Устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту

.второй выход схемы анализа подключен.к первому входу третьего элементаИЛИ и к первому входу с 1 етчика коли:чества разностей, второй вход которого подключен к второму выхоцупервого запоминающего устройства,третий выход которого подключен квходу счетчика отсчетов, выход счетчика каналов подключен к входу первого запоминающего устройства и к первому входу одиннадцатого элемента И,вход счетчика каналов подключен квходу коммутатора каналов и к соответствусщему выходу блока управления,выход второго элемента ИЛИ подключенк вторым входам девятого, десятогои одиннадцатого элементов И и к входу дополнительного элемента задержки,выход которого подключен к второмувходу пятого элемента Итретьему Изобретение относится к технике сейсморазведки и может быть использовано для цифровой регистрации сей-. смических сигналов на магнитную ленту в полевых условиях. 5Известно устройство для цифровой регистрации сейсмической информации, содержащее блок сейсмических усилителей, программный ключ, мгновенный автоматический регулятор щ усиления, фиксатор уровня, схему сравнения, генератор эталонных уровней, генератор управляющих импульсов, запоминающее устройство, световую индикацию, цифровой магнитный регистратор, электронную вычислительную машину, ключ, преобразователь код-аналог и осциллограф1 . Недостатком известного устройства является то, что в нем отсчеты сей- ро смических сигналов регистрируются в виде двенадцатиразрядных двоичных кодов, которые содержат в себе значительную избыточность.Наиболее близким ио технической 25 сущности к предлагаемому является устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту, содержащее сейсмические усилители, первое запоминающее устройство, счет- Зп чик отсчетов, первый преобразователь код-аналог, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выходы которой подключены к первым входам первого, второго и третьего элементов И, четвертый элемент И, генератор импульсов, блок приращений, пятый элемент И, второе запоминающее устройство, первый вход которого входу счетчика количества разностей и к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента задержки, выход которого подключен к вторым входам шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы девятого, десятого и одиннадца- . тогЪ элементов И подключены к входам третьего запоминающего устройства, выход которого подключен к входу форматера, первый выход которого подключен к входу цифрового магнитного регистратора, выход которого подключен к первому входу второго преобразовате-. ля код-аналог, второй вход которого подключен к второму выходу форматера, выходы блока управления подключены к уп- равляющим входам форматера и цифрового магнитного регистратора, выход которого подключен к входу блока управления. подключей к первому выходу первогозапоминающего устройства, шестой,седьмой и восьмой элементы И, выходы которых подключены к входампервого запоминающего устройства,первый вход восьмого элемента И подключен к выходу счетчика отсчетови к входу первого преобразователякод-аналог, элемент задержки, девя"тый, десятый и одиннадцатый элементы И, третье запоминающее устройство,управляющий вход которого подключенк соответствующему выходу блока управления, цифровой магнитный регистратор, второй преобразователь коданалог, выходы которого подключенык входам осциллаграфа Г 23.Недостатком устройства являетсято, что регистрируемая на магнитнуюленту сейсмическая информация содержит значительную избыточность,По всей сущности сейсмическиесчгналы представляют собой механические колебания земной поверхности,которые воспринимаются сейсмоприемниками и преобразуются в электрические сигналы. Известно, что природаинерционных объектов такова, что дляних за короткие промежутки временирезких скачкообразных механическихколебаний не происходит. Как правило,значения соответствующих этим колебайиям сигналов во времени либо равномерно увеличиваются, либо равномерноуменьшаются. В связи с этим, какпоказывают результаты анализа сейсмических сигналов, разность соседних отсчетов, несмотря на ее увеличение или уменьшение во времени, 1030752в течении определенного отрезка времени остается постоянной. Поэтому в периоцы увеличения сейсмического сигнала получается множество подряд идущих одинаковых положительных приращений, а при уменьшении сейсмического сигнала получается множество одинаковых отрицательных подряд идущих. приращений. В периоды времени, когда сейсмический сигнал не изменяется, получается множество подряд идущих. нулей. Естественно, что регистрация всех подряд идущих одинаковых приращений практически означает регистра-. цйю избыточной информации.