информация о глубине и удалении отражающей поверхности дна по каждому лучу для построения эхограммы рельефа дна.

Таким образом, данная аппаратура поз40 воляет определять и наносить на карту тип грунта в той точке, откуда произошло отражение от поверхности дна по нормальному лучу, независимо от качки судна и наклона дна, а также позволяет получить дополнительно сведения о рельефе дна.

1188687

Фиг. 1

Фиг. 2

1188687

Составитель Н Журавзева

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 674 1/48 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4