Аппаратура для геологического картирования на акваториях

(51)М. Кл, Я 01 Ч 138 с присоединением заявки М -Веуаерстюа 4 аитет веер вв йеаи вэвувпией в еткрьпвй. Дата опубликования описания 27,06,82. И. Свечни дена Ленина, ордена на Трудового Краси тут им. Г. В. Плехан нннградский олюции и горный инс 1) Заявител ИДЕОЛОГИЧЕСКОГОАКВАТОРИЯХ ТУРА ДЛРОВАНИ Я Н АПАРТИ тей разреза осадков с годик многоканального ки, не позволяет осуще знрованную обработку цни с номсщью ЦВМ. использованием меприема и обработствлять автоматиполучаемой ннформаИзобретение относится к геофизической. аппаратуре, предназначенной для сейсмоам;устических. исследований с целью иэучения структурных и литолощческих особенностей донных отложений.на акваториях и может быть использовано при выпол ненни работ ао геологическому картированию дааых осадсе, при изучении поддснных структур, при поисках и разведкероссыпных месторождений,полезных иско1 Онаемых, ща паисах месторождений строятельиьас материалов,Известно усгройство, оторое содержитнакопитель электрической внерщи, трехэжктродный электрогидравлический иэлу-.5чатеа, .приемное устройство, усюитеаь,блок фильтрю, регистратор . дискретногодействия, два аналоговых магнитофона исхему управления Ь.Однако его устройство предназначено 0для решения структурных задач на акватоаях по методике центрального луча ине макет быть использовано для изученияструктурных и литоло гических .особенносИзвестна цифровая геоакустическая станция, содержащая источники упругих олебаний, осу с приемниками упругих олебаний, аналого-цифровой пре образоватеаь, устройство обработки, устройство регистрацяи и устройство управлення 2.Однако эта станция не может. быть использована для выполнения сейсмоакустических рабог иа ашаториюс для изучения структурных и лктоложчесих особенностей разреза донных отложений с использованием методики многоканального приема и обработки, так ак не позволяет осуществлять многоянаи ную цифровую реп- страцию акустической информации н не обеспечивает возможность получения н регистрации акустической информации я признаовой форьв.3 93823Наиболее близкой к предлагаемому является аппаратура для структурно-литоло смческого картирования донных отложений, содержащая последовательно соединенные приемоиэлучающую акустическую систему (пдролокатор бокового обзора) и аналого-цифровой пре обраэователь, последовательно соеаненные первое оперативное запоминающее устройство и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом й второго оперативного запоминающего устройства, выход которого соещнен с цифровым магнитным регистратором, последовательно соединенные первый таймер высокочастотный эхолот, схему выделения 15 импульса запуска второго таймера, второй таймер и схему управления пределами цифровой регистрации, при этом первый таймер соединен с приемоиэлучающей акустической системой, а первый, второй и третий выходы схемы управления пределами цифровой регистрации соединены соответственноо с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 25 и микро ЭВМ 3.Однако известная аппаратура не может. быть непосредственно использована для изучения структурно-литологических особенностей разреза донных осадков с испа ЗЗ льэованием методики многоканального приема и обработки акустической информации, так как позволяет регистрировать в цифровойформе в признаковом представлении толька ту акустическую информацию которая поступает с направлений, нормальных к поверхности донных отложений,.Цель изобретения - расширение функци ональных возможностей аппаратуры путемповышения информативности ре истрируемых данных и увеличение достоверности геологического картирования.Укаэанная цель достигается тем, что аппаратура для геологического картирования на акваториях, содержащая посдщо 45 вательно соединенные приемоизлучающую акустическую систему и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соедипенЪье первое ОЗУ и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом второго оперативного запоминающего устрой-. 5 фства, выход которого соединен с цифровым магнитным регистраторой,схему управления пределами цифровой регистрации,последовательно соединенные первый таймер, высокочастотный эхолот, схему выделения импульса запуска второго таймера и второй таймер, первый выход которого соединен с первым входом, схемы уп 2 4равления пределами цифровой регистрации,первый, второй и третий выходы которойсоединены соответственно с управляющими входами аналого цифрового преобразователя, первого ОЗУ.