Целью изобретения является повы шение информативности регистрируемой информации.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную лентусо содержащее сейсмические усилители, первое запоминающее устройство, счетчик отсчетов, первый преобразователь код-аналог, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, выходы которой подключены к первым входам первого, второго и третьего элементов И, четвертый элемент И, генератор импульсов, блок приращений, пятый элемент И, второе запоминающее устройство, первый вход которого подключен к первому выходу первого запоминающего устройства, шестой, седьмой и восьмой элементы И, выходы которых подключены к входам первого запоминающего устройства, первый вход вось. З 5 мого элемента И подключен к выходу счетчика отсчетов и к входу первого преобразователя код-аналог, элемент задержки, девятый, десятый и одиннадцатый элементы И, третье запоминаю щее устройство, управляющий вход которого подключен к соответствующему выходу блока управления, цифровой магнитный регистратор, второй преобразователь код-аналог, выходы ко торого подключены к входам осциллографа, дополнительно введены коммутатор каналов, счетчик каналов, триггер, первый элемент ИЛИ, схема аналйза, счетчик количества разностей, второй и третий элементы ИЛИ, дополнительный элемент задержки и форматер, причем выходы сейсмических усилителей подключены к входам комму" татора каналов, выход котоРого подключен к второму входу схемы сравнения, вторые входы первого, второго и третьего элементов И подключены к выходу четвертого элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй вход четвертого элемента И подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого подключен к соответствующему выходу блока управления, нулевой вход триггера под ключен к управляющему входу схемы анализа и к выходу второго элемента И, выход первого элемента И лодключен к первому входу первого элемента ИЛИ, первому знаковому входу блока приращения и к входу вычитания счетчика отсчетов, вход сложения которого подключен к выходу третьего элемента И, второму знаковому входу блока приращения и к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока приращения, выход которого подключен к первому входу схемы анализа и первому входу пятого элементаИ, выход которого поцключен к второмувходу второго запоминающего устройства, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, первому входу десятого элемента Ии к второму входу схемы анализа, первый выход которой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ второй вход которого подключен к первому выходу счетчика, количества разностей, второй выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И и первому входу девятого элемента И, второй выход схемы анализа подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и к первому входусчетчика количества разностей, второйвход которого подключен к второму выходу первого запоминающего устройства,. третий выход которого подключен к входу счетчика отсчетов, выход счетчика каналов подключен к входу первого запоминающего устройства и к первому входу одиннадцатого элемента И вход счетчика каналов подключен к входу коммутатора каналов и к соответствующему выходу блокауправления. выход второго элемента ИЛИ подключен к вторым входам девятого, десятого и одиннадцатого элементов И и к входу дополнительного элемента задержки, выход которогоподключен к второму входу пятого элемента И, третьему входу счетчика количестьа разностей и к