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L'invention a pour objet un dispositif pour effec-
tuer successivement la transmission sequentielle de signaux
par raclio ou cable, entre un système cen-tral de commande et
d'enregistrement et une pluralite d'ensembles d'acquisition
cle donnees disposes à des emplacements diEEerents.
La presente invention peut s'appliquer par exemple
~i la transmission sequentielle par radio ou par câble, à
un système cen-tral de commande et d'enregistrement, de donnees
sismiques recueillies par une pluralite d'ensembles d'acqui-
sition de donnees contenus dans des boî-tiers ou des bouees
disposes à une certaine distance les uns des autres. Les
donnees transmises sequentiellement sont dans ce cas des
signaux engendres par des capteurs sismiques (geophones ou
hydrophones) ou des groupes de capteurs interconnectes en
série ou en parallèle, repartis le lon~ d'un profil sismique
à etudier, en reponse aux echos sur des couches souterraines
dlondes sismiques transmises dans le sol par un generateur
d'ondes approprie. Les capteurs ou groupes de capteurs dis-
poses le long du profil sont repartis habituellement en plu-
sieurs ensembles, les capteurs de chaque ensemble etant con-
nectes à un appareil d'acquisition de donnees adapte à
ampliier les signaux sismiques analogiques qui lui sont
simultanement transmis, à les numeriser puis à les enregis-
trer.
La transmission des donnees memorisees par chaque
appareil d'acquisition peut s'effectuer selon l'invention
par voie hertzienne ou par câbles de transmission. Une telle
transmission peut s'effectuer comme suit. Le système cen-
tral de commende transme-t successivement des ordres de trans-
mission, generalement sous une forme codee, aux differents
appareils d'acquisition. Ces ordres de transmission, pre-
cedes d'un signal d7adresse permettant d'identifier l'ap-
pareil d'acquisition concerne, sont achemines par des lignes
conductrices ou par radio vers les differents boltiers ou
.-~
bouees reparties sur le terrain. Lorsque chaque appareil
d'acquisition a detecte l'ordre de transmission speci.fique
qu:L :Le conccrnc, il transmct alors les donnces qu'il a me-
morisees au système de commande e-t d'enregistremen-t par
un cable clc :Lialson particulier ou bien se connecte pendant
un certain temps sur une ou plusieurs lignes de -transmission
communes .
Les liaisons par radio sont plus simples à etablir
mais la quali-te des transmissions est parfois defectueuse
lorsque le terrain ou sont deposes les boitiers ou les
bouées est très acciden-té ou lorsque des obstacles s'oppo-
sent à la bonne -transmission des ondes hertziennes (forêts
épaisses par exemple). Les liaisons par cables sont en
general très fiables quel que soit la nature ou le relief
du terrai.n, mais leur mise en oeuvre necessite des opérations
longues et couteuses de pose et de dépose de lignes conduc-
tri.ces, surtout dans les régions de montagnes ou de marécages.
I,es disposi-ti:Es de -transmission connus employés en
prospection sismique terres-tre utilisent généralement les
liaisons par radio, plus faciles à mettre en oeuvre que les
liaisons par cables~ et ne peuvent etre aisément adaptés à
utiliser alternativement l'autre mode de transmission,
lorsque les transmissions hertziennes deviennent défectueu-
ses.
Le but de la présente invention est donc un dispo-
sitif de transmission adapté à utiliser indifféremment les
liaisons par radio ou par câbles, lorsque les conditions de
transmission rendent possible ou préférable l'un ou llautre
de ces modes de liaison, par exemple pour acheminer vers
un systèrne central de commande et d'enregistremen-t les don-
nées recueillies par une pluralité d'appareils d'acquisition
de données disposés à des emplacements différents.