и микро-ЭВМ, приатом второй выход первого таймера соединен сприемоиэдучающей аКустическойсистемой, дополнительно содержит коммутатор цифровых каналов, схему хранениятекущего адреса записи канала, третийтаймер, схему хранения времени задержки регистрации канала и блок визуальногоотображения реястрируемой информации,при этом приемоизлучающая система выполнена в виде источника упругих колебаний.и многоканальной приемной пьезокосы, аналого-цифровой преобразователь выполнен в виде многоканального аналогоцифрового преобразователя с независим,ьми каналами, причем информационный выход аналого-цифрового преобразователясоединен с информационным входом коммутатора цифровых каналов, информационныйвыход которого соединен с информационнымвходом первого оперативного запоминающего устройства, четвертый выход слемы управления пределами цифровой реистрации соединен с, управляющим входомкоммутатора цифровых каналов и входомсхемы хранения текущего адреса записиканала, выход которой подключен к адресному входу первого оперативного запоминающего устройства, второй выход второго таймера соединен с входом третьеготаймера, выход которого подключен квторому входу схемы управления пределами цифровой регистрации, третий вход которой соединен с выходом схемы хранениявремени задержки регистрации канала, входкоторой соединен с вторым выходом микро-ЭВМ, третий выход микро ЭВМ соеюнен с входом блока визуального отображения регистрируемой информации, управляюший выход которого соединен с входомпервого таймера,Такая аппаратура позволяет осуществлять мно оканальиый прием и регистрацию результатов сейсмоакустических исследований и цифровой форме на магнитной ленте в формате ЕС ЭВМ, причем намагнитной ленте формируется информация,представляющая собой последовательныйпоканальный набор признаковых характеристик зхо-сигнала для каждого регистрируемого отражения в толще осадков по текущему циклу зондирования или по сериизондирований. Аппаратура обеспечиваетвозможность непосредственной обработкизарегистрированной информации с исполь5 938232 6 зованием ЭВМ единой серии по алгорит- онным входом микро-ЭБМ 12, первый, мам структурного рго разцеления донных от- второй н третий выходы которой соепллакений, опрецелення литологйческого ти- иены соответственно с вхоцами второго па выделенных структурных единиц с при- ОЗУ 15, схемы хранения времени зацержменением методики многоканального при ки регистрации канала 9 и блока визуемаио рб аботки акустической информации, ального отооражения репсстрируемой ино в оогоОЗУ 15 дает возможность определения скоростей формации 4, а выход второго рас - тас - остранения упругих волн в осацках ссединен с входом цифрового магнитного и. позволяет аффективно исключать кратныерегистратора 16 . волны на зтапе обработки. О На фиг. 2 прецставжна временнаяНа фиг. 1 приведена функциональная диаГрамма работы аппаратуры в шести- схема аппаратуры для геологического канальном варианте в режиме вычислекартированйя на акватории; на фнг, 2 - ння и формирования поканального масси- временная диаграмма работы аппаратуры ва признаковых характеристик, причем, в в режиме формирования послецовательнсь- И качестве примера, рассмотрена регистра- го поканального массива признвковых ха- ция информации по первому, второму и рактеристик во втором оперативном запо шестому каналам, газ сиюалы синфониминаюшем.устройстве; на фиг, 3 - вре- зацни запуска 17, поступающие от блока менная диаграмма работы аппаратуры в визуального отображения регистрируемой режиме коммутации каналов, щ информации, временная послецов ательностьАппаратура содержит первый таймер 1 сигналов 18 первого таймера, импульс выходы которого соединены с входами запуска 19 высокочастотного вколота,имприемонзлучающей акустической. системы пульс запуска 20 приемщзлучаюшей аку и высокочастотного щсолота 3, а вход стической системы, сигнал 21 фДно, соединен с управляющим выходом блока 25 форМируеМый СХеМой Выделения ИМПУльса визуального отображения регистрируемой запуска второго таймера по эхосигналу, информации.4, схему 5 выделения имщ- поступившему от высокочастотного эхоло- льса запуска второго таймера, вход отб та, временная последовательность импурой соединен с выходом высокочастотно- льсов 22 второго таймера, временная по-. го зхолота 3, а выход - со входом вто- зо слецовательность импульсов 23 третьего рого таймера 6, третий таймер 7, вход таймера, сигнал, определяющий время закоторого соединен с вторым выходом вто- цержки 24 первого канала, управляющий рого таймера 6, а выход соединен с вто- сигнал 25, определяющий предел регнстрым входом схемы управления пределами рации первого канала, сигнал, определяю- цифровой регистрации 8, первый.