Сейсмоакустическое устройство для изучения строения грунтов на акваториях
Изобретение относится к разведочной геофизике, в частности к аппаратуре для непрерывного сейсмоакустического профилирования. Цель изобретения состоит в повышении помехоустойчивости по отношению к электромагнитным помехам и помехам, приходящим по питающей сети. Это достигается введением в схему сейсмоакустического устройства, содержащего микро- ЭВМ, постоянного запоминающего устройства, программатора констант и элемента задержки, соединенных с таймером и входами микроэвм, путем автоматической коррекции входных данных режима управления в ОЗУ микроЭВМ. 2 ил.(Лс
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 V 1/38
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ (21) 4791726/25 (22) 22.12.89 (46) 15.02.92, Бюл.¹6
P1) Научно-производственное обьединение, "Союзморинжгеология", (72) В.Л.Дьячков (53) 534.204.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
ЬЬ 826857, кл. 6 01 V 1/00, 1972.
Авторское свидетельство СССР
l4 1010583, кл. 6 01 Ч 1/38, 1981.
Авторское свидетельство СССР
М 938232, кл. G 01 Ч 1/38, 1982, . Авторское свидетельство СССР
М 1010584, кл, G 01 V 1/38, 1982, Изобретение относится к разведочной геофизике, в частности к аппаратуре для непрерывного сейсмоакустического профилирования.
Известны устройства для непрерывного сейсмоакустического профилирования на акваториях (звуковые геолокаторы). содержащие акустический излучатель, акустическое приемное устройство, одно или несколько устройств регистраций информации, устройство управления режимами работы, устройство обработки информации (сигналов) и таймер, задающий периодич. ность работы всей системы.
Недостаток названных устройств — невозможность коррекции программ управле,ния режимами работы и программ обработки информации, так как их устройства управления (блок управления) и устройст„„59 „„171 2924 AI (54) СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРОЕНИЯ ГРУНТОВ
НА АКВАТОРИЯХ. (57) Изобретение относится к разведочной геофизике, в частности к аппаратуре для непрерывного сейсмоакустического профилирования. Цель изобретения состоит в повышении помехоустойчивости по оТНошению к электромагнитным помехам и помехам, приходящим по питающей сети. Это достигается введением в схему сейсмоакустического устройства, содержащего микроЭВМ, постоянного запоминающего устройства, программатора констант и элемента задержки, соединенных с таймером и входами микроЭВ М, путем автоматической коррекции входных данных режима управления в ОЗУ микроЭВМ. 2 ил. во обработки выполнены по принципам
"жестко программируемых автоматов", Известны устройства, в которых в качестве устройства управления режимами работы и устройства обработки информации (вычисления). используется встроенная. микроЭ BM.
Наличие микроЭВМ практически снимает ограничение по количеству возможных вариантов программ управления и про" грамм обработки, делает аппаратуру легко адаптируемой к вновь разрабатываемым методикам работ и алгоритмам обработки информации.
Наиболее близкой к предлагаемой явля,ется аппаратура для геологического картирования на акваториях (прототип), которая содержит акустическое излучающее устройство, таймер, акустическое приемное устройство, устройства регистрации принятых
1712924
4 мых в ЭВМ, ОЗУ наиболее чувствительно к помехам.
Если под воздействием помехи (в результате электромагнитных наводок на соединительные кабели, провода или при кратковременном резком снижении напряжения питания) произошло изменение в
55 сигналов (рабочей информации) и микроЭВМ. осуществляющую управление режимами работы и обработку информации.
В акустическое приемное устройство входят собственно приемник акустических 5 колебаний, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство и коммутатор каналов; в регистраторы входят в собственно регистрирующие устройства, устройства за- 10 поминания и цифро-аналогового преобразования; управление режимами работы осуществляется через две схемы управления, осуществляющие функции синхронизаторов, и ряд кодовых регистров для 15 промежуточного хранения кодов команд.
Прототип имеет существенный недостаток, состоящий в низкой помехоустойчивости по отношению к электромагнитным . помехам, приходящим по питающей сети, и 20 помехам, возникающим при работе судовых радиопередатчиков, радиолокаторов, включении и выключении лебедок, насосов идругого энергопотребляющего и излучающего оборудования. Кроме того, сама сейсмоаку- 25 стическая аппаратура является мощным источником помех, так как импульсный ток в излучателе может достигать. десятков тысяч ампер.