Plus par-ticulièrement, selon l'invention, il est
prévu un dispositif pour effectuer successivement la trans-
-- 2 --
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mission sequentielle de signaux par radio ou par câble
entre un système cen-tral de commande e-t d'enregistrement de
donnees et une pluralite d'appareils d'acquisition de don-
nees disposes a des emplacements differents, comportant des
moyens d'emission et de reception par radio associes au
systeme cen-tral de commande et d'enregistrement et aux
appareils d'acquisltion de données, caractérise en ce qu'il
comporte au moins un cable de transmission adapte à etre
connecte d'une part au système de commande et d'enregistre-
ment et d'autre par-t aux appareils d'acquisition de données
par des moyens d'interconnexion, et des moyens pour neutra-
liser les moyens d'emission et de reception par radio asso-
cies à chaque appareil d'acquisition, lorsque la connexion
de celui-ci au câble de transmission est etablie.
Selon un mode de realisation préferé de l'invention
la connexion de chaque appareil d'acquisition au câble de
transmission est établie par exemple au moyen de connecteurs
amovibles et la neutralisation des moyens d'émission et de
réception par radio associes à chaque appareil d'acquisition
est effectuée au moyen d'un commutateur au moins, actionné
par l'intermédiaire dudit connecteur.
Selon un autre mode de réalisation préfére de l'in-
vention, le système central de commande et d'enregistrement
comporte par exemple un ensemble de selection de voies de
réception, adapté à relier à un enregistreur le câble de
transmission ou les moyens de réception par radio associés
au système central, selon que les données transmises par
les appareils d'acquisition sont acheminées respectivement
par l'une ou l'autre voie.
Une commutation automatique des appareils d'acquisi-
tion sur le câble de transmission ou sur les moyens d'emission-
recep-tion par radio, suivan-t que le câble est connecte ou
deconnecte, peut donc rendre instantanee l'adaptation des
appareils d'acquisition, contenus par exemple dans des
~Qg~t ~
bol-tiers ou bouées repartis sur le -terrain, au mode de
transmission choisi, particulièremen-t si les moyens d'enre-
gistrcmen-t clu systeme central sont commutes écJa:lemL~n-t de
maniere au-tomatique sur la voie choisie d'acheminement des
donnees.
D'autres caracteristiques et avantages du dlsposi-tif
selon l'invention apparal-tron-t à la lecture de la description
d'un mode de realisation preféré de l'inven-tion, choisi a -ti-
-tre d'exemple non limita-tif, en se référant aux dessins annexés
sur lesquels:
- la figure :l représente deux boltlers ou bouées quelconques
d'une série, pourvus de moyens d'émission et de réception
par radio et connectes par un câble de transmission a deux
lignes a l'entree d'un systeme de commande e-t d'enregis-tre-
ment;
- la figure 2 représente schématiquement un ensemble électro-
nique con-tenu dans chaque boîtier et comportant un appareil
d'acqui.sition de données associé a des moyens d'émission
et de réception par radio, à des moyens de neutralisa-tion
de ceux-ci et à des moyens d'interconnexion d'un câble de
transmission, et
- la figure 3 représen-te schématiquement le système de commande
e-t d'erLregistrement adapté à émettre des signaux de commande
et à recevoir des données sur une au moins des deux voies
de transmission différen-
_/
, ~
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/
/
/
/
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- 3a -
2~
tes (liaison par câble e-t par voie hertzienne).
Le dispositif de transmission représenté à la figure 1
es-t adap-té à la transmission de signaux entre un système de commande et
d'enregistrement 1 disposé sur un véhicule par exemple et une pluralité
de boî-tiers ou de bouées B1 ... B disséminées sur le terrain, contenant
chacun une batterie d'accumulateurs S1 ...S alimentant en électricité
un ensemble électronique El ... E (représenté plus en détail à la figure
2) comportant des moyens d'émission et de réception par radio (non re-
présen-tés) communiquant, par l'intermédiaire d'antennes Y1 ... Yn portées
par les différents boltiers et d'antennes 2 et 3 installées surle véhi-
cule par exemple, avec des moyens d'émission et de réception inclus dans
le systèrne central de commande et d'enregistrementl(cf. figure 3). Le
dispositif de transmission comporte égalernent un câble de transmission
constitué de deux lignes bifilaires L1, L2 pouvan-t être connectées respec-
tivement au système central de commande et d'enregistrement et aux diffé-
rents bo;tiers B1 ... B par des moyens d'interconnexion (non représentés)
qui seront décrits ultérieurement.