и третий щий время задержки 26 второго канала, входы которой соединены соответственно сигнал 27, определяющий предел регистс первым выходом второго. таймера 6 и рации второго канала, сигнал, опрецелявыходом схемы хранения времени .задерж- юший время задержки 28 шесто оканала ки регистрации канала 9, а первый, вто- и сигнал 29, определяющий прецел регирой и третий выходы соединены соответ- страции шестого канала, сигнал 3 уал 30 фП ск40Юел йв ственно с управляющими входами аналого- микро-ЭВМ, сигнал, опрецелякяци рецифрового преобразователя 10, первого мя выполнения мнкро-ЭВМ операции вы- ОЗУ 11 и мик о-ЭВМ 12, четвертый чисдзния признаковых характеристик 3 1рал сигвыход схемы управления пределами цифро- в зарегистрированных зхосигналах, си вой регистрации соединен с управлякзцим нал,. определяющий время вычисления н входом коммутатора цифровых каналов 13 передачи времени задержки 32 регистра- и входом схемы хранения текущего ацре-, ции длякажцогоканала, сигнал, опрецеса записи канала 14, вход аналого-цифро- лякяций время передачи из микро ЭВМ вого преобразсвателя 10 соецинен с вы- признаковой информации 33 на регистра- ходом приемоизлучаюшей акустической си-;иию с помснцью блока .визуального отобк стемы 2, а информационный выход соеци- ражения реснстрируемой информации. нен с .информационным входом оммутата На фиг. 3 представлена временная циапра цифровых каналов 13, информационный рамма работы аппаратуры в режиме коммутавхоц первого ОЗУ 11. соединен с ннфор- ции каналов, причем в качестве примера также мационным выходом коммутаторацифровых рассмотрена работа аппаратуры рля перво- каналов 13, адресный вход соединен с"го, второго и шестого каналов, гце сигна,55выходом схемы хранения текущего ацреса лы синхронизации запуска 34 аналого-яи записи канала 14, а информационный вью- . фрового преобразователя, импульсы комход первого ОЗУ соединен с инфармаци- мутации соответственно первого канала7 9382 35, второго 36 и шестого 37, сигналы управления записью 38 в первое оперативное запоминающее устройство, сигналы, поступиаиие на изменение текущих адресов , записи соответственно для первого 39, второго 40 и шестого 41 каналов.Аппаратура работает слерукицим образом.По сигналам синхронизации запуска 17, поступающим с выхода устройства визуалЫенаго отображения регистрируемой информации 4, запускается первый таймер 1 и вырабатывает вре менную последовательность сигналов 18, из которой формируется им- пульс запуска 19 высокочастотного эхо- и лота 3 и импульсы запуска 20 приемоиэлучающей акустической системы 2. Время задержки запуска приемоизлучающея авус тической системы 2 регулируется с помощью первого таймера 1 и выбирается та- з ким образом, чтобы эхом:игнал Дно, по ступающий от высокочастотного эхолота 3 опережал эхьсигналы, поступающие в приемоизцучающую акустическую систему 2 при прогнозируемом иэменейии рельефа д дна, По сигналу дно, поступившему от высокочастотного эхолота 3, схема выделения 5 импульса запуска второго таймара формирует сигнал 21 который запускает второй таймер 6. Второй таймер 6 вы е рабатывает временную последовательность импульсов 22 в соответствии с принятым временем цифровой регнстрации, которая поступает на схему управления пределами цифровой регистрации 6. С схемы хранения времени задержки регистрации канала3 9 поступают на схему управления пределами цифровой регистрации 8 цифровые ко- ды времени задержки регистрации для ка- .ждого канала. На основании поступивших кодов задержки регистрации первого кана.