Устройство управления источником сейсмических волн

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащее первый селектор, схему прекращения цикла, блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель импульсов, счетчик числа воздействия, схему установки исходного положения, усилитель мощности, исполнительный .орган, генератор шума, задатчик начальных параметров, причем выход первого селектора соединен с синхронизирующим входом распределителя импульсов и входом блока прекращения подъема, входы первого селектора соединены с выходами блока прекращения подъема, распределителя импульсов, датчика момента удара, соединенным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в О которого соединен с входами установки в О схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного положения, выходы усилителя мощности соединены с исполнительным органом, а входы - с выходами распределителя импульсов, выход счетчика числа воздействий соединен с вторым входом установки в О схемы прекращения цикла, входы генератора шума соединены с выходами задатчика начальных параметров, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности сейсморазведки за счет уменьшения минимального времени между воздействиями при работе группы импульсных источников с изменяющимся по псевдослучайному закону интервалом времени между воздействиями, в него введены генератор постоянной частоты, счетчик с переменным коэффициентом деления, (Л задатчик числа источников, регистр сдвига, мультиплексор, второй селектор и задатчик номера источника, причем управлякицие входы мультиплексора соединены с выходами задатчика номера источника, первый стробируияций вход ел мультиплексора соединен с выходом схемы прекращения цикла, а второй ч1 стробирукнций вход соединен с выходом сд генератора шума, выход мультиплексора о соединен с входом первого селектора, tN9 выходы регистра сдвига соединены с коммутируемыми входами второго селектора и мультиплексора, вход регистра сдвига соединен с выходом второго селектора, выходы эадатчика числа источников соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления и второго-селектора, счетный вход счетчика с переменным коэффициентом деления соединен с первыми входами синхронизащи генератора шума и регистра сдвига и выходом ге

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(с1) G 01 V 1/147 1/37 ф,; Ъ|д т S e

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

QgfjgP11 ""! ф, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 36 70781/24-25 (22) 08. 12. 83 (46) 23. 05. 85. Бюл. h 19 (72) А, С. Шагинян, А. Г. Асан-Джалалов, В. А. Пантелеев,Н.И. Давиденко, A.Ã. Романовский и В.А. Теплицкий (71) Специальное конструкторское бюро сейсмической техники (53) 550.83(088.8) (56) 1, Патент США N - 4168485, кл. С 01 U 1/22, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3443514/18-25, кл. G 01 V 1/147, 1983 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащее первый селектор, схему прекращения цикла, блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель -импульсов, счетчик числа воздействия, схему установки исходного положения, усилитель мощности, исполнительный орган, генератор шума, эадатчик начальных параметров, причем выход первого селектора соединен с синхронизирующим входом рас" пределителя импульсов и входом блока прекращения подъема, входы первого селектора соединены с выходами блока прекращения подъема, распределителя импульсов, датчика момента удара, соединенным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в "0" которого соединен с входами установки в "0" схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного положения, выходы усилителя мощности соединены с исполнительным

„„Я0„„1157502 органом, а входы — с выходами распределителя импульсов, выход счетчика числа воздействий соединен с вторым входом установки в "0" схемы прекращения цикла, входы генератора шума соединены с выходами задатчика начальных параметров, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности сейсморазведки за счет уменьшения минимального времени между воздействия-, ми при работе группы импульсных источников с изменяющимся по псевдослучайному закону интервалом времени 1 между воздействиями, в него введены генератор постоянной частоты, счетчик с переменным коэффициентом деления, задатчик числа источников, регистр сдвига, мультиплексор, второй селек- С тор и задатчик номера источника, при" чем управляющие входы мультиплексора соединены с выходами эадатчика номера )вой источника, первый стробирующий вход аиий мультиплексора соединен с выходом Щ схемы прекращения цикла, а второй «4 стробирующий вход соединен с выходом р генератора шума, выход мультиплексора « соединен с входом первого селектора, выходы регистра сдвига соединены с коммутируемыми входами второго селектора и мультиплексора, вход регистра сдвига соединен с выходом второго селектора, выходы эадатчика числа источников соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления и второго- селектора, счетный вход счетчика с переменным. коэффициентом деления соединен с пер-:

I выми входами синхронизации генератора шума и регистра сдвига и выходом ге- >

1! 57502 нератора постоянной частоты, а выход счетчика с переменным коэффициентом деления соединен с вторыми входами синхронизации генератора шума и регистра сдвига, управляющие входы

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к устройствам уп" равления импульсными источниками.

