專利名稱：一種三分量數(shù)字地震檢波器及其采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種地震勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種信號采集裝置及其方法，主 要用于地球物理勘探和信號檢測。
背景技術(shù)：
地震物理勘探是進(jìn)行石油勘探、煤炭勘探、水文及工程勘探的一種最常用、 最有效的勘探方法。地震勘探儀器是地震勘探進(jìn)行觀測和研究的工具，是地震 勘探方法和技術(shù)發(fā)展的關(guān)4A因素。
地震勘探儀器系統(tǒng)的硬件部分主要由前端多個(gè)地震^r波器和連接檢波器的 通訊線路和數(shù)據(jù)記錄單元等組成。檢波器根據(jù)采集命令，采集一定長度的地震 信號并將其轉(zhuǎn)換為信號數(shù)據(jù)后送給數(shù)據(jù)記錄單元存儲。
微機(jī)電數(shù)字檢波器，又稱MEMS檢波器，是近年來出現(xiàn)的新型檢波器，它一 般由MEMS加速度計(jì)和與之配套的電路組成。目前國內(nèi)使用的MEMS檢波器全部 為進(jìn)口，通常由專用器件構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)龐雜、價(jià)格和維修費(fèi)用昂貴、給維修帶 來不便。由于檢波器采用集中供電且不帶數(shù)據(jù)存儲器，采集時(shí)如發(fā)生斷電或連 接線發(fā)生故障，則檢波器釆集的數(shù)據(jù)就會丟失。地震勘探領(lǐng)域中使用時(shí)間最長、 最多的是電磁感應(yīng)結(jié)構(gòu)檢波器，通常稱為常規(guī)檢波器，它是一種速度傳感器。 常規(guī)檢波器價(jià)格低廉，但頻帶較窄(有效頻率一般在10Hz到200Hz之間)，動態(tài)范圍小(小于60dB),不適合高精度地震勘探;質(zhì)量較大，不便于攜帶，軸向干 擾大，不適于做三分量檢波器。另外由于輸出的是模擬信號而不是數(shù)字信號信 號，傳輸過程中容易受到干擾。傳統(tǒng)檢波器是無源的，內(nèi)部沒有電路，沒有存 儲功能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種三分量數(shù)字地震檢波器。 由高性能通用器件構(gòu)成，具有成本較低、能耗小、器件功能強(qiáng)、電路緊湊、連 接簡單、故障率低維修方便等特點(diǎn)。由于檢波器自帶FLASH存儲器和輕便鋰電 池，當(dāng)采集過程中連接線發(fā)生故障或上位機(jī)掉電時(shí)，采集不會突然中斷，由于 數(shù)據(jù)可被保存在FLASH存儲器中，數(shù)據(jù)也不會丟失。
本發(fā)明利用低價(jià)、節(jié)電、高效的通用芯片組成微機(jī)電地震檢波器，使電路 緊湊減少了故障，可有效的解決系統(tǒng)掉電或連接線斷開后數(shù)據(jù)丟失問題。為地 震勘探提供可靠、高效、方便的勘探手段。該檢波器可以單獨(dú)使用，也可由多 個(gè)檢波器串接組成地震采集系統(tǒng)，可用于多波多分量地震勘探的野外數(shù)據(jù)采集。
本發(fā)明為了上述發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案為
一種三分量數(shù)字地震檢波器，所述檢波器用于對探測的地震信號進(jìn)行采集、 處理和傳輸；
所述檢波器包括信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元 和電源；所述信號采集單元包括三分量加速度傳感器組，所述各個(gè)傳感器分別 與信號處理單元，主控單元進(jìn)行電連接；所述主控單元輸出控制信號至信號采集單元，在收到采集命令后，信號采 集單元探測加速度地震信號，并將地震信號傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，處理后?信號輸入進(jìn)主控單元，主控單元對信號進(jìn)行存儲，并通過所述信號通訊單元將 信號輸出。
為了實(shí)現(xiàn)檢測功能，所述檢波器還包括一測試單元，所述測試單元包括傳
感器組檢測模塊、存儲器檢測模塊和電壓檢測模塊；
所述傳感器組檢測模塊用于對各個(gè)傳感器進(jìn)行檢測，并發(fā)送檢測結(jié)果； 所述存儲器檢測模塊用于對各個(gè)存儲器進(jìn)行讀寫和校驗(yàn)，并將故障信號上
傳回主控單元；
所述電壓檢測模塊用于將電壓測試結(jié)果發(fā)回傳所述主控單元，并當(dāng)電壓低 于最低限定值時(shí)，電源指示燈l艮警；
所述主控單元將檢測信號傳輸給測試單元，并對上述各個(gè)部件進(jìn)行檢測并 將^f企測結(jié)果回傳，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。
為了實(shí)現(xiàn)多角度^^笨測，所述信號釆集單元為三分量MEMS加速度傳感器組， 即由在三個(gè)方向分量上的傳感器組成，用于多方位多角度對地震信號進(jìn)行探測 和采集；
