Способ обнаружения конкреций на дне океана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ НИЕ ИЗОБРЕТЕН КАВИ ОМУ(54)(57) СЦИЙ НА ДНЕизлучениидно, приемнаправленфильтрациио т л и ч с целью потивности олучение акдно осущесволн, равинаруживаемь о дна в преии конкрею уровня огибратном нафоновым уровного раиона. ем рассеяния для ВЕННЫЙ .КОМИТЕТ ССС ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЦ(56) 1. Простаков А.Л. Электронныйключ к океану. Л., "Судостроение",1978, с. 28,2, К.Таша 1 с 3. В Е.Нопга апдА.М 1 гипо "Ке 1 ай 1 оп Ьегиееп шапяапезе подц 1 е сЫзйгхЬцг 1 оп апд асопв 1 сзйгаг 18 гарЬУ п гпе сазегп ЬаН оГгде Сепгга 1 Рас 1 Яс Ваз 1 п,В, кн."плеер зеа шпега 1 гезоигсев пчевС 18 агоп 1 п где Сепгга 1 - Еазсегп раггоЕ СепГга 1 Расхг 1 с Вав 1 п Сео 1 оя 1 са 1Бугзеу оГ .7 ареп 1977, р. 172-176(прототип). ЯО 10316 зав С 01. 8 15/04 С 01 Ч 1 ПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ КОНКРЕОКЕАНА, основанный на акустических сигналов на е рассеянных в обратном ии сигналов усилении,и выделении их огибающей а ю щ и й с я тем, что вышения точности и опера бнаружения конкреций, изустических сигналов на твляют в диапазоне длин ом диапазону размеров оби конкреций, с углом скольжения относителделах 20-60,а о налоций судят по превышебающей рассеянных вправлении сигналов н1103Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано для обнаружения железо- марганцевых конкреций на дне океана на ходу судна практически при любой глубине места.ПреДлагаемый способ позволяет повысить точность и оперативность иэ. мерений при поиске конкреций в глубоководных районах Мирового океана, 1 ОИзвестен метод гидроакустического промера, основанный на излучении посылок и приеме зхо-сигналов в направлениях, перпендикулярных направлению движения, вправо и влево от этого направления, в сторону дна (гидролокаторы бокового обзора). Такой метод обеспечивает просмотр широкой полосы дна, расположенной вдоль пути судна, и позволяет обнаруживать малоразмерные подводные объекты и незначительные неровности рельефа дна 13.Однако точность и оперативность этого способа незначительна, так как появляется неоднозначность в идентификации реальных неровностей дна (например, ряби на песке, россыпи мелких предметов, конкреций и т.д,), что требует дополнительной обработки получаемых записей. Кроме того, раз. решающая способность метода существенно зависит от глубины. места и частоты излучения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обнаружения конкреций на дне океана, основанный на вертикальном излучении акустических сигналов, прие ме отраженных от дна сигналов антенной с узкой диаграммой направленности40 ориентированной вертикально вниз, усилении, фильтрации, выделении их огибающей, определении толщины акустически прозрачного слоя осадков и на его основе определение концентрации конкреций 21.Однако данный способ не обладает достаточной точностью и оперативностью при обнаружении конкреций, поскольку толщина акустически прозрачного слоя осадков зависит не толь ко от самого верхнего слоя, где располагаются конкреции, но и в большей степени. от характеристик ниже лежащих слоев, таких как, например, коэффициент затухания звука в грунте. Кроме того, способ требует дополнительной машинной обработки получа 166 2емых записейс целью выделения кратных отражений от. слоев, что ухудшаетоперативность исследований.Целью изобретения является повышение точности и оперативности в обнаружении конкреций в глубоководныхрайонах Мирового океана,Цель изобретения достигается тем,что согласно способу обнаруженияконкреций на дне океана, основанномна излучении акустических сигналов надно, приеме рассеянных в обратномнаправлении сигналов, усилении,фильтрации и выделении их огибающей,излучение акустических сигналов надно осуществляют в диапазоне длинволн, равном диапазону размеров обнаруживаемых конкреций, с угломскольжения относительно дна в пределах 20-60, а о наличии конкреций судятпо превьппению уровня огибающей рассеянных в обратном направлении сигналов над фоновым уровнем рассеяниядля данного районаНа чертеже приведена блок-схемаустройства, осуществляющего предлагаемый способ,Способ заключается вследующем.