Аппаратура для структурно-литологического картирования донных отложений

О П И С А Н И Е 900286ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СеаепнинСециаяиетичееиинРевттублии(22) Заявлено 230580 (21) 2930259/18-25 (5 ) М. Кл. с присоединением заявки МС 01 Ч 1/22 3 Ъвудвротввнный квинтет ССЕР(23) Приоритет до делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения 1 м,ьской ФЬ ый иййЪ Ленинградский ордена Ленина, ордена Октя и ордена Трудового Красного Знамени гоим, Г.В, Плеханова 1) Заявитель УРА ДЛЯ СТРУКТУРНО-ЛИТОЛОГИЧ ЕСКОРТИРОВАНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ(5 М) АПП два прав 20тройство предназначено длтруктурных задач на аквае может быть использовантурно-литологического ка Это ус решения с тории и н для струк Изобретение относится к геофизической аппаратуре, предназначеннойдля исследования донных отложенийакустическими методами и может бытьиспользовано при выполнении работпо геологическому картированию донных отложений на шельфе, при поискаи разведке россыпных месторожденийполезных ископаемых и месторожденийстроительных материалов на акваториморей и водоемов, а также для снятикарты морского дна.Известно устройство которое содержит накопитель электрической энегии, трехэлектродный электрогидравлический излучатель, приемное уст"ройство, усилитель, блок фильтров,регистратор дискретного действияаналоговых магнитофона и схему уления 111,тирования донных отложений, так какне обеспечивает постоянство характеристик зондирующего импульса, непозволяет испольэовать и выделять нор.мальный к поверхности донных отложений акустический луч и не обеспечивает приэнакового представления характеристик эхо-сигнала и регистрациюих на магнитную ленту в формате ЕС ЭВМ.Известна цифровая геоакустицеская станция, содержащая источники упругих колебаний, косу с приемниками упругих колебаний, аналого-цифровой преобразователь, устройство обработ" ки, устройство регистрации и устройст во управления 21.Эта станция не может быть исполь- зована для структурно-литологицеско го картирования донных отложений, так как не обеспечивает возможности использования и выделения нормально го акустического луча, имеет приемное устройство, которое случайным3 9002 образом меняет свои геометрические размеры, а, следовательно, и акустические характеристики, не позволяет получать и регистрировать акустическую информацию в признаковой форме.Также известна система для излучения низкочастотных акустических колебаний, содержащая параметрический нелинейный излучатель, устройст- щ во приема акустических сигналов и устройство графической регистрации 3).Эта система дает возможность стратификации донных слоев и позволяет обнаруживать и картировать трубопро воды на дне моря, но она не может быть использована для структурно-литологического картирования донных отложений, так как не позволяет получать и регистрировать приэнаковое представление акустической информации, полученной при зондировании нормальным к поверхности донных отложений акустическим лучом.Известное устройство для снятиякарты морского дна содержит гидро- локатор бокового обзора и блок регистрации результатов картированияОднако известное устройство не может быть непосредственно использовано для структурно-литологийеского картирования донных отложений, так как позволяет картировать только поверхность дна, не обеспечивая воэможности выделения нормального к поверхности донных отложений акустического луча, не дает возможности преобраэовавыть акустическую информацию, поступающую по нормальному лучу", к признаковому виду и регистрировать ее на магнитной ленте,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что аппаратура для структурнолитологического картирования донных отложений, содержащая гидролокатор бокового обзора и блок регистрации результатов картирования, дополни 0 тельно содержит высокочастотный эхолот, первый и второй таймеры, схему выделения импульса запуска второго таймера, схему управления пределами цифровой регистрации, аналого-цифровой преобразователь, первое и второе оперативные запоминающие устройства ОЗУ ) и микро-ЭВМ, а блок регистрации результатов картирования выпол 36 4нен в виде цифрового магнитного регистратора, при этом вход первоготаймера соединен с первым выходомгидролокатора бокового обзора, авыходы первого таймера соединены свысокочастотным эхолотом и гидролокатором бокового обзора, выход высокочастотного эхолота соединен со схемой выделения импульса запуска второго таймера, выход которой соединенсо входом второго таймера, выход последнего соединен с первым входом схемы управления пределами цифровой регистрации, первый, второй и третийвыходы которой соединены с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, первого СЗУ и микроЭВМ соответственно, второй выход гидролокатора бокового обзора соединенсо вторым входом аналого-цифровогопреобразователя, выход которого подключен к второму входу первого ОЗУи второму входу микро-ЭВМ, выходпервого ОЗУ соединен с информационным входом микро-ЭВМ, информационный выход которой соединен со входом второго ОЗУ, второй выход микроЭВМ соединен со вторым входом схемыуправления пределами цифровой регистрации, выход второго ОЗУ соединен сцифровым магнитным регистратором.