второму входутретьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента задержки, выход которого подключен к вторым входам шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы девятого, десятого и одиннадцатого элементовподключень: к входам третьего запоминающего устройства, выход которого подключен к входу форматера, первый выход которого подключен к входу цифрового магнитного регистратора выход которого подключен к первому входу второго преобразователя код-аналог, второй вход которого подключен к второмуо выходу форматера, выходы блока управления подключены к управляни;н м вхо 1030752дам Форматера и цифрового магнитногорегистратора, выход которого подключен к входу блока управления.На чертеже представлена блок-схема устройства для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту,5Устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту содержит входные сейсмические каналы 1.1-1.И, сейсмические усилители2.1-2,И, коммутатор 3 каналов, счетчик 4 каналов, первое запоминающееустройство 5, счетчик б отсчетовпервый преобразователь код-аналог 7,схему 8 сравнения, первый, второй,третий и четвертый элементы И 9-12, 15генератор 13 импульсов, триггер 14,первый элемент ИЛИ 15, блок 16 приращения, пятый элемент И 17, второезапоминающее устройство 18, схему19 анализа, счетчик 20 количества 2 Оразностей, второй и третий элементыИЛИ 21 и 22, шестой, седьмой и восьмой элементы И 23-25, дополнительныйэлемент 26 задержки, элемент 27 задержки, девятый, десятый и одиннадцатый элементы И 28-30, третье запоминающее устройство 31, Форматер 32,цифровой магнитный регистратор 33,второй преобразователь код-аналог34, осциллограф 35 и блок 36 управления,Устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту работает следующим образом.Сигналы, генерируемые сейсмоприемниками, от входных сейсмических каналов 1,1-1.Ь в виде непрерывных ана логовых) напряжений подаются на входы сейсмических усилителей 2.1-2., с выходов которых поступают на коммутатор 3 каналов. По сигналу из блока 36 управления, подаваемому на вход коммутатора 3 каналов, последний подает на вход схемы 8 сравнения сейсмический сигнал первого сейсмоприемника. Тот же сигнал с блока 36 управления записывает в счетчик 4 каналов единицу, т.е. код номера первого сейсмоприемника. Так как в начале работы устройства во всех адресах запоминаю-.50 щего устройства 5 находятся нули, то по сигналу от счетчика 4 каналов из первого адреса запоминающего устройства 5 на счетчик б отсчетов, счетчик 20 количества разностей изапоминающее устройство 18 принимаются нули. По сигналу от блока 36 управле" ния триггер 14 устанавливается в еди ничное состояние, элемент И 12 открывается, На схеме 8 сравнения произв дится сравнение нуля с сейсмическим 60 сигналом первого сейсмоприемника, Так как значение сейсмического сигнала больше нуля, то на третьем выходе схемы 8 сравнения попучается сигнал, который открывает элемент И 11, и Я 5 сигналы с генератора 13 импульсовначинают проходить через открытыеэлементы И 12 и 11 на вход сложениясчетчика б отсчетов, который начинаетсчитать, С поступлением каждого изэтих импульсов содержимое счетчикаб отсчетов увеличивается на единицу,Благодаря этому на выходе преобразователя код-аналог 7 получается линейно-ступенчатое нарастающее напряжение,высота каждой ступеньки которого равна весу младшего разряда счетчикаб отсчетов, Одновременно сигналы свыхода элемента,И 11, поступая назнаковый вход блока 16 приращения,фиксируют положительный знак и, поступая на его счетный вход через элемент ИЛИ 15, накапливаются в этом блоке, Этот процесс процолжается до мо"мента равенства значения сейсмического сигнала первого сейсмоприемникасо значением напряжения на выходепреобразователя код-аналог 7. В мо- .