Проявляется недостаток в неспособно- 30 сти аппаратуры восстановить без вмешательства человека исходно заданный режим работы в случае, если под воздействием помехи произошел сбой информации в подсистеме управления, т,е, нарушилась 35 информация, под воздействием которой осуществляется управление режима работы, Недостаток обусловлен следующим.
Программа управления режимами работы, в 40 том числе константы, задающие конкретные параметры (мощность и частота излучения, начальный коэффициент усиления, длитель- ность регистрации информации и т.д.), в прототипе вводятся перед началом работы 45 в оперативное запоминающее устройство (03Y) ЭВМ с помощью стандартных устройств ввода и образуют массив данных управления. При этом программы обычно вводятся с быстродействующих ленточных 50 или дисковых устройств, а константы режимов (параметры) — с клавиатуры.
Из всех устройств памяти, используеОЗУ данных массива управления (хотя бы одного бита), то аппаратура либо сбивается и останавливается, либо переходит в режим работы, отличный от заданного.
Для восстановления работоспособности аппаратуры необходимо осуществить новый ввод данных управления, что приводит к потере времени и пропускам в исследованиях, для устранения которых требуется повторный проход судна по данному месту.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства по отношению к электромагнитным помехам и помехам, приходящим по питающей сети, путем автоматического циклического ввода в ЭВМ данных управления с устройств, не чувствительных к электромагнитным помехам и помехам, приходящим по питающей сети.
Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее акустическое излучающее устройство, таймер, акустическое приемное устройство, регистратор информации и микроЭВМ, дополнительно введены постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программатор констант и элемент задержки.
При этом выход таймера соединен с первым входом микроЭВМ и входом эле-, мента задержки, выход которого соединен с управляющим входом акустического излучающего устройства, выход акустического приемного устройства соединен с вторым входом микроЭВМ, третий вход которой соединен с выходом ПЗУ, четвертый вход соединен с выходом программатора констант,. а выход микроЭВМ соединен с регистратором информации, На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграм- мы, поясняющие принцип его работы.
Акустическое излучающее устройство 1 предназначенодля накопления энергии.например электрической, и преобразования ее в акустическую, т.е. состоит из накопите- . ля энергии и собственно акустического излучателя. Устройство может быть выполнено по любым известным принципам, например в виде генератора импульсов тока и пьезокерамического йзлучателя.
Таймер 2 предназначен для задания (отсчета) интервалов времени между излучениями (периода излучений) и может быть выполнен по любому известному принципу, обеспечивающему формирование выходных импульсов в интервале 0,1 —.10.
Акустическое приемное устройство 3 предназначено для приема акустических сигналов. преобразования их в электриче1712924.
25
35
45
50 принимаемыми из ПЗУ, и выводит их в тече55 ние времени 12 на регистратор 5.
С выработкой таймером 2 очередного ские, усиления и фильтрации этих сигналов и преобразования в цифровую форму. Оно содержит последовательно соединенные акустический приемник (например, гидрофон), усилитель с фильтрами и аналого-цифровой преобразователь.
Регистратор 4 информации предназначен для регистрации информации (рабочих данных), т.е, сигналов, принятых приемным устройством 3. Регистратор 4 может регистрировать и служебные данные, вводимые с программатора или вычисляемые микроЭВМ. Регистрация информации может осуществляться на магнитный носитель в цифровом виде, на диаграммную бумагу в виде эхограммы или так и так одновременно. Регистратор 4 представляет собой либо накопитель на магнитной ленте (НМЛ), либо самописец.
В первом случае имеется возможность последующей обработки данных на более мощных ЭВМ, во втором — возможность оперативного контроля оптимальности получаемой информации.
МикроЭ ВМ 5 осуществляет функции управления работой составных частей (признаков) устройства, промежуточное хранение и обработку данных.
Постоянное запоминающее устройство
6 предназначено для хранения программ управления и программ обработки данных и может быть выполнено по любым известным в вычислительной технике принципам, Наиболее оптимальным вариантом является ПЗУ на микросхемах с ультрафиолетовым стиранием информации, выполненное по принципу "электронного диска".