Известно устройство, содержащее генератор IK-последовательности случайных чисел, в соответствии с после" довательностью иэ накопителей поступают значения положительных и отрицательных полуволн, которые и образуют псевдослучайный управляющий сигнал. B цифроаналоговом преобразователе он трансформируется в переменное напряжение, подаваемое на вибра" тор. Исходный управляющий сигнал вместе с присвоенными порядковыми номерами записывается в блоке памяти.

С помощью данной системы управления можно работать одновременно несколькими или одиночными группами вибрато- ров своим псевдослучайным сигналом(!1.

Недостатком устройства управления является невозможность работы с группой импульсных источников, срабатывающих несинхронно, вырабатывая воздействия по псевдослучайному закону.

Наиболее близким техническим решением является устройство управления источников сейсмических волн, содержащее пер" вый селектор, схему прекращения цикла блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель импульсов, счетчик числа воздействий, схему установки исходного положения, усилитель мощности, исполнительный орган, генератор шума, задатчик начальных параметров, причем выход селектора соединен с сиихронизирующим входом распределителя импульсов и входом блока прекращения подъема, входы селектора соединены с выходами блока прекращения подъема, распределителя импульсов, выходом датчика момента удара, соединенным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в нуль которого соединен с входами генератора шума, регистра сдвига и вход установки в "0 счетчика с переменным коэффициентом деления соединены с выходами схемы прекращения цикла.

-установки в нуль схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного .положения, выходы усилителя мощности

5 соединены с исполнительным органом, а входы - с выходами распределителя импульсов, выходом счетчика числа воздействий соединен с вторым входом установки нуля схемы прекраще10 ния цикла, входы .генератора шума соединены с выходами эадатчика началь.— . ных параметров.

Данное устройство, управляя им,.пульсным сейсмическим источником, 15,позволяет осуществлять импульсные

; воздействия с изменяющимися по псевдослучайному закону энергией и временем между воздействиями в пределах числа накапливаемых воздействий )2 ).

20 Недостатком устройства является то, что управляя импульсным сейсмическим источником, быстродействие которого ограничено, нельзя получить серию воздействий, распределенных

25 во времени по псевдослучайному зако- ну на основе tn -последовательности, с минимальным временем между воздей. ствиями меньше, чем ;„ Т где

;„ — минимальное время между. возЗО действиями; Т - минимальный период осуществления воздействий импульсным источником, определяемый его быстродействием.

Данное устройство управления не .позволяет использовать группу источ:ников для уменьшения времени между

I воздействиями при осуществлении. воздействий по псевдослучайному закону. Уменьшая время между воздействи4О ями, можно увеличить сегмент ппоследовательности, произведенный за один цикл воздействий, не увеличивая время цикла. Увеличивая сегмент в -последовательности, приближают корреляционные свойства сегмента

3 11575 т — последовательности к сBAHcTRам нолной в — последовательности, т.е ° облегчают обнаружение сигнала.

Белью изобретения является повышение разрешающей способности сей5 сморазведки за счет уменьшения минимального времени между воздействиями при работе группы импульсных источников с изменяющимся по псевдослучайному закону интервалом времени между воздействиями.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления источником сейсмических волн, содержащем первый селектор, Схему прекращения .15 цикла, блок прекращения подъема, датчик момента удара, распределитель импульсов, счетчик числа воздей3 ствий, схему установки исходного положения, усилитель мощности, исполнительный орган генератор шума, задат20 чик начальных параметров, причем выход первого селектора соединен с синхронизирующим входом распределителя импульсов и входом блока прекращения

25 подъема, входы первого селектора соединены с выходами блока прекращения подъема, распределителя импульсов, выходом датчика момента удара, соединенным с входом счетчика числа воздействий, вход установки в "0" которого соединен с входами установки в