ла, спустя требуемое время задержки 24, формируется упраьлякзций сигнал 25 Пре целы регистрации первого канала,Подобным образом схема управления пределами, цифровой регистрации 8 формирует управ,45 ляюшие уровни Пределы рещстрациидля 2-го канада сигнал 27 и 6-го канала сигнала 29 после отработки соответствующего времени задержки для второго кана;, ла 26 и для шестого канала 28, Форми-О рование необходимой длительности време .ни регистрации для каждогр канала осуще.ствляется схемой управления пределами цифровой регистрации 8 с помощью третьего таймера 7, который запускается послвф 5 окончания работы второго таймера 6.Временная последовательность импульсов 23 третьего таймера 7 псступает на схему 32 8 управления пределами цифровой регнстрации 8, где на основании кодов времени задержки реюстрации для каждого канала формируются моменты времени, соответствукюие окончанию действия уровней Пре делы регистрации" для каждого канала.В соответствиис управляквцими уровнями Пределы регистрации" для каждого канала на основании серии сигналов сикч хронизации запуска 34 вырабатываются импульсы запуска аналого цифрового преобразователя 10, которые для всех кана- лов совпадают по времени. Спустя время, равное циклу работы преобразователя, схема управления пределами цифровой регнстрации 8 вырабатывает импульсы коммутации для тех каналов, для которых разрешена регистрация информации в соответствии с управляюцями уровнями Пределы режстрации", причем длительность импульса коммутации равна времени цикла обращения к первому оперативному запоминающему усгройству 11, а сдвиг между импульсами коммутации последовательных. каналов также равен времени цикла обращения к первому ОЗУ 11. В соответствии с уровнями Пределы регистрации первого канала 25, Пределы регистрации второго канала 27 иПределы регистрации шестого канала 29 вьврабагываются импульсы коммутации первого канала 35, для второго канала 36 и для шестого канала 37. Импульсы коммутации поступают,с схемы управления пределами цифровой регнстрации 8 на коммутатор цифровых каналов 13 и на схему хранения текущего адреса записи канала 14. В соответствии с импульсами коммутации схема коммутации цифровых каналов 13 подключает соответстьущцие информационные вькоды аналого-цифрового преобразователя 10 к информационному входу первого ОЗУ 11, а схема хранения текущего, адреса записи канала 14 перадает на адресный ювд первого ОЗУ 11 необходимый адрес коммутируемор канала. По переднему фрснту импульсоь коммутации схемы упрайления пределами цифровой регистрации 8 вырабатывает сигналы записи 38, которые поступают на упраьлаощий вход первого ОЗУ 11. По задему фронту импульсов коммутации осуществляется изменение текущих адре сов записи каналов - ддя первого канала по сигналу 39, для второго по сигналу 40 и для шестого но сигналу 41.По окончании работы третьего таймера 7 схема управления пределами цифровой регнстрации 8 формирует сигнал 30,9. Й 382который поступает на управляющий входмикроВМ 12 и запускает ее на выполнение стрируемой информации, при этом приемоизлучающая система выполнена в виде источника упругих колебаний и многоканальной приемной пьезокосы, аналого-цнфподпрограммы вычисленияпрнзнаковых характеристик 31 в эхо-снгналах, раз мещенных в первом ОЗУ -3.-ЬВ процессе рабаты микро-ЭНМ 12 во втором ОЗУ 15 формируется информация следующего вида: для первого канала время прихода эхосигнала от первого слоя и набор характеристик эхе-сигналах, время прихода эхо сигнала от второго слоя и набор. его ха. рактеристик и т.д., далее идет признаковый.массив характеристик эхо-сигналов для второго канала и т.д. для всех остальньа каналов. 5В течение серии зондирований во вжром ОЗУ 15 осуществляется формирова ние информационной зоны, которая поступает на.запись на магнитную ленту цифрового магнитного регистратора 16. 20В каждом цикле зондирования после окончания вычисления признаковых характеристик микро-ЭВМ 12 на основании. времен прихода эхо-сигналов от первых слоев для всех регистрируемых каналов, 25 с учетом геометрии приема и характеристик движения судна, определяет время задержки регистрации каждого канала и выдает коды времени задеркки на схему хранения времени задержки регистрации З 0 канала 9. После передачи кодов задержйи микро-ЭВМ 12 выполняет операцию выдачи требуемой признаковой характеристики 33 на блок визуального отображения регистрируемой информации 4.