Программатор .7 констант предназначен для ввода в систему (в ЭВМ) констант, определяющих конкретные рабочие параметры (мощность излучения, частотный диапазон, длительность регистрации информации т.д.), служебных данных (дата, время, начальные координаты и т.д.), а также условных номеров рабочих программ, хранящихся в ПЗУ, Программатор 7 констант может быть выполнен в виде набора кодовых переключателей, каждое положение которых соответствует кон кретному значению какого-либо параметра, значению служебных данных или номеру рабочей программы.
Элемент 8 задержки предназначен для задержки во времени импульса, вырабатываемого таймером 2, на время, необходимое микроЭВ 1ф 5,для считывания данных управления с пульса программатора 7 и иэ ПЗУ (обычно 0,5 — 5 мс), и может быть выполнен, i например, в виде ждущего мультивибраторд.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы на программаторе 7 устанавливают значения всех рабочих параметров, в таком числе служебные данные и номера программ управления обработки, записанные в ПЗУ 6, т.е. задается нужный режим работы устройства.
На таймере 2 устанавливают значения интервала времени между излучениями (длительности цикла зондирования), например 0,5 с.
При этом таймер 2 начинает вырабаты- . вать через каждые 0,5 с импульс 9 (фиг.2), поступающий на вход элемента 8 задержки и первый вход ЭВМ 5. С приходом импульса
9 ЭВМ 5 обращается к ПЗУ 6 и получает иэ него первую команду (подпрограмму), в соответствии с которой в интервал времени 10 обращается к программатору 7, считывает установленные, на нем данные, переносит их в свое оперативное запоминающее устройство, анализирует их, вырабатывает команды составным частям (признакам) устройства на установку заданных исходных режимов, а также выбирает иэ ПЗУ 6 в
ОЗУ заданные программатором рабочие программы.
По истечении времени задержки, которое всегда должно быть достаточным для выполнения ЭВМ 5 указанных выше подготовительных операций. элемент 8 задержки вырабатывает импульс 11, в соответствии с которым акустическое излучающее устройство 1 излучает в водную среду,акустический сигнал (на фиг.2 акустический сигнал совпадает во времени с импульсом 11).
Акустический сигнал, распространяясь в водной среде, достигает дна, а затем и границ раздела геологических сред (слоев).
При этом часть энергии сигнала отражается от границ раздела сред с различными фиэическими свойствами и возвращается в виде отраженных сигналов к акустическому приемному устройству 3. Усиленные им и преобразованные в цифровую форму отраженные сигналы поступают на второй вход ЭВМ, накапливаясь в ее оперативном запоминающем устройстве в виде массива рабочих данных, ЭВМ 5 обрабатывает рабочие данные в соответствии с программами, импульса 9 цикл работы устройства повторяется.
Применение. постоянных запоминающих устройств и программаторов в технике
1712924
Формула изобретения
Сейсмоакустичес кое устройство для изучения-строения грунтов на акваториях, содержащее излучающее устройство, таймер, приемное устройство, регистратор инФРР. Я
Составитель Е.Дьячков
Редактор А.Маковская Техред М,Моргентал- Корректор М.Демчик
Заказ 535 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 хорошо известно, но не известно применение их в сейсмоакустической аппаратуре в совокупности с задержкой момента излучения и циклическим опросом их ври каждом излучении.
Положительный эффект от использования изобретения проявляется в повышении надежности и, соответственно, производительности, повышении достоверности пол учаемой информации и т.д, благодаря повышению помехоустойчивости аппаратуPbl, формации и микроЭВМ, отл ичающеес я тем, что с.целью повышения помехоустойчивости по отношению к электромагнитным помехам и помехам, приходящим по пи5 тающей сети,.дополнительно введены постоянное запоминающее устройство. программатор констант и элемент,задержки, при этом выход таймера соединен с первым входом микроЭВМ и входом элемента
10 задержки, выход которого соединен с управлякнцим входом излучающего устройст. ва, выход приемного устройства соединен с вторым- входом микроЭВМ, третий вход которой соединен с выходом постоянного за-.
15 поминающего устройства, четвертый вход микроЭВМ соединен с выходом программатора констант, а выход микроЭВМ гюдключен к регистратору информации.