мент равенства указанных напряженийна втором выходе схемы 8 сравнениявырабатывается сигнал, который открывает элемент И 10 и прекращаетпоступление импульсов на вход сложения счетчика б отсчетов и на входыблока 16 приращения. При этом содержимое счетчика б отсчетов и блока16 приращения представляет собой цифровой эквивалент отсчета сейсмического сигнала первого сейсмоприемника,Следующий сигнал генератора 13 импульсов через открытый элементИ 10 поступает на управляющий вход схемы 19анализа и одновременно устанавливаеттриггер 14 в нулевое положение, закрывая элемент И 12 и прекращая прохождение сигналов генератора 13 импульсов через этот элемент. По сигналу с выхода элемента И 10 схемой19 анализа производится сравнениецифрового эквивалента отсчета сейсмического сигнала первого сейсмопри.емника с нулем. Сигнал неравенствас выхода схемы 19 анализа проходячерез элемент ИЛИ 21, открывает элементы И 28-30 и записывает на запоминающее устройство 31 со счетчика20 количества разностей и запоминающего устройства 18 нули, а сс счетчика каналов 4 - единицу, т.е. кодномера первого сейсмоприемника. Этотже сигнал записи, задерживаясь наэлемент 26 задержки, записывает единицу. в счетчик 20 количества разностей,открывает элемент И 17 и переписывает цифровой эквивалент отсчета еейсмического сигнала первого сейсмоприемника с выхода блока 16 приращенияна запоминающее устройство 18. Сигналс выхода элемента 26 задержки, проходя через элемент ИЛИ 22, задерживается на элементе 27 задержки, открывает элементы И 23-25 и загисываетциФровой эквивалент отсчета сейсмического сигнала первого сейсмоприемника, поступающий с запоминающего устройства 18 и счетчика б отсчетов, и единицу, поступающую со счетчика 20 количества разностей, в запоминаю щее устройство 5 по первому адресу.Затем по сигналу от блока 36 управления, подаваемому на вход, коммутатора 3 канала, последний подает на вход схемы 8 сравнения сейсми О ческий сигнал второго сейсмоприемника. Далее устройство работает, аналогично описанному до окончания первого цикла преобразования сейсмических сигналов всех сейсмоприемников. 15В начале второго цикла из первого адреса запоминающего устройства 5 цифровой эквивалент отсчета первого сейсмического сигнала первого цикла заносится в счетчик б отсчетов и в запоминающее устройство 18, а в счетчик 20 количества разностей принимается единица. При этом на выходе преобразователя код-аналог 7 образуется уровень напряжения, соответству ющий отсчету первого сейсмического сигнала первого цикла. На схеме 8 сравнения производится сравнение отсчета первого сейсмического сигнала первого цикла с отсчетом первого сиг- ЗО нала второго цикла. Если отсчет первого сейсмического сигнала второго цикла больше отсчета первого сигнала первого цикла, то на третьем выходе схемы 8 сравнения получается сигнал 35 который открывает элементИ 11, и сигналы генератора 13 импульсов проходят через открытые элементыИ 12 и 11 на вход сложения счетчика б отсчетов, На выходе преобразователя код-аналог 7 от уровня напряжения, соответствующего отсчету первого сигнала первого цикла, образуется линейно- ступенчатое нарастающее напряжение. Одновременно сигналы с выхода элемен-А 5 та И 11, поступая на знаковый вход блока 16 приращения, фиксируют положительный знак, и, поступая на его счетный вход через элемент ИЛИ 15, накапливаются в этом блоке. Если значение отсчета первого сейсмического сигнала второго цикла меньше значения отсчета первого сигнала первого цикла, то на первом выходе схемы 8 сравнения получается сигнал, который открывает элемент И 9, исигналы генератора 13 импульсов проходят через открытые элементы И 12 и 9 на вход вычитания счетчика б отсчетов. С поступлением каждого из этих импульсов содержимое счетчика б отсчетов уменьшается на единицу. Благодаря этому на выходе преобразователя код-аналог 7 от уровня напряжения, соответствующего отсчету первого сигнала первого цикла, образуется ли нейно-ступенчатое уменьшающееся напряжение. Одновременно сигналы с выхода элемента И 9, поступая на знаковый вход блока 16 приращения, Фиксируют отрицательный знак и, поступаяна его счетный вход через элементИЛИ 15, накапливаются в этом блоке,В момент равенства отсчета первогосигнала второго цикла со значениемнапряжения на выходе преобразователя,код-аналог 7 на втором выходе схемы8 сравнения получается сигнал, который открывает элемент И 10 ипрекращает поступление импульсов с генератора 