"О" схемы прекращения цикла, распределителя импульсов и выходом схемы установки исходного положения, выходы усилителя мощности соединены с 35 исполнительным органом, и;входы с выходами распределителя импульсов, выход счетчика числа воздействий соединен с вторым входом установки в "0" схемы прекращения цикла, входы гене- 40 ратора шума соединены с выходами. задатчика начальных йараметров, введены генератор постоянной частоты, счетчик с переменным коэффициентом деления, задатчиком числа источников, регистр 45 сдвига, мультиплексор, второй селектор и задатчик номера источника, причем управляющие входы мультиплексора соединены с выходами задатчика номера источника, первый стробирующий вход мультиплексора соединен с выходом схемы прекращения цикла, а второй стробирующий вход соединен с выходом генератора шума, выход мультиплексора соединен с входом первого 55 селектора, выходы регистра сдвига соединены с коммутируемыми входами

:второго селектора и мультиплексора

02 4 ,вход регистра сдвига соединен с выходом второго селектора, выходы задатчика числа источников соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления и второго селектора, счетный вход счетчика с переменным коэффициентом деления соединен с первыми входами синхронизации генератора шума и регистра сдвига и выходом генератора постоянной частоты, а выход счетчика с переменным коэффициентом деления соединен с вторыми входами синхронизации генератора шума и регистра сдвига, управляющие входы генератора шума, регистра сдвига и вход установки в "О счетчика с переменным коэффициентом деления соединены с выходами схемы прекращения цикла.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство управления содержит селектор 1, схему 2 прекращения цикла, блок 3 прекращения подъема, датчик 4 момента удара, распределитель 5 импульсов, счетчик 6 числа

1 воздействий, схему 7 установки исходного положения, усилитель 8 мощности, исполнительного органа 9, генератора

/ !

О шума, задатчика 1! начальных параметров, причем выход селектора 1. соединен с синхронизирующим входом распределителя 5 .импульсов и входом блока 3 прекращения подъема, входы селектора 1 соединены с выходами блока 3 прекращения подъема, распределителя 5 импульсов, выходом датчика

4 момента удара, соединенным с вхо.— дом счетчика 6 числа воздействий, вход установки в "0" которого соединен с входами установки в "О™ схемы

:2 прекращения цикла, распределителя

5 импульсов, и выходом схемы ? установки исходного положения, выходы усилителя 8 мощности соединены с исполнительным:, органом 9, а входыс выходами распределителя 5 импульсов, выход счетчика 6 числа воздействий соединен с вторым входом установки в "О" схемы 2 прекращения цикла, входы генератора 10 шума соеди-.. нены с выходами задатчика ll начального блока. Устройство управления источникои сейсмических волн содержит также генератор 12 постоянной частоты, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления, задатчик 14 числа источников, регистр 15 сдвига, . мультиплексор 16, второй селектор 17

1157502 и задатчик 18 номера источника, причем управляющие входы мультиплексора 16 соединены с выходами задатчика .18 номера источника, первый строби" рующий вход мультиплексора 16 соединен с выходом схемы 2 прекращения цикла, второй стробирующий вход соединен с выходом генератора 10 шума, выход соединен с входом селектора 1, а коммутируемые входы соеди- 10 иены с коммутируемыми входами второго селектора 17 и выходами регистра

15 сдвига, вход регистра 15 сдвига соединен с выходом второго селекто" ра 17, управляющие входы которого 15 соединены с управляющими входами счетчика 13 с переменным коэффициентом деления и с выходами задатчика 14 числа источников, счетный вход счетчика 13 с переменным коэф- 20 фициентом деления соединен с первыми входами синхроцизации генератора 10 шума и регистра 15 сдвига и выходом генератора 12 постоянной частоты, выход счетчика 13 с переменным коэф- 25 фнциентом деления соединен с вторыми входами синхронизации генератора 10 шума и регистра 15 сдвига, управляющие входы генератора 10 шума, регистра )5 сдвига и вход установки в нуль Зр счетчика 13 с переменным коэффициентом деления соединен с выходом схемы

2 прекращения цикла, которая имеет внешний запуск.