所述信號處理單元包括多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器和存貯器；所述多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 用于將采集的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字信號存儲和輸出；所述存儲器 用于存貯當(dāng)系統(tǒng)故障或掉電時(shí)的采集數(shù)據(jù)；
所述主控單元包含數(shù)據(jù)存儲和處理芯片，用于發(fā)出控制信號并接收存儲數(shù)字信號；
所述信號通訊單元包括一高速通訊接口芯片，所述通訊接口芯片組與所述 主控單元的輸入/輸出端連接，通過所述通訊接口完成上傳數(shù)據(jù)信號和下傳命令 信號；所述電源為鋰電池。
為了便于安裝和移動，所述的地震檢波器還包括一個(gè)外殼體，所述信號采 集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元和電源設(shè)置封裝在ABS工程 塑料制成的外殼內(nèi)，外殼上裝有插座以連接通訊線。
本發(fā)明另一個(gè)技術(shù)方案為應(yīng)用所述三分量數(shù)字地震檢波器的一種采集方 法，所述檢波器包括信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元 和電源；所述信號采集單元包括三分量加速度傳感器組，所述各個(gè)傳感器分別 與信號處理單元、主控單元進(jìn)行電連接； 所述方法包括
(1) 初始化步驟；
(2) 發(fā)出命令步驟，用于主機(jī)發(fā)出操控指令；
(3) 命令解釋步驟，用于所述主控單元對指令進(jìn)行解釋；
(4) 處理命令控制信號步驟，用于所述主控單元對指令進(jìn)行判斷；
(5) 系統(tǒng)測試步驟，用于對傳感器試、存儲器和電壓進(jìn)行測試；
(6) 數(shù)據(jù)采集步驟，用于控制所述信號采集單元采集地震模擬信號；
(7) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟，用于將地震模擬信號輸入所述所述信號處理單元進(jìn) 行模數(shù)轉(zhuǎn)換；(8) 數(shù)據(jù)存儲步驟，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸入存儲進(jìn)所述主控
單元中；
(9) 數(shù)據(jù)傳輸步驟，用于將所述主控模塊中的信號回傳給主機(jī)；
(10) 結(jié)束
所述主控單元輸出控制信號至信號釆集單元，在收到采集命令后，信號釆 集單元探測加速度地震信號，并將地震信號傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧校幚砗蟮?信號輸入進(jìn)主控單元，主控單元對信號進(jìn)行存儲，并通過所述信號通訊單元將 信號輸出，完成采集過程。
在具體的方法中，所述(4)處理命令控制信號步驟，包括 (41)判斷步驟對控制信號進(jìn)行判斷；當(dāng)控制信號為測試命令，則進(jìn)入 步驟(5),將測試命令輸入所述的測試單元，進(jìn)行傳感器測試、存儲器測試和 電壓測試；否則，控制命令為數(shù)據(jù)采集步驟，進(jìn)入步驟(6),進(jìn)行地震數(shù)據(jù)采
集；
在所述步驟(9)中的數(shù)據(jù)傳輸步驟，采取多通道通訊方式進(jìn)行傳輸，以 完成上傳數(shù)據(jù)信號和下傳命令信號的過程。
本發(fā)明在不降低性能的前提下釆用價(jià)格較低、功能較強(qiáng)的通用芯片組成數(shù) 字檢波器，使電路非常緊湊，這樣就使系統(tǒng)故障率和采集成本大大下降，具有 非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)檢波器自帶輕便的鋰電池、電壓檢測電路和FLASH 存儲器，解決了連接線故障或電源故障引起的數(shù)據(jù)丟失問題，提高了數(shù)據(jù)采集 的安全性、可靠性。該檢波器可以單獨(dú)使用，也可由多個(gè)檢波器串接組成地震采集系統(tǒng)。
本發(fā)明的主要技術(shù)指標(biāo)
量程±lg
靈敏度〉lv/g
失真 < 0. 1%
頻率響應(yīng)0 - 500Hz
線性<±1%
動態(tài)范圍90dB
軸向干擾<1%
溫度范圍-40到+60。C
A/D輸出24位，△-E方式
A/D通道數(shù):4
采樣間隔0. 5 ms到400ms
每道最大釆樣點(diǎn)數(shù)7000點(diǎn)(lms采樣時(shí))
電池電壓范圍6-8. 4伏
最大傳輸速率6Mpbs
本發(fā)明在靈敏度、帶寬、阻尼、失真、線性度、軸向干擾等技術(shù)指標(biāo)上與 現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明在這些方面都有了明顯提高。