13 на вход сложения или вычитания счетчика б отсчетов и на входыблока 16 приращения. При этом содержимое счетчика б отсчетов представляетсобой цифровой эквивалент отсчетапервого сейсмического сигнала второго цикла, а в блоке 16 приращениянаходятся знак и значения разностиотсчетов первого сигнала второго ипервого циклов. По сигналу с выходаэлемента И 10 схемой 19 анализа производится сравнение разности отсчетовпервого сигнала с цифровым эквивалентом отсчета первого сигнала первого цикла, Сигнал неравенства свыхода схемы 19 анализа, проходячерез элемент ИЛИ 21, открывает элементы И 28-30 и записывает на запоминающее устройство 31 со счетчика 20количества разностей единицу, с запоминающего устройства 18 - цифровой эквивалент отсчета первого сигнала первого цикла, а со счетчика4 каналов в .единицу, т,е. код номерапервого сейсмического сигнала. Этотже сигнал записи, задерживаясь наэлементе 26 задержки, записываетединицу в счетчик 20 количества разностей, открывает элемент И 17 и переписывает знак и значение разностиотсчетов первого сигнала с выходаблока 16 приращения на запоминающееустройство 18. Сигнал с выхода элемента 26 задержки, проходя через элемент ИЛИ 22, задерживается на элементе 27 задержки, открывает элементы И 23-25 и записывает знак и значение разности отсчетов первого сигнала, поступающие с запоминающегоустройства 18, единицу, поступающуюсо счетчика 20 .количества разностей,и цифровой эквивалент отсчета первого сигнала второго цикла, псступающий со счетчика б отсчетов в запоминающее устройство 5 по первому адресу. Затем по сигналу от блока 36управления, подаваемому на вход коммутатора 3 канала, последний подает на вход схемы 8 сравнения второйсейсмический сигнал. Далее устройствоработает аналогично описанному доокончания второго цикла преобразования всех сейсмичг 1 их сигналов, 1030752 10Б начале к-го цикла из первого адреса запоминающего устройства 5 цифровой эквивалент отсчета первого сигнала ( к) -го цикла заносится н счетчик б отсчетов знак и значение/разцостц отсчетон первого сигнала, голучеццыс в (к)-м цикле, записываю:ся в запоминающее устройство 18, количество одинаковых подряд идущих разностей, полученное в (к)-м цикле, принимается н счетчик 20 количества разностей. На выходе преобразователя код-ацалог 7 получается уровень напряжения, соответствующий отсчету первого сигнала ( к)-го цикла. На схеме 8 сравнения производится сравне 45 цие отсчета первого сигнала ( к)-го цикла с отсчетом первого сигнала к-го цикла. Если отсчет первого сигнала к-го цикл больше отсчета первого сигнала , к)-го цикла, то на тре тьем выходе схемы сравнения 8 получас/цгиа/ который открывает эле-. мент И 11/ц( и/Пульсы с генератора 13 проходлт через открытые элементы И 12 и 11 на вход сложения счетчика б от счетов. При этом на выходе преобразователя код-аналог 7 от уровня напряжения, соответствующего отсчету первого сигнала (к) -го цикла, получается линейно ступенчатое нарастаюЗО щее напряжение. Если отсчет первого сигнала к-го цикла меньше отсчета первого сигнала (к)-го цикла, то на первом выходе схемы 8 сравнения Получается сигнал, который открывает элемент И 9,и импульсы генератора 13 проходят через открытые элементь/И 12 и 9 на вход вычитания счетчика б отсчетов. При этом на выходе преобразователя код-аналог 7 от уров" ня напряжения, соответствующего отсче"40 ту первого сигнала (к) -го цикла, образуется линейно-ступенчатое умень-. шающееся напряжение. В момент равенства отсчета перного сигнала к-го цикла со значением напряжения на вь.ходе преобразователя код-аналог 7 содержимое счетчика 6 отсчетов представляет собой цифровой эквивалент отсчета перного сигнала к-го цикла, а в блоке 16 приращения нахо дятся знак и значение разности отсчетов первого сигнала к го и (к 1) го циклов. По сигналу с выхода элемен(та И 10 схемой 19 анализа производится сравнение разности отсчетов первого сигнала, полученной в к-м цикле, с разностью, полученной в (к)-м цикле. Если разность, полученная в к-м цикле, не равна разности, полученной в (к)-м цикле, то сигнал 60 неравенства с выхода схемы 19 анализа, проходя через элемент ИЛИ 21, открывает элементы И 28-30 й записывает на запоминающее устройство 31 количество подряд идущих одинаковых разностеи, поступающее со счетчика20 количества разностей, знак и значение разности ( к) -го цикла, поступающие с запоминающего устройства18, и единицу т.