Донная магнитотеллурическая станция

 

1. ДОННАЯ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, содержащая гермоконтейнер , датчики магнитного поля, магнитометр , аналого-цифровой преобразователь , коммутатор, задающий генератор , регистратор, датчики электрического поля, электрометр, устройство ориентации, причем выходы датчиков магнитного поля соединены с входом магнитометра, а выходы датчиков электрического поля соединены с входом электрометра, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности , она содержит запоминающее устройство, счетчик импульсов, две схемы ИЛИ, схемуИ, переключатель, мультивибратор, устройство управления , второй и третий коммутаторы, первый и второй ключи управления, причем выходы электрометра и магнитометра соединены с входами соответствующих каналов первого коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входными каналами второго и третьего коммутаторов, причем входные каналы второго коммутатора подключены параллельно входным каналам младших разрядов третьего коммутатора , выходы второго и третьего коммутаторов подсоединены к первому я второму входам первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом регистратора , управляющие входы второго и с VS . третьего коммутаторов соединены с выходами первого и второго ключей (Л управления, сигнальные входы которых подсоединены к первому выходу переключателя , а управляющие входы присоединены к противоположным выходам мультивибратора, управляющий вход г коммутатора соединен с первым выхоьо дом устройства управления, вход мульЧ тивибратора подсоединен к второму О выходу устройства управления, первый вход которого соединен с выходом вто-. со рой схемы ИЛИ, входы которой подсое00 динены к выходам старших каналов второго и третьего коммутаторов, второй вход устройства управления, соединен с первым выходом счетчика импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу первой схемы ИЛИ, первый вход счетчика импульсов соединен с вторым выходом переключателя, второй вход соединен с выходом схемы И, входы которой соединены с выходами старших каналов первого и второго коммутаторов, старший канал коммутатора соединен такжес третьим входом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ1270733

151 С 01 V 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3506953/31-25 (22) 27.10.82 (46) 15.11.86. Бюл. Ф .42 (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко, Специальное конст;>укторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В. Карпенко (72) H.È. Калашников, В.Е. Корепанов, В.В. Сочельников, Т.И. Синявский, В.А. Тарасевич, В.Н. Хомич и P.Н. Чжу (53) 550.837 (088.8) (56) 1. Патент США 9 3514693, кл. С 01 V 3/00, опублик. 1970.

2. Новыш В.В. и др. Морская магнитометрическая аппаратура. Сер. Морская геология и геофизика. М., ОЦНТИВИЭМС, 1974, с. 41. (54)(57)1. ДОННАЯ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, содержащая гермоконтейнер, датчики магнитного поля, магнитометр, аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, задающий генератор, регистратор, датчики электрического поля, электрометр, устройство ориентации, причем выходы датчиков магнитного поля соединены с входом магнитометра, а выходы датчиков электрического поля соединены с входом электрометра, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности, она содержит запоминающее устройство, счетчик импульсов, две схемы ИЛИ, схему И, переключатель, мультивибратор, устройство управления, второй и третий коммутаторы, первый и второй ключи управления, причем выходы электрометра и магнитометра соединены с входами соответствующих каналов первого коммутатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входными каналами второго и третьего коммутаторов, причем входные каналы второго коммутатора подключены параллельно входным каналам младших разрядов третьего коммутатора, выходы второго и третьего коммутаторов подсоединены к первому и второму входам первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом регистратора, управляющие входы второго и . третьего коммутаторов соединены с выходами первого и второго ключей управления, сигнальные входы которых подсоединены к первому выходу переключателя, а управляющие входы при- С а соединены к противоположным выходам мультивибратора, управляющий вход коммутатора соединен с первым выходом устройства управления, вход мультивибратора подсоединен к второму выходу устройства управления, первый 4 вход которого соединен с выходом вто-. 4 рой схемы ИЛИ, входы которой подсое- ©д динены к выходам старших каналов вто- (ф рого и третьего коммутаторов, второй вход устройства управления. соединен с первым выходом счетчика импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу первой схемы ИЛИ, первый вход счетчика импульсов соединен с вторым выходом переключателя, второй вход соединен с выходом схемы И, входы которой соединены с выходами старших каналов первого и второго коммутаторов, старший канал коммутатора соединен также с третьим входом

127073 устройства управления, третий выход которого соединен с управляющим входом переключателя, сигнальный вход которого соединен с задающим генератором, а третий выход подсоединен к первому входу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первый выход подсоединен к четвертому входу первой схемы ИЛИ, а. второй вы- ход соединен с четвертым входом устройства управления.

2. Станция по п,.1, о т л < ;. а ющ а я с я тем, что, с целью оперативного получения информации об ориентации, она содержит индикатор ориентации, а устройство ориентации выполнено в виде колец Гельмгольца на кардановом подвесе, магнитно-связанных с датчиками магнитного поля, при этом управляющие входы системы ориентации и индикатора ориентации присоединены к четвертому выходу устройства управления.

Изобретение относится к геофизике, а именно к устройствам для электромагнитного зондирования земной коры.