I~a ligne L1 est affectée à la transmission des signaux
de commande. Cette ligne Ll, alimentée par un générateur de courant mo-
dulé inclus dans le système central (figure 3), interconnecte en sérieune pluralité de résistances R1 ... R . Les tensions développées dans
les résistances Rl ... R par le passage du courant modulé, sont appli-
quées respectivement aux ensembles électroniques El ... E contenus dans
les boîtiers B1 ... B , par l'intermédiaire de transformateurs élévateurs
de tension T1 ... T .
La ligne L2 est affectée à la transmission des données
depuis les appareils d'acquisition jusqu'au système central 1. Chaque
ensemble électronique El ... E peut se connecter sur la ligne L2 en dé-
clenchant un relais R21 ... R2 commandant des commutateurs doubles
C31 ... C3n, et transmettre les données recueillies par l'apparei.l d'ac-
quisition qui y est contenu. La ligne L2 es-t fermée par son impédance
caractéristique ~ .
La transmission des signaux de commande aux différents
boîtiers es-t effectuée par voie hertzienne ou par l'in-termédiaire de la
ligne Ll, en modulant un signal porteur à une première fréquence Fl.
La modulation est du type connu sous le nom de FSK (frequency shift ke-
ying). La transmission des données depuis les bo~iers Bl ... B jusqu'au
système central de commande et d'enregistrement 1 est effectuée par voie
hertzienne ou au moyen de la ligne L2, en modulant un signal porteur à
une seconde fréquence F2. La modulation est effectuée par exemple suivan-t
le code HDB 3 bien connu des spécialistes. I,a transmission des données
est effectuée séquentiellement par les différents boltiers. A la réception
d'un ordre de transmission qui le concerne spécifiquement et après dé-
codage, chacun des boltiers Bl... B se connecte sur la ligne L2 en com-
mandant la fermeture des commutateurs associés C31 ... C3 .
L'agencement de chaque ensemble électronique El ... E
et les moyens d'interconnexion des lignes Ll, L2 à chaque boîtier (Bl
... B ) seront décrits en se référant à la figure 2. Les lignes bifilai-
res Ll et L2 sont connectées à intervalles réguliers à un connecteur
femelle 4. Un des fils conducteurs de la li~ne Ll est connecté à deux
prises 41, 42 de ce connecteur 4 qui sont réunies par une résistance Rl
(figure 1 également). Les deux fils conducteurs de la ligne de transmis-
sion L2 sont respectivement connectés à deux autres prises 43 et 44
et un fil conducteur 26 court-circuite les deux dernières prises 45, 46
du cor,necteur 4.
Cc connecteur ~cmclle 4 cst adaptc ~ vcnir s'cmboîtcr sur
un connactcur mâlc 5 à six brochcs fixé au boîticr Bl. Aux priscs 41 ct
42 correspondent deux broches 51, 52 reliées élec~riquement aux bornes
de l'enroulement primaire du transformateur Tl (figure l). Aux prises 43,
44 correspondent deux broches 53, 54 respectivement connectées aux deux
bornes de sortie du commutateur C3l~ actionné par le relais R21 (cf. fi-
gure l). Aux deux prises 45, 46 correspondent deux broches 55, 56 connec-
tées respectivement à une première borne d'un relais Rll et au pôle néga-
tif/de ~a batterie d'accumulateurs Sl. Le pôle positiE de la batterie
est connecté à une seconde borne du relais Rll et à la borne commune d'un
commutateur à deux entrées C21 commandé par le relais Rll. La borne d'en-
trée du commutateur C21, reliée à la borne commune, en position de repos du
relais Rll~ est connectée à la borne d'alimentation électri~ue V+ d'un
'7
éme-tteur d'ondes radio 6 et d'un récepteur d'ondes radio 7 de l'ensemble
électronique E1. Le relais Rll commande également un commutateur C11 à
deux entrées dont la borne commune est connectée à l'entrée d"ln démodu-
lateur FSK (8) inclus dans l'appareil d'acquisition de données Al de l'en-
semble électronique E1. L"~ne des bornes d'entrée du commu-tateur C11, reiiée
à l.a borne communelorsque le relais R11 n'est pas exci-té, est connec-tée
à la sortie du récepteur de radio 7 où sont disponibles les signaux re-
sus des moyens d'émission inclus dans le système de commande et d'enre-
gistrement 1 (figure l). L'autre borne d'entrée du commutateur C11 est
connectée à une extrémité de l'enroulemen-t secondaire du transformateur
T 1, l'autre e~trémité de celui-ci étant connectée a la masse ~e la batte-
~ie S 1.