Аппаратура позволяет выделятьакустическую информацию, поступающуюпри зондировании по нормальному кповерхности донных отложений акустическому лучу, так как только наоснове анализа признаковых характеристик акустической информации, поступающей по "нормальному лучу можно с большой достоверностью определять литологический тип осадка, дает возможность вычислять признаковые характеристики в эхо-сигналах,отраженных от различных слоев донных отложений и регистрировать ихна магнитной ленте в Формате ЕС ЭВМ,причем на магнитной ленте Формируется информация, представляющая собойпризнаковые характеристики не толькодля поверхности дна, но и для каждого стратифицируемого слоя. Аппаратура обеспечивает непосредственнуюобработку зарегистрированной информации с использованием ЕС ЭВМ по алгоритмам определения литологическоготипа выделенных слоев и алгоритмампостроения геологических разрезови литологических карт развития донных отражений по площади,чем время для вновь регистрируемойинформации по очередному акустическому лучу (ЬС - время между моментом, определяемым началом цифровойрегистрации и моментом прихода акустической информации при зондированиипо очередному лучу). Таким образом,в течение одного цикла обзора в пер"вом ОЗУ 8 размещается акустическаяинформация, зарегистрированная отдонных отложений при зондированиинормальным акустическим лучом к ихповерхности, По сигналу "нормальныйлуч", который вырабатывается микроЭВМ 9 по очередному (эа нормальным)акустическому лучу, и кро-ЭВМ 9 переходит на выполнение подпрограммывыделения в акустической информацииэхо"сигналов, отраженных от границраздела в исследуемом разрезе выпол" 5 90023На фиг.1.представлена функциональная схема аппаратуры струстурно-литологицеского картирования донныхотложений на фиг,2 " временная диаграмма работы аппаратуры в режиме записи признаковых характеристик вовторое ОЗУ; на фиг.3 - временнаядиаграмма работы устройгтва в режиме Формирования блока данных для записи на магнитную ленту. 10Аппаратура состоит из первоготаймера 1, соединенного с гидролокатором 2 бокового обзора и высокочастотным эхолотом 3, схемы выделенияимпульса запуска второго таймера, 15соединенной с высокочастотным эхолотом 3 и вторым таймером 5, схемыуправления пределами цифровой регистрации 6, соединенной со вторымтаймером 5, аналого-цифровым преобразователем 7, первым ОЗУ 8, микро-ЭВМ 9, аналого-цифрового преобразователя 7, соединенного с гидролокатором бокового обзора 2, схемой управления пределами цифровой регистрации 256, первым ОЗУ 8, микро-ЭВИ 9, соединенной со вторым ОЗУ 10, первым ОЗУ8, схемой управления пределами цифровой регистрации 6 и а 1 алого-цифровымпреобразователем 7, и цифрового магнитного регистратора 11, соединенного с микро-ЭВМ 9 через ОЗУ 10.Аппаратура работает следующим образом.По сигналам синхронизации 12 Э 5(фиг.2) поступающим от гидролокатора 2 бокового обзора, запускаетсяпервый таймер 1, который вырабатывает временную последовательность импульсов 13, на которой формируется е 0 импульс запуска 14 высокочастотногоэхолота 3 и импульс запуска 15 гидро- локатора 2 бокового обзора, причем импульс запуска высокочастотного эхолота опережает на времят импульсзапуска гидролокатора бокового обзора. Благодаря этому обеспечивается фиксированное запаздывание информации, поступающей от донных отложе ний при озвучивании их с помощью гидролокатора 2 бокового обзора по11 11 отношению к эхо-сигналу дно 16, принимаемому высокочастотным эхолотом 3. Величина задержки эхосигнала гидролокатора 2 бокового обзора управляется первым таймером 1. По эхосигналу "дно", поступившему от высокочастотного эхолота 3 схема выделенияимпульса запуска второго тайме 6 ьра 17 формирует сигнал на запуск второго таймера 5. Второй таймер 5 вырабатывает последоцательность импульсов 18, которая поступает на схемууправления пределами цифровой регистрации 6, с помощью которой формиру"ются управляющие сигналы и уровни,а также задаются необходимые пределырегистрации 19. По сигналу "началоцифровой регистрации" запускается 20микро-ЭВМ 9 на выполнение подпрограммыопределения нормального акустическоголуча к поверхности донных отложенийна совокупности всех лучей за одинцикл обзора. Использование акустической информации, получаемой призондировании нормальным лучом, позволяет с большой достоверностьюопределять литологицеский тип осад"ка. Акустическая информация 21, поступающая в процессе сканирования акустического луча по озвучиваемой поверхности донных отложений от гидролокатора бокового обзора, поступаетна аналого-цифровой преобразователь7, который выполняет преобразованиепоступившей информации в цифровойкод в наперед заданных пределахрегистрации. Микро-ЭВМ 9 по подпрограмме выделения нормального лучаосуществляет управление приемом иразмещением акустической информациив первое ОЗУ 8 через схему управления пределами цифровой регистрации 6,причем в первое ОЗУ 8 записываетсяинформация по очередному акустичес"кому лучу лишь в том случае, еслипредь 1 дущее значение времени д 1 для информации, записанной в ОЗУ, больше, 1 900236 8няется процедура структурного разделения акустической информации. Послввыделения очередной границы в донныхосадках, микро-ЭВМ 9 производит вычисление признаковых характеристикв эхо-сигнале, возникающем на выделенной границе раздела донных осадков.