圖1為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的硬件連接示意圖2為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的通訊端口的原理示意圖;圖3為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的電路示意圖； 圖4為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的軟件流程圖。 具體各幅附圖的說明將在具體實(shí)施方式
中加以說明
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的硬件連接示意一種三分量數(shù)字地震檢波器，所述檢波器用于對探測的地震信號進(jìn)行采集、 處理和傳輸；
所述檢波器包括信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元 和電源；所述信號采集單元包括三分量加速度傳感器組，所述各個(gè)傳感器分別 與信號處理單元，主控單元進(jìn)行電連接；
所述主控單元輸出控制信號至信號采集單元，在收到采集命令后，信號采 集單元探測加速度地震信號，并將地震信號傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，處理后?信號輸入進(jìn)主控單元，主控單元對信號進(jìn)行存儲，并通過所述信號通訊單元將 信號輸出。 其中，
1、 所述信號采集單元為三分量MEMS加速度傳感器由三分量MEMS傳感器 及配套的ASIC電路組成。它檢測加速度地震信號，轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號輸出。
2、 所述信號處理單元包括多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器和FLASH存貯器；所述多路模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，用于將采集的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字信號存儲和輸出； 所述存儲器用于存貯當(dāng)系統(tǒng)故障或掉電時(shí)的采集數(shù)據(jù)。其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用24位低噪音多路;漠?dāng)?shù)轉(zhuǎn)換器ADS1256，它內(nèi)部帶有程序可控增益放大器。 它先將傳感器送來的信號放大，然后將放大后的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號。
3、 所述信號通訊單元包括一高速通訊接口芯片，所述通訊接口芯片組與所 述主控單元的輸入/輸出端連接，通過所述通訊接口完成上傳數(shù)據(jù)信號和下傳 命令信號。采用LVDS作為高速通訊接口芯片，檢波器通過通訊接口 LVDS接 收上位機(jī)的命令，將檢波器記錄的地震數(shù)據(jù)送給上位機(jī)，通信速度可達(dá)6兆 位/秒以上。上位機(jī)通過電源控制線使檢波器處于斷電或加電狀態(tài)。
4、 所述主控單元包含數(shù)據(jù)存儲和處理芯片，用于發(fā)出控制信號并接收存儲 數(shù)字信號。其包含ARM7芯片，型號為AT91SAM7S256，解釋和執(zhí)行上位機(jī)的 命令，回送檢波器的狀態(tài)，控制檢波器地震數(shù)據(jù)的采集、存儲和發(fā)送，檢測 電池電壓；
5、 電源部分電池采用7.5伏鋰電池，通過直流/直流變換器轉(zhuǎn)換成各部分 需要的不同電壓。
6、 外殼鋰電池和所有電路被封裝在ABS工程塑料制成的外殼內(nèi)，外殼上 裝有插座以連接通訊線。
在一個(gè)由多個(gè)檢波器組成的釆集系統(tǒng)中，數(shù)字地震檢波器采集地震波的過 程是這樣的在收到主機(jī)發(fā)出的采集命令后，地震信號傳感器檢測加速度地震 信號，該信號送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)被放大然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，主控單元將數(shù)字 信號進(jìn)行存儲，同時(shí)通過LVDS通訊接口將其送給主機(jī)。
如在釆集或數(shù)據(jù)傳輸過程中，主機(jī)、通訊單元發(fā)生故障或檢波器檢測到電 池電壓到設(shè)定的電壓下限時(shí)，檢波器采集照常進(jìn)行，采集結(jié)束后檢波器將本次采集的數(shù)據(jù)存入串行FLASH存儲器。這樣即使檢波器的電池用完，數(shù)據(jù)也不會 丟失。故障解除后或電池更換后，可重新將數(shù)據(jù)傳回到主機(jī)。
