Звуковой геолокатор для сейсмоакустических исследований на акваториях

Звуковой геолокатор для сейсмоакустических исследований на акваториях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (11)У444ОБ

ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 504994 (22) Заявлено 05.01.78 (21) 2563844/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

G 01Ч 1I38

Гасударственный комитет (23) Приоритет

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (53) УДК 550.834 (088,8) (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Авторы изобретения В. И. Баруздин, М. А, Качнов, А. И. Пестринский и А. H. Смирнов (71) Заявитель

Научно-производственное объединение «Геофизика» (54) ЗВУКОВОЙ ГЕОЛОКАТОР

ДЛЯ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

HA АКВАТОРИЯХ

По основному авт. св. № 504994 известен звуковой геолокатор для сейсмоакустических исследований на акваториях, содержащий систему излучения, включающую источник упругих колебаний, импульсный генератор с высоковольтным трансформатором и систему приема отраженных сигналов, включающую приемное устройство, усилители с фильтрами и регистратор, а также командный блок, соединенный с си- 1ð стемой излучения и системой приема, в котором, с целью повышения стабилизации параметров излучаемых импульсов, а также возможности задания определенной последовательности амплитуд импульсов, ус- 15 тановлены тиристорный прерыватель напряжения, включенный в первичную цепь высоковольтного трансформатора, и компаратор, соединенный с упомянутым прерывателем и командным блоком. 20

Недостатками известного устройства является низкая стабильность амплитуды излучаемых импульсов, вызванная нестабильностью времени самопроизвольного разряда емкостного накопителя через цепи измерения, обратной связи и сопротивление утечки. Причиной этой нестабильности может быть как изменение тока заряда емкостного накопителя, вызванное изменением напряжения питающей сети, так и измене- Зр ние амплитуды илп периода следования излучаемых импульсов по заданной программе; наблюдается также низкая надежность устройства, обусловленная возможностью выхода из строя высоковольтного выпрямителя в начале заряда. Известное устройство обладает малым КПД в результате большой мощности, рассеиваемой на ограничительном элементе.

Целью изобретения является повышение стабильности амплитуды излучаемых импульсов, повышение надежности работы и

КПД устройства.

Для достижения поставленной цели в звуковом геолокаторе для сейсмоакустических исследований введены измерительный преобразователь тока, дифференциальный усилитель и формирователь импульсов управления, причем измерительный преобразователь тока включен в цепь питания, а дифференциальный усилитель соединен с выходами командного блока и измерительного преобразователя тока, а выход дифференциального усилителя через формирователь импульсов управления, подключенный к источнику питания и выходу компаратора, соединен со входом тиристорного прерывателя.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена струк744405

65 турная схема звукового геолокатора для сейсмоакустпческнх исследований на акваторияхх.

Звуковой геолокатор содержит излучатель 1, соединенный через управляемый разрядник 2 с емкостным накопителем 3.

Емкостной накопитель 3 соединен с блоком высоковольтного выпрямителя и трансформатора 4. В первичной цепи блока 4 установлен тиристорный прерыватель 5, подключенный через измерительный преобразователь тока 6 к источнику питания 7.

Кроме того, тиристорный прерыватель 5 соединен через формирователь импульсов управления 8, синхронизированный с напряжением источника питания 7, с дифференциальным усилителем 9 и компаратором 10.

Дифференциальный усилитель 9 соединен с измерительным преобразователем тока G и командным блоком 11.

Компаратор 10 соединен с емкостным накопителем 3 и управляется командным блоком 11. С приемным устройством 12 последовательно соединены предварительньш усилитель 13, блок временной регулировки усилителя 14, фильтра 15, усилитель мощности 16 и регистратор 17.

Кроме того, регистратор 17 соединен с управляемым разрядником 2 и командным блоком 11. Режимом работы блока 12 управляет командный блок 11.

Звуковой геолокатор работает следующим образом.

От источника питания 7 напряжение подается через измерительный преобразователь тока 6 и тиристорный прерыватель 5 на высоковольтный трансформатор и выпрямитель 4. Кроме того, напряжение источника питания 7 подается на формирователь импульсов управления 8 для синхронизации его с частотой питающего напряжения.