В процессе работы микро-ЭВМ 9 по определению структурных границ и вычислению признаковых характеристик в 1 фэхо-сигнале для этих границ из акустической информации, находящейся впервом ОЗУ 8, формируется информация следующего вида: время приходаэхо-сигнала от первого слоя и набор 1 ухарактеристик эхо-сигнала, отраженного от первого слоя, время прихода эхо-сигнала от второго слоя инабор его характеристик и т.д., которая размещается во втором ОЗУ 10,Таким образом, за один цикл обзора во втором ОЗУ 10 размещаетсяинформация о структурных границахв разрезе и информация о характеристике этих границ в виде набора приз- днаковых характеристик эхо-сигнала,которые несут в себе информацию олитологии слоя, для которого получен эхо-сигнал, причем информация,размещаемая во втором ОЗУ, относитсятолько .к акустическим лучам, нормальным к поверхности донных отложений.Второе ОЗУ 1 О выполняет накоплениепризнаковой информации, полученнойпо серии зондирований нормальным лузачом. После окончания формированияинформационной зоны во втором ОЗУ10 вырабатывается сигнал записи сформированного блока данных на магнитнуюленту цифрового магнитного регистра 46тора - заканчивается цикл работы устройства.В качестве признаковых характеристик, вычисляемых с помощью микро-ЭВМ 9 в эхо-сигнале могут быть приняты43 следующие: амплитудное значение эхосигнала, ширина эхо-сигнала, коэффициенты формЫ передней части эхосигнала, коэффициенты формы заднейчасти эхо-сигнала интегральные ха 1.30 рактеристики эхо-сигнала, фаэо-частот ные характеристики.Использование аппаратуры позволяет получать и регистрировать только ту информацию, которая определяет структурные и литологические свойства раз" фф реза, дает возможность непосредственной обработки зарегистрированной информации на ЭВМ по алгоритмам и программам структурно-литологического разделения донных отложений, построения геологических разрезов и карт развития литологических типов донных осадков, Аппаратура обеспечивает максимально возможное уплотнение записи акустической информации, получаемой в процессе акустических исследований по структурно-литологическому разделению донных отложений.формула изобретенияАппаратура для структурно-лито- логического картирования донных отложений, содержащая гидролокатор бокового обзора и блок регистрации результатов картирования, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она дополнительно содержит высокочастотный эхолот, первый и второй таймеры, схему выделения импульса запуска второго таймера, схему управления пределами цифровой регистрации, аналого-цифровой преобразователь, первое и второе оперативные запоминающие устройства и микро-ЭВМ, а блок регистрации результатов картирования выполнен в виде цифрового магнитного регистратора, при этом вход первого таймера соединен с первым выходом гидролокатора бокового обзора, а выходы первого таймера соединены с высокочастотным эхолотом и гидролокатором бокового обзора, выход высокочастотного эхолота соединен со схемой выделения импульса запуска второго таймера, выход которой соединен со входом второго таймера, выход второго таймера соединен с первым входом схемы управления пределами цифровой регистрации, первый, второй и третий выходы которой соединены с управляющими входами аналого-цифрового преоСразователя, первого оперативного запоминающего устройства и микро-ЭВМ соответственно, второй выход гидролокатора бокового обзора соединен со вторым входом аналогоцифрового преобразователя, выход которого подключен к второму входу первого оперативного запоминающего устройства и второму входу микро-ЭВМ, выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с информа" ционным входом микро-ЭВМ, информацион1, Техническое описание аппаратуры "Аквамарин", Завод Геоприбор НПО "Союзгеотехника", 1976,9 900236 10ный выход которой соединен со входомвторого оперативного запоминающегоустройства, второй выход микро-ЭВМсоединен со вторым входом схемы управления пределами цифровой регистра-2, Авторское свидетельство СССР ции, выход второго оперативного запо- У 559204, кл. С 01 Ч 1/22, 1974. минающего устройства соединен с циф. Патент США И 3786405, ровым магнитным регистратором. кл.340- 3 й, опублик, 1974,Источники информации, Патент США Ю 3978444, принятые во внимание при экспертизе 1 в кл.340-3 Г, опублик. 1976.900236 иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектнан ИПИ Заказ 12177/6 М аж 718 Подписное