Известна донная магнитотеллурическая станция, содержащая аппаратуру для отбора информации о магнитотеллурическом поле и регистрирующее устройство, расположенное на поверхности и соединенное с измерительной аппаратурой кабелем t1J..

Однако указанное устройство можно использовать только на мелководье, причем передача сигнала кабеля сопряжена со значительными технологическими трудностями и требует постоянного присутствия на яркой стоянке корабря-регистратора.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является донная магнитотеллурическая станция, содержащая гермоконтейнер, датчики магнитного поля, магнитометр„ аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, задающий генератор, регистратор, датчики электрического поля, электрометр, устройство ориентации, причем выходы датчиков магнитного поля соединены с вхоцом магнитометра, а выходы датчиков электрического поля соединены с входом электрометра 32).

Известное устройство характеризуется низкой надежностью, поскольку наличие сбоев приводит к потере информации; при больших изменениях амплитуды сигналов затруднено соединение участков записи.

Кроме того, устройство ориентации этой станции мало надежно из-за того, что кардановый подвес работает непосредственно в агрессивной среде— морскои воде.

Цель изобретения — повьш ение надежности.

Указанная цель достигается тем, что донная магнитотеллурическая станция, содержащая гермоконтейнер, датчики магнитного поля, магнитометр, 1О аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, задающий генератор, регистратор, датчики электрического поля, злектрометр, устройство ориентации, причем выходы датчиков магнитного поля соединены с. входом магнитометра, а выходы датчиков электрического поля соединены с входом электрометра, содержит запоминающее устройство, счетчик импульсов, две схемы

2О ИЛИ, схему И, переключатель, мультивибратор, устройство управления, второй и третий коммутаторы, первый и второй ключи управления, причем выходы электрометра и магнитометра сое2» динены с входами соответствующих каналов первого коммутатора, выход которого соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующиЗО ми входными каналами второго и третьсго коммутаторов, причем входные каналы второго коммутатора подключены параллельно входным каналам младших разрядов третьего коммутатора, выхоЗ» ды второго и третьего коммутаторов подсоединены к первому и второму входам первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом регистратора, управляющие входы второго и третьего

1270733 коммутаторов соединены с выходами первого и второго ключей управления, сигнальные входы которых подсоединены к первому выходу переключателя, а управляющие входы присоединены к противоположным выходам мультивибратора, управляющий вход коммутатора соединен с первым выходом устройства управления, вход мультивибратора подсоединен к второму выходу устройства управления, первый вход которого соединен с выходом второй схемы

ИЛИ, входы которой подсоединены к выходам старших каналов второго и третьего коммутаторов, второй вход устройства. управления соединен с первым выходом счетчика импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу первой схемы ИЛИ, первый вход счетчика импульсов соединен с вторым выходом переключателя, а второй вход соединен с выходом схемы

И, входы которой соединены с выходами старших каналов первого и второго коммутаторов, старший канал первого коммутатора соединен также с третьим входом устройства управления, третий выход которого соединен с управляющим входом переключателя, сигнальный вход которого соединен с задающим ЗО генератором, а третий выход подсоединен к первому входу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первый выход подсоединен к четвертому входу первой схемы ИЛИ, а второй выход соединен с четвертым входом устройства управления.

Кроме того, донная магнитотеллурическая станция, с целью оператив- 4О ного получения информации об ориентации, содержит индикатор ориентации; а устройство ориентации выполнено в виде колец Гельмгольца на кардановом подвесе, магнитно-связанных с 45 датчиками магнитного поля, при этом управляющие входы системы ориентации и индикатора ориентации присоединены к четвертому выходу устройства управления. 50

На .чертеже изображена функциональная схема донной магнитотеллурической станции.

Донная магнитотеллурическая станция содержит датчики электрического поля 1 и датчики магнитного поля 2, гермоконтейнер 3, электрометр 4, магнитометр 5, коммутатор 6, аналогоцифровой преобразователь 7, второй коммутатор 8, третий коммутатор 9, первый.и второй ключи управления 10 и 11, мультивибратор 12, задающий генератор 13, переключатель 14, первую схемы ИЛИ 15, регистратор 16, устройство управления 17, запоминающее устройство 18, вторую схему ИЛИ

19, схему И 20, счетчик импульса 21, устройство ориентации 22 и индикатор ориентации 23.

Донная магнитотеллурическая станция работает следующим образом.

Сигналы от датчиков электрического

1 и магнитного 2 поля, расположенных

1 вне гермоконтейнера 3, поступают на электрометр 4 и магнитометр 5.

Выходные сигналы электрометра 4 и .магнитометра 5 поступают на коммутатор 6, а с его выхода сигналы поочередно подаются на аналого-цифровой преобразователь 7. Сигналы в двоичном виде подаются на второй коммутатор 8, подключенный только к старшим разрядам аналого-цифрового преобразователя 7, и на третий коммутатор 9, подключенный ко всем раз-. рядам аналого-цифрового преобразователя 7. Второй коммутатор 8 работает в том случае, когда открыт его ключ управления 10, а третий коммутатор

9 работает, когда открыт ключ управления 11. Разрешение на открытие ключей управления 10 и 11 дает мультивибратор 12 со своих противоположных выходов . Через ключи управления 10 и ll поступают импульсы от задающего генератора 13 через переключатель 14, к приходу которых через первую схему

ИЛИ 15 на регистратор 16 поочередно подаются коды выходных сигналов аналого-цифрового преобразователя 7.