е. код номера первого сигнала, поступающий со счетчика4 каналов. Аналогичная запись содержимых счетчика 4 каналов, запоминающего устройства 18 и счетчика 20 количества разностей в запоминающееустройство 31 производится такжепри полном заполнении счетчика 20количества разностей. Этот же сигналзаписи, задерживаясь на элементе 26задержки записывает единицу в счетчик20 количества разностей, открывает .элемент И 17 и переписывает знак и значение разности к-го цикла с блока 16приращения н запоминающее устройство18. Сигналы с выхода элемента 26 задержки, проходя через элемент 22, задоркинается на элементе 27 задержки,открывает элементы И 23-25 и записывает знак и значение разности к-гоцикла, поступающие с запоминающегоустройства 18, единицу, поступающую со счетчика 20 количества разностей, и цифровой эквивалент отсчетапервого сигнала к-го цикла, поступающий со счетчика б отсчетов, в запоминающее устройство 5 по первому адре.су. Если разность, полученная в к-мцикле, равна разности, полученной в( к) -м цикле, то сигнал равенствас выхода схемы 19 анализа увеличи-.вает ца единицу содержимое счетчика20 количества разностей и,проходя,через элемент ИЛИ 22/ задерживаетсяна элементе 27 задержки, открьваетэлементы И 23-25 и записывает в первый адрес запоминающего устройства5 знак и значение разности к- го цикла/новое количество йодряд идущих одинаковых разностей и цифгоной эквивалентотсчета первого сигнала к-го цикла.После записи в первый адрес запоминающего устройства 5 новой информациипо сигналу от блока Зб управленияподаваемому на вход коммутатора 3 каналов, последний поцает. на вход схемы 8 сравнения второй сейсмическийсигнал. Далее устройство работает аналогично описанному. Бапоминающее устройство 31 имеет объем памяти, достаточный для накопления информации во время промежутков записи. При подаче на вход блока 36 управления сигнала от цифроного магнитного регистратора 33 о готовности последнего к регистрации блок 36 управления подает сигналы на запоминающее устрсйстно 31, Форматер 32 и цифровой магнитный регистратор 33, Форматер 32 по сигналам от блока 36 управления подает сформированные коды от запоминающегоустройства 31 на цифровой магнитный регистратор 33.Видно, что в процессе его устройства в периоды времени, когда значе. ния разностей между соседйими отсчетами сейсмических сигналов одинаковы, они не регистрируются, т.е. в те периоды времени, когда сейсмические сигналы не йэменяются или меняются с одинаковой скоростью, регистрация не производится, На практике 70-80 времени изменение сейсмических сигналов носит указанный характер, и поэтому 70-80 отсчетов фактически являются избыточными, т.е. для восстановления исходного сигнала по преобразованным цифровым значениям они не нужны. Именно благодаря этому в предлагаемом устройстве оказывается достаточным производить регистрацию только в те моменты, когда 20 происходит изменение значения разно." сти соседних отсчетов сейсмических сигналов, При этом требуется регистрация только лишь количества подрядидущих одинаковых разностей, знакаи значения разности и номера сейсмоприемника. Благодаря этому в 4-5 разуменьшается общий объем регистрируемой информации за счет устраненияизбыточного количества отсчетов.Вследствие этого появляется возможность в качестве регистраторов вместо громоздких накопителей на магнитной ленте большой емкости использовать малогабаритные кассетные накопители, позволяющие построить малогабаритные переносные сейсми вескиерегистраторы, которые с одной стороны, требуют по сравнению с известнымустройством меньших затрат на изготовленне, с другой стороны, не трубуютспециального транспорта и обслуживающего персонала, что приводит к значительному снижению затрат на ихэксплуатацию.1030752 НИИП ираж Филиал ППП "Патент", г.У)кгород,ул,Проектная,