La sortie du démodulateurFSK~ de l'appareil d'acquisi-
ti.on A1 est connectée à l'entrée d'un décodeur 9 adapté à extraire les
ordres transmis des signaux démodulés et à commander un organe de trai-
temen-t et d'enregistrement lO des signaux sismiques RS resus par les
différents récepteurs ou groupes de récepteurs ~non représentés) installés
sur le terrain. Sur commande du décodeur 9, l'organe de traitement et
d'enregistrement lO transmet les données qu'il a collectées à un élément
20 de codage 11 adapté à les traduire dans le code de transmission HDB 3,
choisi à titre d'exemple. Les bornes de sortie de l'élément de codage
11 sont connectées aux deux entrées du commutateur double C31 et égale-
ment à deux bornes d'entrées de l'émetteur de radio 6.
Une première borne du relais R21 est connectée au pôle
positif de la batterie S1, la seconde borne étant reliée à un élémen-t
d'activation 12 ac-tionné par le décodeur 9.
Les bornes d'entrée du récepteur de radio 7 et les bor--
nes de sortie de l'émetteur de radio 6 sont respectivement connectées
à l'antenne Y1 (figure 1).
Dans chacun des boltiers, l'appareil d'acquisition est
constitué par le démodulateur 8, le décodeur 9, l'organe de -traitement
et d'enregistrement lO et l'élément de codagell.~ les moyens d'intercon-
nexion sont constituéS par les connecteurs 4, 5 , le transformateur Tl et
J2~
les commutateurs C11 et C31, et les moyens de neutralisation de l'érnetteur
et du récepteur de radio sont constitués par le commuta-teur C21 et le
fil conducteur 26 intérieur à la prise femelle 4.
Chaque boîtier, tel que B1, fonctionne de la manière
suivante :
Lorsque le connecteur femelle 4 n'est pas connecté, le
relais R11 est au repos et la borne positive de la batterie est reliée
par l'intermédiaire du commutateur C21 aux bornes d'entrée de l'alirnenta-
tion V+ de l'émetteur et du récepteur d'ondes radio 6 et 7 permettant à
ceux-ci d'assurer les échanges de signaux de commande et de données entre
le boîtier B1 et le système central de commande et d'enregistrement 1
(figure 1). Les signaux de commande reçus par le radio-récepteur 7 par
l'intermédiaire de l'antenne Ylson-t démodulés et décodés par les éléments
8, 9. Si ces signaux concernent le boîtier B1 par exemple, le décodeur 9
commande le transfert des données requises, de l'organe de traiternent et
d'enregistrement 10 à l'élément de codage 11. Les signaux reçus correspon-
dant aux données codées par ce dernier sont dirigés vers les entrées de
l'émetteur de radio 6 qui les transmet par l'antenne Yl aux moyens de
réception par radio du système de commande et d'enregistrement 1 (figure
1). Le décodeur 9 commande également la fermeture du relais R21 par l'in-
termédiaire de l'élément d'activation 12 et la fermeture du commutateur
double C31. Mais, les broches 53, 54 étant déconnec-tées, les signaux
transmis au connecteur male sont inutilisés. Les données sont acheminées
exclusivement par voie radio.