圖2為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的通訊端口的原理示意LVDS通訊接口有兩個(gè)通道上行通道和下行通道，其下行通道主要負(fù)責(zé)傳 送主機(jī)發(fā)來的命令，而上行通道則負(fù)責(zé)傳送采集數(shù)據(jù)。檢波器LVDS接口通訊原 理如圖。
圖中，LVDS1-LVDS4是4個(gè)LVDS驅(qū)動門，Kl和K2是兩個(gè)控制開關(guān)，它們 分別受ARM7的控制，當(dāng)Kl向上連通和K2向下連通時(shí)，下行通道和上行通道直 通，上位機(jī)發(fā)出的信息和下一個(gè)檢波器發(fā)來的數(shù)據(jù)不受檢波器控制，這樣做的 目的是使當(dāng)多個(gè)檢波器級聯(lián)時(shí)，上位機(jī)的命令通過下行通道可以幾乎同時(shí)發(fā)送 到各個(gè)傳感器，其單級延遲大約為15納秒。而下面的傳感器則可通過上行信號 將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到主機(jī)。
其中采用加強(qiáng)的5類網(wǎng)絡(luò)線作為檢波器通訊線和電源控制線。5類網(wǎng)絡(luò)線共 有8根線，其中4根作為通訊線-2對差分上下行線，兩根作為電源控制線，其 余2根作為地線。主機(jī)的命令通過一對下行線串行地發(fā)送給檢波器，而檢波器 采集的數(shù)據(jù)則通過上行線串行地送給主機(jī)。電源控制線控制檢波器電池的上電 或斷電。當(dāng)控制線電壓為低電平或斷開時(shí)，檢波器電池上電；當(dāng)電源為高電平 時(shí)，檢波器電池關(guān)閉。
圖3為本發(fā)明三分量數(shù)字地震檢波器的電路示意電路主要包含六部分ARM7、數(shù)據(jù)存儲電路、通訊電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電源4企測電路、電源電^各。
電源電路的控制模塊U 5 0 1由主機(jī)控制。當(dāng)CONT為高電平時(shí)，電池不給 檢波器供電，否則電池提供供電；電源轉(zhuǎn)換模塊U 5 0 2是高效、低紋波、寬 輸入、非隔離DC/DC，它產(chǎn)生3. 3V和5 V的電壓，分別為數(shù)字電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路供電；電源轉(zhuǎn)換模塊U 5 0 3由低紋波、寬輸入、隔離的DC/DC產(chǎn)生± 5V 的電壓，為MEMS和A S C I電路供電。
數(shù)據(jù)存儲電路U 2 0 l采用it總線接口的串行EEPROM存儲器AT2札C1024, 容量為1 2 8 K字節(jié)，存儲的數(shù)據(jù)可保存十年以上。當(dāng)ARM7檢測到電源低于設(shè) 定值時(shí)，將其片內(nèi)存儲器的數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)201。同時(shí)一些常用的參數(shù)如檢波器號和 采集參數(shù)也存儲在里面。這個(gè)存儲器可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用了 24位超低噪音模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1256，該芯片含有8 路單端輸入或4路差分模擬輸入，片內(nèi)含多路切換開關(guān)和可控增益放大器，可 進(jìn)行自測試和系統(tǒng)4交準(zhǔn)。
通訊電路由信號控制電路U301,型號為GAL16LV8和LVDS驅(qū)動電路U302, 型號為DS90LV049組成。U301兩個(gè)開關(guān)控制根據(jù)ARM7的命令選擇數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?徑，完成與上一級和下一級數(shù)字檢波器的通訊。U302內(nèi)含雙路接收和雙路發(fā)送， 一路發(fā)送和接收與主才幾通信， 一路發(fā)送和接收與主4幾通信。
U101是ARM7，型號AT91SAM7S256的芯片，它是檢波器的控制核心，所有 功能的實(shí)現(xiàn)都是由它控制完成的。
MEM S加速度傳感器把振動信號轉(zhuǎn)換成電壓的變化，模擬電壓信號輸入 到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD S 1 2 5 6電路的才莫擬輸入端AIN0-AIN1， AIN2-AIN3， AIN4-AIN5三對，轉(zhuǎn)換后的it據(jù)經(jīng)DOUT腳送到ARM7，由ARM7存儲到其片內(nèi)存儲器并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。上位機(jī)發(fā)送的命令經(jīng)LVDS通訊電路傳輸?shù)紸RM7，由 ARM7執(zhí)行相應(yīng)的操作；ARM7將采集的數(shù)據(jù)通過LVDS通訊電路傳送到上位機(jī)。 發(fā)光二極管L ED用來指示電源和控制器的工作狀態(tài)。電源檢測電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn) 參考電壓和電源電壓的取樣，由U101進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，監(jiān)測電源的電壓。當(dāng)電源 正常時(shí)，發(fā)光二極管亮；當(dāng)電源低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)光二極管閃爍。