В исходном состоянии схема 7 уста" новки в исходное положение устанав" ливает распределитель 5 импульсов счетчика б числа воздействия и схему

2 прекращения цикла в "0".

Селектор I представляет собой схе-"0 му, которая осуществляет коммутацию трех входов, соединенных с датчиком

4 момента удара, блоком 3 прекращения подъема и мультиплексором 16, на один выход, соединенный с входом синхронизации распределителя 5.импульсов, в зависимости от кода присутствующего на управляющих входах селектора 1 соединенных с распределителем 5 импульсов. 50

Устройство управления источником сейсмических волн работает следующим образом, В задатчике 14 числа источников, в качестве которого может быть приме-М нен переключатель, имеющий, например, три выхода и три положения(при изменении положения переключателя уровень логической единицы попеременно появляется на одном из трех его выходов), устанавливается число, равное числу сейсмических импульсных источникоН, работающих в группе, например три. Таким образом, определена частота следования импульсов на выходе счетчика 13 с переменным коэффициентом деления (чем больше число источников в группе, тем выше частота следования импульсов1., и определено число разрядов в кольцевом счетчике, образованном регистром 15 сдвига и селектором 17 (число разрядов равно числу источников в группе). В задатчике 18 номера источника, в качестве которого может быть применен переключатель, аналогичный примененному в блоке 14, устанавливают число соответствующее номеру источника., При группе из трех источников один из источников имеет номер 1, другой2, а третий-3, В задатчике 11 начальных параметров, в качестве которого также может быть применен пере-. ключатель, имеющий число кодов на своих выходах соответствующее числу кодов вырабатываемых генератором 10 шума, выставляется код (начальный блок ). Так как число накопления воздействий меньше чем число символов в ш - последовательности, то этот начальный блок определяет сегмент .rn --последовательности. Желательно ,выбрать сегменты п -последовательности, которые по своим корреляционным свойствам стоят ближе к целой в "последовательности.

При включении питания схема 7 установки исходного положения устанавливает распределитель 5 импульсов, счетчик 6 числа воздействий и схему

2 прекращения цикла в "0". В качест" ве счетчика 6 числа воздействий может быть использован двоичный счетчик на число, равное необходимому числу воздействий, например на 16.

В качестве схемы 2 прекращения цикла может быть применен КБтриггер с двумя R-входами и одним

S-входом. На выходах распределителя

5 импульсов присутствуют уровни логической единицы, усилитель мощности выключен. Исполнительный орган 9 обесточен. В случае применения уст» ройства управления источником сейсмических волн на сейсмическом им пульсном источнике ударного типа, в

115750 качестве исполнительного органа 9 может быть применен трехпозиционный электрогидрораспределитель, управляющий гидроцилиндром, осуществляющий сброс и подъем рабочего органа источника — груза (не указан ).

3 обесточенном состоянии электрогидрораспределителя перемещение гидроцилиндра не происходит. Груз © висит, На выходе схемы 2 прекращения цикла присутствует уровень логической единицы. При этом происходит установка счетчика 13 с переменным коэффициентом деления в "0", а также установка в исходное положение генератора 10 шума и сдвигающего регистра 15. Пуск в работу устройства управления источником сейсмических волн осуществляется прн установке в "1" схемы 2 прекращения цикла.

Пуск производится подачей сигнала на вход внешнего запуска, либо от кнопки "Пуск", либо с выхода декодирующего устройства которое принимает и выделяет закодированный сиг-. нал "Пуск", посланный с сейсмостанции. Если несколько источников работает в группе, запуск на них подается одновременно. При установке схемы 2 прекращения цикла в "1" на его выходе появляется уровень логического "0". При этом счетчик 13 с переменным коэффициентом деления начинает деление входной частоты, .поступающей на него с генератора 12 ЗЗ постоянной частоты. С выхода счетчи-ка 13 с переменным коэффициентом деления импульсы напряжения поступают на вход генератора 10 шума и сдвигаиицего регистра 15, Генератор

10 шума вырабатывает rn-последовательность. т.е. на выходе его появляются уровни логических нулей и единиц, чередования которых происходят по псевдослучайному закону, Кольцевой счетчик образоваиный.из регистра