В исходном состоянии устройство управления 17 устанавливает переключатель 14 таким образом, что импульсы считывания от задающего генератора 13 поступают на запоминающее устройство 1 8, с первого выхода которого через первую схему ИЛИ 15 в регистратор 16 записывается номер-идентификатор полного кадра. Эти же импульсы от задающего генератора 13 по второму входу запоминающего устройства 18 поступают в него для запоминания кода текущего бортового времени.

После идентификатора полного кадра записывается бортовое время, являющееся одновременно и номером полног

12707,3 б тупает на устройство управления !7 и переводит систему в режим регистрации полного кадра. Цикл работы повторяется вновь. Выбором числа каналов во втором коммутаторе 8 и коэффициента счета счетчика импульсов 21 можно регулировать количество региструемых младших разрядов и количество укороченных кадров„ приходящееся на !

О один полный.

Введение номеров-идентификаторов полного кадра позволяет увеличить достоверность расшифровки полученной информации, поскольку при наличии

15 сбоев в работе или пропусков целых о- слов привязка к индентификаторам позволяет определять длину утраченного слова и место регистрированной информации.

20 Кроме описанного основного цикла работы устройство управления 17 в начале или в конце работы во время полного кадра подает импульс постоянного напряжения заданной длительности на устройство ориентации 22 и индикатор ориентации 23. При этом устройство ориентации 22, состоящее

% кадра. После выдачи последнего разряда из запоминающего устройства 18 по второму выходу поступает импульс в устройство управления !!, которое переключает переключатель 14 и мультивибратор 12, который устанавливает ся в такое положение, при котором открыт ключ управления 11 и на третий коммутатор 9 поступают импульсы от задающего генератора 13. В регистратор 16 через первую схему ИЛИ

15 записывается полная информация с выхода аналого-цифрового преобразователя 7. После окончания записи третий коммутатор 9 подает импульс в устройство управления 17 через вт рую схему ИЛИ 19, который через уст ройство управления 17 поступает на первый коммутатор 6 и подключает к входу аналого-цифрового преобразова теля следующий измерительный канал.

Далее процесс регистрации происходит аналогично до окончания регист рации старшего измерительного канала когда со старшего канала первого ком мутатора 6 поступает импульс, который через устройство управления 17 переключает мультивибратор 12, и открывается ключ управления 10. Происходит аналогичный процесс записи на регистратор укороченных слов. Разрешение на переключение первого коммутатора 6 поступает через вторую схему ИЛИ 19 с выхода старшего канала второго коммутатора 8 и одновременно 35 поступает через схему И 20 на счетчик импульсов 21, который срабатывает тогда, когда одновременно на второй вход схемы И 20 поступает импульс от старшего канала первого ком- мутатора 6. Происходит счет .числа коротких кадров, каждый из которых содержит только старшие разряды всех измерительных каналов. В начале каждого короткого кадра устройство уп- 45 равления 17 с помощью переключателя

14 подает считывающие импульсы на счетчик импульсов 21, который по второму выходу через первую схему ИЛИ .15 записывает номер короткого кадра 511 в регистратор 16. После записи старшего разряда номера короткого кадра устройство управления 17 с помощью переключателя 14 вновь подает импульсы считывания на второй коммутатор 8.55

Через определенное число коротких кадров, например 32, с первого выхода счетчика импульсов 21 сигнал посиз подвешенных на кардановом подвесе колец Гельмгольца, магнитно-связанных с датчиком магнитного поля 2 и расположенных в гермоконтейнере датчика (или вместе с ним — в общем гермоконтейнере), в момент подачи импульса создает дополнительный магнитный поток и на регистраторе !6 записывается суммарное магнитное.поле. Приращения суммарно-магнитного поля по трем ортогональным осям соответствуют углу между местной вертикалью и вертикальной осью донной магнитотеллурической станции. Одновременно в индикаторе ориентации 23 тот же импульс расплавляет легкоплавкое фиксирующее вещество, которое после окончания импульса застывает и фиксирует положение донной магнитотеллурической станции относительно местной вертикали и направления на Север, что позволяет определить ориентацию в процессе работы сразу же после извлечения донной магнитотеллурической станции со дна.

Изобретение позволяет повысить надежность работы станции, упрбстить обработку информации благодаря использованию регистрации на магнитном ,носителе номеров-индентификаторов

Составитель В. Попадько

Техред И.Попович Корректор М. Самборская

Редактор М. Бандура

Заказ 6240/49

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полных кадров и, кроме того, упростить устройство ориентации станции, что позволяет получать более достоl270733 8 верную и точную исходную информацию и применять машинные методы обработки.