Испопьзовайие предлагаемой аппаратуры позволит получить дополнительные сведения о разрезе донных отложений за счет использования методики многоканально о приема и обработки получаемой 40 акустической информации, что значительно повышает достоверность выполняемых сейсмоакустических исследований, дает возможность непосредственной обработки зарегистрированной информации на ЦВМ по алгоритмам структурного разделения донных осадков и определения их литоло гического типа, обеспечивает возможность определейия скоростей распространения упругих волн в осадках и позволяет эф-50 фективно исключать кратные вожы на этапе обработки. Предлаг аемая аппаратура .обеспечивает возможность комплексной обработки материалов сейсмоакуФ,стических исследований вплоть до авто 55 матизированного построения геологичес-ких разрезов и карт развития донных осадков. Аппаратура обеспечивает расширение частотного диапазона регистрации 32 10эхо-сигналов в сторону высоких частотза счет выполнения аналого-цифровогопреобразователя в виде многоканальногоаналого-цифрового преобразователя с независимыми каналами, что позволяет выполнять одновременное аналого-цифровоепреобразование по всем каналам и соответс твенно снижает время, необходимоедля одного цикла преобразования и записиакустической информации по всем регистгяруемым каналам, Предлагаемая аппаратураобеспечивает максимально возможное уплотнение акустической информации, поступающей от многоканальной приемной системы. ф ормула изобретения Аппаратура дпя геологического карти-, рования на акваториях, содержащая последовательно соединенные приемопзлучаюшую акустическую систему и аналогоцифровой преобразователь, последовательно соединенные первое оперативное запоминающре устройство и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом второго оперативного запоминающего устройства, выход которого сседннен с цифровым магнитным регистратором, схему управления. пределами цифровой регистрации, последовательно соединенные первый, таймер, высокочастотный эхолот, схему выделения импульса запуска второго таймера и второй таймер, первый вькод которого соединен спервым входом схемы управления пределами цифровой регистрации, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с управляющими входыми. аналого-цифрового преобразователя, первого оперативного запоминающего устройства и микро-ЭВМ, при этом второй выход первого таймера соединен с приемоисщучающей акустической системой, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей аппаратуры путем повышения информативности регистрируемых данных и увеличения достоверности геологогического картирования, она дополнительно содержит коммутатор цифровыхканалов, схему хранения текущего адреса записи канала, третий таймер, схему хракения времени задержки регистрации канала и.блок визуального отображения реги 11 03823 ревой преобразователь выполнен ь виде многоканального аналого-цифрового преобразователя с независимыми каналами, причем информационный вьасод аналогоцифрового преобразователя соединен с ин. з формационным входом коммутатора цифравых каналсь, информационный выход кото. рого соещгнен с информационным входом первого оперативного запоминаиюцего устройства, четвертый выход сжмы управ-О ления пределами цифровой регистрации соединен с упраьлякацим входом коммутатора цифровых каналов и входом схемы хранения текущего адреса записи канала, выход которой подключен к адресному входу 1 первого оперативного запоминаквдего уст-ройства, второй выход второго таймера., соединен с входом третьего таймера, вЫ- ход которого подключен ко второму входу схемы управления пределамицифроьой щф 2 12регистрации, третий вход которой соепинен с выходом схемы хранения временизадержки регистрации канала, вход которой соединен с вторым выходом микроЭВМ, третий выход микро-ЭВМ соединенс входом блока визуального отображениярегистрируемой информации, управляющийвыход которого соединен с входом нериого таймера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Техническое описание аппаратурыАквамарин завода Геонрибор НПО Союзы отехника.Й2. Авторское свидетельства СССРМ 559204, кл. Я 01 Ч 1/22, 1974,3, Авторское свидетельство СССР позаявке М 2930259/ 18-25,кл. 6 01 Ч 1/22, 1980 (прототип);НИИП илнал ПП акаэ 4455 ен ираж 717 Поаписное Ужгород, ул. Проектная, 4