Ы..о- . .:,^1гс!:ай(родезия)-^--^jiusi'ji?^®"^ ^^^.^роуэн барри мартин и тимоти джон ньюингтон(южно-африканская реснубл'ика)иностранная фирма «англо-америкен корпорейшн оф саут африка лимитед»(южно-афрнканская республика)--ч

351392

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Со@з Ссеетскит

Социалистическими

Республик

Зависимый от патента М

М. Кл. G Olv 1/24

Заявлено 11ЛХ.1970 (№ 1478776/26-25) Приоритет

Комитет по делам изобретемий и открытий при Совете Мимистров

СССР

Опубликовано 13.IX.1972. Бюллетень № 27

УДК 550.834(088.8) Дата опублиесова ния описания 27.Х.1972

Иностранцы

ПАТ.";т1Т 0ВСЕСОЮЗ11ДЯ

Питер Леггатт -:. "С !.4,ч (геодезия) ибнио1ека ЫБА

Роуэн Барри Мартин и Тимоти Джон Ньюингтон (Южно-Африканская республика) Иностранная фирма

«Англо-Америкен Корпорейшн оф Саут Африка Лимитед» (Южно-Африканская республика) Авторы изобретения

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВЛИЯНИЯ

ОКЕАНСКИХ ВОЛН НА СЕИСМИЧЕСКУЮ ЗАПИСЬ ДНА ОКЕАНА

Изобретение относится к записи сейсмических колебаний, в частности к записи сейсмических колебании дна океана.

Такого рода запись .полностью зависит от преобладающих условий на море. Так, например, когда запись проводится при большом волнении, движение волн накладывается на запись, в результате чего затрудняется расшифровка за писи.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что прибор содержит устройство, устанавливаемое на,плавучей платформе, предназначенное для посылки сигнала к дну океана, устройство для приема сигнала, отраженного от дна океана, устройство для преобразования информации, полученной от передачи и .приема сигнала, в запись морского дна, акселерометр, воспринимающий смещение судна под действием волны, устройство для двойного интегрирования выходного сигнала акселерометра и устройство, реагирующее на выходной сигнал устройства интегрирования и изменяющее время посылки сигнала к дну океана, благодаря чему компенсируется смещение, вызванное волной.

Кроме того, прибор включает в себя устройство перезаписи, генератор, пилообразной

2 функции, на который подается напряжение через определенные интервалы с самописца, устройство суммирования выходного сигнала с генератора пилообразной функции с выход5 ным .сигналом интеграторов и детектор уровня, реагирующий на составной сигнал с выхода суммирующего устройства и обеспечивающий опережение сигнала, посылаемого к дну океана, когда судно находится выше сред10 него уровня волны, и задержку сигнала, когда судно находится ниже среднего уровня волн.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства и иллюстрируется принцип его работы; на фиг. 2 и 3 — формы сигналов

15 в различных частях схемы.

Судно 1, имеющее на борту прибор для сейсмической записи, движется по высоким волнам 2 со средним уровнем 3. Для упрощения описания морское дно 4 принято абсолют20 но горизонтальным.

Когда судно находится в положении А, т. е. на среднем уровне волны, к дну океана посылается импульс в момент времени Т,.

Этот импульс отражается от дна океана и по25 ступает на сейсмический прибор, установленный на судне. Примем, что время прохождения импульса от судна к дну океана составляет t сек, таким образом,,полное время прохождения импульса при нахождении судна в положении А равно 2t. Импульс возвращается на судно в момент (Tp+2t) при условии, что расстояние между судном и дном океана за это время изменяется несущественно. В положении Б судно находится на гребне волны.

Положим, что время прохождения импульса от положения Б до дна океана составляет

t+ At. Полное время прохождения импульса из положения Б,равно, таким образом, (2t+25it) .

В положении В судно находится во впадине волны. Примем, что время прохождения им пульса из положения В к морскому дну составляет 1 — М, а,пол ое время прохождения импульса из положения В, таким образом, (2t — 2At).

Отсюда следует, что когда нет компенсации увеличения или уменьшения времени прохождения импульса вследствие волнения, при бавление или вычитание М отражается на за писи, затрудняя ее расшифровку.

Проблема решена опережением или задержкой импульса в соответствии с мгновенным вертикальным положением судна относительно среднего уровня волн. Та«, в положении Б импульс посылается в момент времени (Tp — 2ht), т. е. с опережением на отрезок времени, соответствующий двойному расстоянию вверх от среднего уровня волн до судна. Это означает, что импульс возвращается назад на судно в момент времени (Tp— — 2A +2t+2At), т. е. То+21.

В положении В импульс передается в момент времени (Tp+2ht), иначе в этом положении импульс посылается с задержкой на отрезок времени, соответствующий двойному расстоянию вниз от среднего уровня волн до судна. Это означает, что в этом положении судна импульс возвращается па пего в момент времени Tp+25t+2t — 2М, т. е. Tp+2t.