Во время заряда емкостного накопителя

3 напряжение, пропорциональное току заряда, с выхода измерительного преобразователя тока 6 подается на один из входов дифференциального усилителя 9. На другой вход дифференциального усилителя подается опорное напряжение с выхода командного блока 11. В дифференциальном усилителе 9 происходит сравнение этих двух напряжений и напряжение рассогласования с выхода дифференциального усилителя 9 поступает на вход формирователя импульсов управления 8. Формирователь импульсов управления 8 вырабатывает в каждый полупериод питающего напряжения импульсы, временное положение которых, а следовательно и момент открывания тиристоров направлены на уменьшение сигнала рассогласования между заданным и фактическим током в цепи заряда. Таким образом, осуществляется стабилизация тока заряда емкостного накопителя.

Напряжение с емкостного накопителя 3 подается на компаратор 10. Прп достижении па нем напряжения, равного напряжепшо, задаваемому командным блоком 11, компаратор переключается, прекращая формирование импульсов запуска тиристорпого прерывателя 5, происходит отключение блока высоковольтного выпрямителя и трансформатора 4 от источника питания, и таким образом достигается стабилизация разрядного напряжения.

В случае необходимости оперативного управления периодом и амплитудой излучаемых импульсов командный блок 11 играег роль программного устройства, которое, изменяя амплитуду излучаемых импульсов и период излучения, изменяет соответствующим образом ток заряда, а следовательно и время заряда емкостного накопителя. B зависимости от установленной на командном блоке 11 последовательности амплитуд и периода следования, возможно получать периодически слабые и мощные излучснные сигналы. В этом случае командный блок 11 управляет работой блока временной регулировки усиления 14 в соответствии с установленной программой.

Использование новых элементов — измерительного преобразователя тока 6 формирователя импульсов управления 8 и дифференциального усилителя 9 выгодно отличают предлагаемый звуковой геолокатор от известного устройства, так как уменьшается нестабильность амплитуд излучаемых импульсов, вызванная нестабильностью времени самопроизвольного разряда емкостного накопителя через цепи измерения, обратнои связи и сопротивление утечки.

В результате введения стабильности тока заряда повышается стабильность амплитуды излучаемых импульсов и надежность устройства, так как полностью исключается возможность выхода из строя высоковольтного выпрямителя в начале заряда.

Кроме того, повышается КПД устройства в результате исключения необходимости применения токоограничивающих энергоемких элементов, что приводит также к снижению габаритов устройства, находящихся в прямой зависимости с рассеиваемой мощностью.

Оценить получаемый эффект от использования изобретения можно следующим образом.

Пусть максимально допустимый ток вентилей высоковольтного выпрямителя

I„„«,=0,5А, выходное напряжение Е=10 кВ, емкость накопительного конденсатора

C = 100 мкФ, время заряда t = 10 с.

Для ограничения начального тока заряда необходимо в зарядную цепь включить резистор величиной о =20 кОм, макс.

744405

Формула изобретения

Составитель Л. Солодилов

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Коляда

Корректоры: О. Тюрина и Р. Беркович

Заказ 1021/12 Изд. М 335 Тирад 649 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Ток в зарядной цепи в процессе заряда изменяется по экспоненцпальному закону

1 (t) =-/„„е

Энергия, выделяемая на резисторе R 3a время заряда t определяется выражением:

t t

2t

Вр — R ) i (t) dt =1 „„„, / I e dt.

0 о

В результате несложных математических преобразований получим для принятого случая

В р = 5 кДж.

При использовании предлагаемого устройства в результате исключения ограничительных элементов энергия, а следовательно, и мощность электрических потерь будет определяться лишь энергией, выделяемой( на тиристорном прерывателе. Считая ток в первичной печи /=20 Л, а падение напряжения на тиристорном прерывателе в открытом состоянии U= l В, находим выделяемую на нем энергию, как

У=ПИ=200 Дж.

Таким образом, в предложенном устройстве удалось снизить непропзводительныс затраты энергии, а следовательно и мощ10з ности в =25 раз. Снижение непро200 пзводительнь1х затрат энергии, как было

5 показано выше, приводит к повышению коэффициента полезного действия зарядной цепи, а следовательно к повышению КПД устройства в целом.

Звуковой геолокатор для сейсмоакустических исследований на акваториях по авт: св, М 504994, отличающийся тем, 15 что, с целью повышения стабильности амплитуды излучаемых импульсов, повышения надежности работы и повышения КПД устройства, в него введены измерительный преобразователь тока, дифференциальный

20 усилитель и yîðìèðoâàòåëü импульсов уп равления, причем измерительный преобразователь тока включен в цепь питания, а дифференциальный усилитель соединен с выходами командного блока и измеритель25 ного преобразователя тока, а выход дифференциального усилителя через формирователь импульсов управления, гпэдключенный к источнику питания и выходу компаратора, соединен со входом тиристорного

30 прсрывателя.