15 сдвига и селектора 17, начинает продвижение "1" в соответствии с по-. лучением тактовых импульсов. IIDH совпадении сигналов на входах муль.типлексора с выходов регистра 15 сдвига и задатчика 18 номера источника, а также наличии на стробирующих входах уровней логических единиц на выходе мультиплексора появля- - 1 ется сигнал, поступающий на вход селектора 1.Таким образом, появление сигнала на выходе мультиплексора 16

2 8 у источника Ф 1 возможно лишь при наличии уровня единицы на первом выходе, регистра 15 сдвига, т.е. на первом такте, у источника Р 2 на втором такте, у источника У 3 на третьем такте. На входе 13 селекl тора 1 присутствует уровень логической единицы (при нулевом положении распределителя импульсов 7. Сигнал с выхода мультиплексора 16, пройдя через селектор 1, синхронизирует распределитель 5 импульсов и переводит

его в первое положение, при котором на его выходе 11 появляется уровень логической единицы, а на выходе

17 — уровень логического нуля. Через усилитель 8 мощности подается напряжение на вход трехпозиционного элект- . рогидрораспределителя исполнительного органа 9. При этом происходит сброс груза. При ударе груза о землю ,датчик 4 момента удара (в качестве датчика момента удара может быть применен сейсмоприемник, или акселерометр с согласующим усилителем ) выдает сигнал, который записывает в счетчик 6 числа воздействий единицу, и пройдя через селектор l, поступает на вход синхронизации распределителя 5 импульсов и переводит его во второе положение, при этом на выходе его появляется уровень логического нуля. При этом через усилитель 8 мощности происходит вклю" чение электрогидрораспределителя исполнительного органа 9 на подъем груза. Блок 3 прекращения подъема, в качестве которого, например, может быть применен одновибратор (длина импульса, который он вырабатывает, равна времени подъема), вырабатывает импульс, по концу которого сигнал, пройдя через селектор 1. переводит распределитель 5 импульсов в нулевое положение. При этом на его выходе появляется уровень логической едини:цы. Усилитель 8 мощности при этом выключен, электрогидрораспределитель 9 обесточен, груз зависает, Далее работа устройства управления источником сейсмических волн повторяется до тех пор, пока счетчик 6 числа воздействий не заполняется. После этого он устанавливает схему 2 прекращения цикла в нуль, которая в свою очередь запрещает прохождение сигнала через мультиплексор 16 и устанавливает регистр 15 сдвига, генератор 10 шума, ° и счетчик 13 с переменным коэффици9 1 1 57502 10 ентом деления в исходное положение.

Далее работа устройства происходит лишь после прихода сигнала запуска на вход внешнего запуска схемы 2 прекращения цикла. 5

Как следует из изложенного, устройство управления источником сейсмических волн позволяет проводить совместную работу нескольких источников сейсмических воли. При этом воздей- 10 ствия производятся через интервал времени, определяемый псевдослучайной п -последовательностью, причем ,минимальное время между воздействия ми определяется из соотношения 1S

Т

1ti ll где Т вЂ” минимальный период осуществления воздействий импульсным 30 источником сейсмических волн;

1,.„ - минимальный интервал времени между воздействиями при работе группы источников;

n — количество источников, рабо- 25 тающих в группе.

Уменьшение времени между воздействием при работе группы источников достигается за счет того, что каждый источник вступает в работу по очереди в соответствии с порядковым номером, присвоенным ему, а в это время другие источники подготавливаются к осуществлению очередных воздействия, т.е, пауза, необходимая для подготовки источника к другому воздействию, заполняется воздействиями источников уже успеврях закончить эту подготовку, и чем больше источников в группе, тем меньше эта пауза.

По сравнению с известным устрой" ством предлагаемое устройство позволяет повысить разрешающую способность сейсморазведки, так как оно позволяет повысить частоту следования воздействий при работе группы сейсмических импульсных источников с изменяющимся по псевдослучайному закону интервалом времени между воздействия- . ми.!

157502

Составитель Г. Бокарев

Редактор А. Шандор ТехредЖ.Кастелевич Корректор:А. Обручар

Заказ 3364/45 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

lIo делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4