На фиг. 1 показана блок-схема, прибора.

На судне на карданном подвесе укреплен чувствительный акселерометр 5. Лкселсрометр измеряет вертикальное ускорение судна вследствие волнения. Выходной сигнал с акселерометра представляет собой,напряжение, пропорциональное ускорению. Это напряжение подается на два интегратора б и 7, выходное напряжение которых пропорционально вертикальному смещению судна в волнах, так как двойной интеграл ускорения есть расстояние.

Измерительный прибор (не показан) используется для управления функцией интеграла и для этой цели откалиброван в футах относительно среднего вертикального положения судна.

Для .периодической посылки импульса с фотодиода 8 на генератор 9 пилообразной функции использован стандартный блок самописца 10. При приеме этого импульса генератор

9 генерирует пилообразную функцию.

Детектор 11 уровня определяет среднее положение каждой пилообразной функции при отсутствии выходного сигнала на акселеро351392

5 о

60 б5

4 метре 5 и генерирует последовательность импульсов, задержанную на несколько миллисекунд по отношению к первоначальным импульсам с фотодиода 8, что ясно из диаграммы, изображенной на фиг. 2 (в случае, когда вертикальное положение судна не изменяется или когда двойной интеграл равен нулю).

Форма .сигнала пилообразной функции, генерируемой генератором 9, показана на фиг, 2, а. Переднее положение пилообразной функции расположено на О, в. Детектор уровня смещен таким образом, что он открывается в том случае, когда выходной сигнал на нем (в данном случае пилообразная функция) превышает О, в. Другими словами, детектор уровня имеет такие параметры, что он открывается в момент Т> и закрывается в момент Т,.

Форма сигнала на выходе детектора уровня показана на фиг. 2, б. Отрицательная часть (в момент Т ) сигнала на выходе детектора уровня используется затем для генерирования короткого импульса Т вЂ” Т, фиксированной длительности, как показано на фиг. 2, в.

Когда судно находит на волну, на выходе акселерометра появляется сигнал и,как показано на схеме, двойной интеграл этого сигнала складывается с пилообразной функцией при помощи суммирующего усилителя 12, после чего он подается на детектор уровня.

На фиг. 3, а показан составной сигнал функции двойного интеграла, а также пилообразная функция,,причем функция двойного интеграла I:-ображена гл нктирно; на фиг. 8, б— форма сигнала на выходе детектора уровня, а на фиг. 3, в — форма окончательных сигналов, идущих на триггерный усилитель.

Из рассмотрения фиг. 3, б следует, что если среднее положение составного сигнала, изображенного на фиг. 3, а, выше О, в (т. е. функция двойного интеграла .положительна), то промежуток времени между Т, и Т увеличивается.

Следовательно, при использовании схемы, изображенный на фиг. 1, вносится задержка

Т,— Т, которая изменяется с изменением вертикального положения судна таким образом, что когда судно находится на гребне волны, Т,— Т> уменьшается, а если во впадине волны, Т,— Т, увеличивается, Другими словами, действительный импульс, посылаемый к дну океана, опережает или задерживается.

Что касается интеграторов б и 7, стандартная частотная характеристика интегратора на переменном токе расширена, с тем чтобы обеспечить точное интегрирование на низких частотах. Это осуществляется путем включения параллельно интегрирующему конденсатору

Т-образной схемы, предназначенной для заваливания приблизительно на той же частоте, на которой обычно стабилизирующий резистор и конденсатор ограничивают левую часть частотной характеристики.

Блок-схема на фиг. 1 содержит также дисковый прерыватель 18, мотор 14, триггерный усилитель 15, лампу 1б.

351392

Предмет изобретения

Прибор для уменьшения влияния океанских волн на сейсмическую запись дна оксана, включающий в себя устройство для установки

его на плавающий объект и для посылки сигнала к дну океана, устройство для приема сигнала, отраженного от дна океана, устройство для преобразования информации, полученной от посылки и приема сигнала, в запись дна океана, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он содержит последовательно включенные акселерометр, предназначенный для восприятия смещения плавающего объекта под действием волн, устройство для двойного интегрирования .сигнала с выхода акселерометра и устройство. реагирующее на сигнал с выхода интегрирующего устройства, для изменения момента времени, в который сигнал посылается к дну океана, с целью компенсации смещения, выз5 ванного волнами, при зтом на выход устройства для двойного интегрирования включен блок суммирования, на другой вход которого включен генератор пилообразной функции, соединенный с самописцем, а на выход бло10 ка реагирующий ча составной сигнал с выхода блока суммирования, для посылки с опережением сигнала к дну океана, когда плавающий объект находится выше среднего уровня волн, 15 и для задержки сигнала, когда, плавающий объект находится никс среднего уровня волн», 351392 г/ !

r 2,/ с- ,„и I а77

l г

"V 77

7, 7,7;

7i 72 — l З 77

12 7

4 72 fÇ

Aa J, r, т, ! V --i === — ——