Si le connecteur 4 est emboité sur le connec-teur 5,
le court-circuit 26 relie alors une borne d'entrée du relais Rl1 au
pôle négatif de la batterie S1. Le relais Rl1 est excité et le commuta-
teur C21 interrompt l'alimen-tation de l'émet-teur et du récep-teur d'ondes
radio 6, 7 qui sont neutralisés et cessent de fonctionner. Le commuta-
teur C11 ayant basculé, la tension à l'enroulement secondaire du trans-
forma-teur T1, correspondant à la tension de commande aux bornes de
la résistance Rl, est appliquée au démodulateur FSK 8 de l'appareil
d'acquisi-tion de données Al. I,es signaux de commande transitent mainte-
nant par ]a ligne Ll.
De la même maniere, si les signaux demodulés etdécodes par les elements 8 et 9 concernent specifi~uement
le boltier B1, le décodeur 9:commande le transfert des don-
nees requises, de l'organe de traitement et d'enregistrement10 à l'élement de codage 11, et également la fermeture du
relais R21. Les signaux issus de l'elément de codage 11 sont
appliqués d'une part aux broches 53, 5~ et par suite a la
ligne bifilaire L2 et, d'autre part, aux entrées de l'émet-
teur de radio 6. Mais ce dernier, ainsi que le récepteurd'ondes radio 7 ayant été neutralisé par l'interruption
de l'alimentation elec~rique (basculement de C21), les
signaux correspondant aux données à transmettre ne peuvent
être acheminées que par la ligne L2 vers le système de com-
mande et d'enregistrement 1.
Le systeme de commande et d'enregistrement 1représenté à la Figure 3 comporte un ensemble de commande 13
adapté à engendrer des signaux d'ordre ou de test pour les
différents boltiers ou bouées Bl ... Bn. Ces signaux sont
appliques aux entrees d'un modulateur FSK 14 dont les
sorties sont reliées d'une part à des moyens d'emission
par radio 15 connectes à l'antenne emettrice 3 (Figure 1) et
d'autre part à un genérateur de courant modulé 16 dont les
sorties sont reliées à l'enroulement primaire d'un trans-
formateur T2. La ligne Ll est adaptée à être connectée àl'enroulement secondaire de ce transformateurO
La partie réceptrice du systeme de commande et
d'enregistrement 1 comporte un transformateur T3 dont l'en-
roulement primaire est adapté à être connecté aux extrémités
de la ligne L2 de transmission des données. L'antenne
réceptrice 2 (Figure 1) est connectée aux entrées de moyens
de reception de signaux hertziens 17. Les sorties de ces
moyens de reception 17 et les sorties de l'enroulement
secondaire du transformateur T3 sont connectees respective-
ment aux entrees de deux répéteurs-régenerateurs ou repe-
teurs PC~ 18, 19 (produits par exemple par EXAR (maxque de
.~
-- 8 -
commerce) sous le numéro XRC 262). Chacun d'eux est adapté
à délivrer sur trois sorties, respectivement les signaux
resus codes suivant ].e code HDB 3 (sorties al, bl) les
signaux conjugues des signaux précédents (sorties al, bl )
et un signal d'horloge H engendré a partir des signaux codes.
Les sor-
- 8
.,~, i
)a
ties du répéteur PCM 18 sont connectées à trois entrées El, E2, E3 d'un
multiplexeur 20 d'un type connu, celles du répéteur PCM 19 à trois autres
entrées E'1, E'2, E'3 du même multiplexeur. En outre, les sorties a1,
a1 du répé-teur PCM 19 sont connectées par l'intermédiaire d'une porte
OU 21 à un basculeur monostable redéclenchable 22 du type CD 4057 par
exernple, dont le signal de sortie Q est appliqué, par l'intermédiaire
d'un transistor 23, à l'entrée de commande S du multiplexeur 20. Les
éleMents référencés 20 à 23 constituent l' ensemble de sélection de
voies.
Les sorties Ql' Q2' Q3 du multiplexeur 20 sont connec-
tées aux entrées d'un décodeur HDB 3 (24) adapté à reconstituer les si-
gnaux collectés par les différen-ts appareils d'acquisition Al ... A et
à les transmettre à un enregistreur 25.