Широкополосный электрический сигнал в полосе частот, при которыхдиапазон длин волн равен диапазонуразмеров конкреций, представляющихинтерес при поиске, с генератора 1подают на излучатель 2, где он преобразуется в акустический сигнал,который излучается в сторону дна вовсех направлениях (при использованиинаправленного излучателя акустический сигнал излучается под угломскольжения от 20 до 60 ) Рассеянныйдном сигнал принимают приемной антенной 3, направленной под угломо20-60 в сторону, куда производилосьизлучение (при использовании ненаправленного приемника рассеянныйсигнал в диапазоне углов скольжения от 20 до 60 выделяют по временисприхода) . После усиления полосовым усилителем 4 и фильтрации полосовымфильтром 5 в полосе частот, соответствующей излучению, принятый сигнал детектируется в детекторе 6. Выделенную таким образом огибающую рассеянного в обратном направлении сигнала подают в вычислительный блок 7, где происходит вычисление значения огибающей рассеянного сигнала, которая регистрируется в блоке регистра ции 8, обнаружение конкреций осу3 1103166 4 ществляют по превышению измеренного и оперативностью, чем в базовом таким образом уровня огибающей объекте.над фоновым уровнем. Проведенная с борта судна экспериДанный способ благодаря высокой ментальная проверка предлагаемого точности и оперативности, а такжеспособа в натурных условиях открытого отсутствию каких-либо ограничений океана полностью подтверждает его по глубине океана в районе его работоспособность. Исследования прово предполагаемого использования может дились в ряде районов Мирового океаобеспечить при его внедрении сущест- на на частотах излучения от 1 до венный экономический эффект. Это 1 О 50 кГц. Экспериментально установлено, обусловлено тем, что рассеяние в об- что в районе абиссальной равнины ратном направлении акустического Нарес уровень рассеянного в обрат- сигнала в диапазоне углов скольже- ном направлении акустического сигнала ния 20-60 обусловлено наличием не- при углах скольжения у дна от 20 ровностей, а также конкреций на по до 60 не превышает уровень фона. верхности дна. Чтобы выделить рас- При этом взятые пробы грунта и глубо- сеяние на конкрециях, размер которых. ководные фотоснимки дна океана пока- лежит в пределах, например 3-30 см, зали полное отсутствие конкрецийнеобходимо излучать акустическую Замеры обратно рассеянного сигнала волну с такими же длинами волн, что 20 в районе острова Вознесения показали соответствует частотному диапазону превышение .его над фоновым уровнем от 5 до 50 кГц, Следует отметить, более чем йа 15 дБ, а геологические что в силу большого коэффициента за- пробы, взятые в этом же районе, тухания в грунте акустические волны подтвердили наличие значительной на этих частотах не проникают глубже 5 концентрации железо-марганцевьм коннескольких метров и, следовательно, креций.рассеиваются на поверхностном слое Исходя из большой значимости дна океана, где в основном и рас- задачи по обнаружению железо-марганполагаются залежи железо-марганце- цевых конкреций на дне океана и их вых конкреций. Таким образом, выбор добычи, можно предполагать, что пред- такого частотного диапазона излучае- лагаемый способ при использовании мых акустических волн и углов сколь- на специализированных научно-исследожения у дна позволяет по превышению вательских и инженерно-геологических уровня обратного рассеяния над фоно- судах обеспечит существенную экономию вым уровнем обнаруживать конкрецни народно-хозяйственных средств и йона дне с более высокой точностью вышение качества проводимых работ.Составитель Н.ЖуравлеваРедактор Т.Митейко Техред Т.Фанта Корректор А.ДзяткоЗаказ 4973/34 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4