圖4為本發(fā)明三分量^t字地震;f企波器的軟件流程圖。
(1) 初始化步驟；
(2) 發(fā)出命令步驟，用于主機(jī)發(fā)出操控指令； —
(3) 命令解釋步驟，用于所述主控單元對指令進(jìn)行解釋，檢查命令的合
法性。根據(jù)有效命令進(jìn)行對應(yīng)的處理；
(4) 處理命令控制信號步驟，用于所述主控單元對指令進(jìn)行判斷；
(5) 系統(tǒng)測試步驟，用于對傳感器試、存儲器和電壓進(jìn)行測試；
(6) 數(shù)據(jù)采集步驟，用于控制所述信號釆集單元采集地震模擬信號；
(7) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟，用于將地震模擬信號輸入所述所述信號處理單元進(jìn) 行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
(8) 數(shù)據(jù)存儲步驟，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸入存儲進(jìn)所述主控 單元中；
(9) 數(shù)據(jù)傳輸步驟，用于將所述主控模塊中的信號回傳給主機(jī)；
(10) 結(jié)束
所述主控單元輸出控制信號至信號釆集單元，在收到采集命令后，信號采 集單元探測加速度地震信號，并將地震信號傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，處理后的信號輸入進(jìn)主控單元，主控單元對信號進(jìn)行存儲，并通過所述信號通訊單元將 信號輸出，完成采集過程。
在具體的方法中，所述(4)處理命令控制信號步驟，包括 (41)判斷步驟對控制信號進(jìn)行判斷；當(dāng)控制信號為測試命令，則進(jìn)入 步驟(5),將測試命令輸入所述的測試單元，進(jìn)行傳感器測試、存儲器測試和 電壓測試；否則，控制命令為數(shù)據(jù)采集步驟，進(jìn)入步驟(6)，進(jìn)行地震數(shù)據(jù)采
集；
在所述步驟(9)中的數(shù)據(jù)傳輸步驟，采取多通道通訊方式進(jìn)行傳輸，以 完成上傳數(shù)據(jù)信號和下傳命令信號的過程。
權(quán)利要求
1一種三分量數(shù)字地震檢波器，其特征在于所述檢波器用于對探測的地震信號進(jìn)行采集、處理和傳輸；所述檢波器包括信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元和電源；所述信號采集單元包括三分量加速度傳感器組，所述各個(gè)傳感器分別與信號處理單元和主控單元進(jìn)行電連接；所述主控單元輸出控制信號至信號采集單元，在收到采集命令后，信號采集單元探測加速度地震信號，并將地震信號傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，處理后的信號輸入進(jìn)主控單元，主控單元對信號進(jìn)行存儲，并通過所述信號通訊單元將信號輸出。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三分量數(shù)字地震檢波器，其特征在于， 所述檢波器還包括一測試單元，所述測試單元包括傳感器組檢測模塊、存儲器檢測模塊和電壓檢測模塊；所述傳感器組檢測模塊用于對各個(gè)傳感器進(jìn)行檢測，并發(fā)送檢測結(jié)果； 所述存儲器檢測模塊用于對各個(gè)存儲器進(jìn)行讀寫和校驗(yàn)，并將故障信號上傳回主控單元；所述電壓檢測模塊用于將電壓測試結(jié)果發(fā)回傳所述主控單元，并當(dāng)電壓低 于最低限定值時(shí)，電源指示燈報(bào)警；所述主控單元將檢測信號傳輸給測試單元，并對上述各個(gè)部件進(jìn)行檢測并 將檢測結(jié)果回傳，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三分量數(shù)字地震檢波器，其特征在于， 所述信號采集單元為三分量MEMS加速度傳感器組，即由在三個(gè)方向分量上的傳感器組成，用于多方位多角度對地震信號進(jìn)行探測和采集；所述信號處理單元包括多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器和存貯器；所述多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將采集的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字信號存儲和輸出；所述存儲器用于存貯當(dāng)系統(tǒng)故障或掉電時(shí)的采集數(shù)據(jù)；所述主控單元包含數(shù)據(jù)存儲和處理芯片，用于發(fā)出控制信號并接收存儲數(shù)字信號；所述信號通訊單元包括一高速通訊接口芯片，所述通訊接口芯片組與所述 主控單元的輸入/輸出端連接，通過所述通訊接口完成上傳數(shù)據(jù)信號和下傳命令信號；所述電源為鋰電池。