~ orsque la tension à l'entrée S du rnultiplexeur cor-
respond au niveau bas, les sorties Q1' Q2~ Q3 sont respectivement connec-
tées aux entrées a1, a1, H. Si ce-tte tension correspond au niveau hau-t,
les sorties Q1~ Q2' Q3 sont respectivement connectées aux entrées ~1
b1, H-
Le système de commande et d'enregistrement 1 fonctionne20 de la manière suivante.
Les signaux engendrér, par l'ensemble de commande 13
sont appliqués simultanément, après modulation, au générateur de courant
16 et aux moyens d'émission 15. Les signaux de commande sont transmis
par voie hertzienne et également sur la ligne L1, si celle-ci es-t connec-
tée à l'enroulement secondaire du transformateur T2. Ils sont resus par
les récepteurs de radi~ 7 (figure 2) des différents boî-tiers (B1 ... Bn)
non connectés au cable de transmission (connecteur 4 non emboité) et par
l'intermédiaire dudit câble si la connexion est établie et le relais
R11, excité.
I,'ensernble de sélection de voies (20-23) de la partie
du sys-tème
réception/de cornmande et d'enregistremen-t 1 est adapté à détec-ter
'7
les signaux codés apparaissant aux bornes de sortie du répéteur 19 si
la ligne L2 est connectée à l'enroulement primaire du transformateur T3
et, dans ce cas, à commander la connexion des entrées a1, al, H aux sor-
ties Ql~ Q2~ Q3 du mul-tiplexeur 20. Si l'ensemble de sélection de voies
(20-23) détecte des signaux codés aux bornes de sortie du répéteur 18
et correspondant aux données resues par voie hertzienne, il les dirige
vers les sorties Q1' Q2' Q3 du multiplexeUr 20-
Lorsque certains boîtiers sont reliés au sys-tème de
commande et d'enregistrement 1 par la ligne L2 et certains autres par
voie hertzienne, la commutation automatique du décodeur HDB 3 (24) sur
la voie où les signaux sont successivement resus est effectuée par l'en-
semble de sélection de voies (20-23). En l'absence de signaux à la sortie
du répéteur i9, la -tension 5 fournie par le transistor 23 est à son ni-
veau hau-t et les sorties Ql~ Q2' Q3 du mul-tiplexeur sont connectées
automatiquement aux sorties des moyens de réception des signaux de radio
17 par l'intermédiaire du répéteur l~. Mais, si l'ensemble de sélection
de voies (20-23) détecte des signaux transmis par la ligne L2 et le ré-
péteur l9, il porte la tension S de commande à son niveau bas, ce qui
assure la commutation des signaux produits par ledit répéteur l9 sur
les sorties Q1' Q2~ Q3 du multiplexeur 20 .
Lorsque le câble de transmission n'est pas connecté
au système de comrnande et d'enregistrement, les signaux de commande des
diff`érents boîtiers ou bouées B1 ... B et les données qui en provien-
nent sont tous acheminés par voie hertzienne.
Lorsque le câble de transmission est connecté au sys-
tèrne de commande et d'enregis-trement l, les signaux de commande sont
émis simultan~rnent sur la ligne Ll et par voie hertzienne. Comme il a
été indiqué antérieurement, deux cas sont possibles. Si un boîtier quel-
conque n'est pas connecté au câble, il resoit des signaux de commande
et transrnet les données requises par voie hertzienne. S'il est connecté
sur le câble de transmission, l'émetteur et le récepteur de radio 6, 7
qu'il comporte, sont neutralisés e-t les informations qu'il échange avec
le système central de commande et d'enregis-trement l sont acheminées
~ ~A~ r
exclusivement par ledit câble.
Cet agencement permet d'établir des connexions sélec-
tives uniquement avec certains boî-tiers, lorsque l'on constate que les
liaisons radio avec ceux-ci sont défec-tueuses en raison du relief ou de
la végétation. Aucune connexion n'é-tant établie entre ],e câble et les
boltiers ou bouées pour lesquels les liaisons radio sont satisfaisan-tes,
on évite une grande part du travail d'interconnexion systématique par
lignes de transrnission, antérieurement requis.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en rempla-
sant les commutateurs Cll, C21, C31 et leurs relais de commande par tous
autres moyens électroniques équivalents.
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