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 3之一所述的一種三分量數(shù)字地震檢波器，其特征在于， 所述的地震檢波器還包括一個(gè)外殼體，所述信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元和電源設(shè)置封裝在ABS工程塑料制成的外殼內(nèi)，外殼 上裝有插座以連接通訊線。
5. 應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述三分量數(shù)字地震檢波器的一種采集方法， 其特征在于，所述檢波器包括信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號 通訊單元和電源；所述信號采集單元包括三分量加速度傳感器組，所述各個(gè)傳 感器分別與信號處理單元，主控單元進(jìn)行電連接；所述方法包括(1) 初始化步驟；(2) 發(fā)出命令步驟，用于主機(jī)發(fā)出操控指令；(3) 命令解釋步驟，用于所述主控單元對指令進(jìn)行解釋；(4) 處理命令控制信號步驟，用于所述主控單元對指令進(jìn)行判斷；(5) 系統(tǒng)測試步驟，用于對傳感器試、存儲器和電壓進(jìn)行測試；(6) 數(shù)據(jù)采集步驟，用于控制所述信號采集單元采集地震模擬信號；(7) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟，用于將地震模擬信號輸入所述所述信號處理單元進(jìn) 行模數(shù)轉(zhuǎn)換；(8) 數(shù)據(jù)存儲步驟，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸入存儲進(jìn)所述主控 單元中；(9) 數(shù)據(jù)傳輸步驟，用于將所述主控模塊中的信號回傳給主機(jī)；(10) 結(jié)束所述主控單元輸出控制信號至信號采集單元，在收到采集命令后，信號采 集單元探測加速度地震信號，并將地震信號傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?，處理后?信號輸入進(jìn)主控單元，主控單元對信號進(jìn)行存儲，并通過所述信號通訊單元將 信號輸出，完成采集過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種采集方法，其特征在于， 其中，所述(4)處理命令控制信號步驟，包括(41)判斷步驟對控制信號進(jìn)行判斷；當(dāng)控制信號為測試命令，則進(jìn)入步驟(5),將測試命令輸入所述的測試單元，進(jìn)行傳感器測試、存儲器測試和 電壓測試；否則，控制命令為數(shù)據(jù)采集步驟，進(jìn)入步驟(6)，進(jìn)行地震數(shù)據(jù)采 集。
7 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種釆集方法，其特征在于，在所述步驟(9)中的數(shù)據(jù)傳輸步驟，釆取多通道通訊方式進(jìn)行傳輸，以 完成上傳數(shù)據(jù)信號和下傳命令信號的過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號采集裝置及其方法。所述檢波器包括信號采集單元，信號處理單元，主控單元，信號通訊單元和電源；所述信號采集單元包括三分量加速度傳感器組，所述各個(gè)傳感器分別與信號處理單元，主控單元進(jìn)行電連接；本發(fā)明在不降低性能的前提下采用價(jià)格較低、功能較強(qiáng)的通用芯片組成數(shù)字檢波器，使電路非常緊湊，這樣就使系統(tǒng)故障率和采集成本大大下降，具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)檢波器自帶輕便的鋰電池、電壓檢測電路和FLASH存儲器，解決了連接線故障或電源故障引起的數(shù)據(jù)丟失問題，提高了數(shù)據(jù)采集的安全性、可靠性。該檢波器可以單獨(dú)使用，也可由多個(gè)檢波器串接組成地震采集系統(tǒng)。
文檔編號G01V1/18GK101561509SQ20081010437
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者宗遐齡, 李守才, 王輝明, 翌 肖, 馬國慶 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院