益以適應(yīng)AD轉(zhuǎn)換對電平的要求，再通過低通濾波以濾掉高頻干擾及噪聲，最后由工頻陷波器和給設(shè)備整體加上一個屏蔽罩減少工頻干擾和自然界中的電磁噪聲。該程控放大器具有非常低的偏置電壓、低溫度漂移、高共模抑制比、低噪聲以及增益可程控。程控放大器采用電平控制，通過改變高低電平來控制程控倍數(shù)提高系統(tǒng)模塊交互的簡便性與通用性。系統(tǒng)的任何單元都將噪聲將至最低，確保了系統(tǒng)滿足高精度。
[0038]本實(shí)施例中，較佳的，在分布式采集站中引入了信號可程控的設(shè)計方案，同時配合24位Σ -AADm模塊208進(jìn)行采樣，為信號采集提供了更多選擇方案。本實(shí)施例中，24位Σ - AADm模塊208中用到多通道24位工業(yè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器內(nèi)部集成有多個獨(dú)立的高階斬波穩(wěn)定調(diào)制器和FIR數(shù)字濾波器，可實(shí)現(xiàn)四通道同步采樣，支持高速、高精度、低功耗、低速4種工作模式；該轉(zhuǎn)化器具有優(yōu)良的AC和DC特性，高采樣率，一定帶寬內(nèi)具有高信噪比(SNR)，低失調(diào)漂移的特點(diǎn)。同時該轉(zhuǎn)換器可通過設(shè)置相應(yīng)的輸入/輸出引腳選擇工作模式，無需寄存器編程，其數(shù)據(jù)輸出可選幀同步或SPI串行接口，便于連接至DSP、FPGA及微控制器。
[0039]本實(shí)施例中，較佳的，分布式采集主控單元201采用低功耗處理器STM32作為主控芯片(支持5串口)。STM32采用自守時時鐘，同時帶有硬件驅(qū)動開發(fā)、數(shù)據(jù)讀寫、存儲、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)的預(yù)處理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、儀器狀態(tài)指示模塊等功能和模塊。輸入信號經(jīng)信號調(diào)理電路209輸入24位Σ - AADm模塊208，24位Σ -AADm模塊208采用同步觸發(fā)采樣。主控芯片在時鐘校準(zhǔn)情況下，可采用條件觸發(fā)起動24位Σ -AADm模塊208采樣。AD采樣觸發(fā)信號由主控芯片產(chǎn)生固定采樣頻率信號(4-20kHz)。AD采樣數(shù)據(jù)加入時標(biāo)存入TF存儲卡中，以利于井上的數(shù)據(jù)處理及反演。
[0040]本實(shí)施例中，較佳的，時鐘晶振采用溫補(bǔ)晶振TCXO 205，該溫補(bǔ)晶振在-5°C to+80°C的溫度范圍內(nèi)，只有最大±0.28ppm的誤差，在標(biāo)準(zhǔn)輸出負(fù)荷變化±5%內(nèi)，最大誤差±0.1ppm,在電壓Vcc ±5 %變化內(nèi)，在使用第一年內(nèi)，最大誤差為±0.1ppm0 在使用 20 年內(nèi)的 free-run (Inclusive of calibrat1n tolerance at 25°C,frequency vs.change in temperature，change in supply voltage (±5 % )，loadchangel5pF(±5% )，reflow soldering process)的精度可保持最大誤差 ±4.6ppm 內(nèi)。
[0041]主控機(jī)I是分布式槽波地震勘探系統(tǒng)的控制平臺，主要實(shí)現(xiàn)對各分布式采集站2、震源觸發(fā)記錄儀3的參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)和記錄文件的讀取等功能。本實(shí)施例中，采用基于VC++平臺的遠(yuǎn)程控制軟件作為主控機(jī)。
[0042]本實(shí)施例中，下井操作前，主控機(jī)生成控制信號發(fā)送給各個分布式采集站2、震源觸發(fā)記錄儀3，其中控制信號包括對各分布式采集站、震源觸發(fā)記錄儀的參數(shù)設(shè)置。井下作業(yè)完成后，主控機(jī)生成控制信號發(fā)送給各個分布式采集站2、震源觸發(fā)記錄儀3，其中控制信號主要用于對各分布式采集站2、震源觸發(fā)記錄儀3的采集數(shù)據(jù)和記錄文件的讀取。
[0043]本實(shí)施例中，主控機(jī)I提供人機(jī)交互界面，以供操作人員對系統(tǒng)進(jìn)行操作?？刂菩盘柛鶕?jù)操作人員設(shè)置的儀器參數(shù)配置來生成，通常儀器參數(shù)包括:采樣率、程控放大倍數(shù)、文件記錄時間等等。
[0044]本實(shí)施例中，主控平臺還配置有各分布式采集站狀態(tài)監(jiān)測功能，通過同步是否設(shè)置好、參數(shù)設(shè)置是否設(shè)置好等，對儀器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0045]在用分布式槽波地震勘探系統(tǒng)進(jìn)行探測前，首先需要有一些準(zhǔn)備工作，將各設(shè)備充滿電、固定好錨桿和檢波器、放置好雷管等等。圖2為本實(shí)用新型分布式槽波地震勘探系統(tǒng)的工作流程圖。如圖2所示，一種上述的分布式槽波地震勘
[0046]探系統(tǒng)的勘探方法，其包括以下步驟:
[0047]S201:GPS授時、主機(jī)參數(shù)配置:系統(tǒng)啟動后，各分布式采集站、震源觸發(fā)記錄儀和主控機(jī)先在井上由GPS模塊分別校驗(yàn)時鐘進(jìn)行井上同步，操作人員對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置；包括:每臺分布式采集站的采樣率、程控放大倍數(shù)、文件記錄時間等等；
[0048]S202:主控機(jī)發(fā)出信號:主控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口對分布式采集站、震源觸發(fā)記錄儀發(fā)出信號；
[0049]S203:分布式采集站接受信號:分布式采集站通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口接收到信號，并設(shè)置好參數(shù)；
[0050]S204:分布式采集站采集功能按鍵按下:參數(shù)設(shè)置好后，操作人員將分布式采集站采集功能按鍵按下并開始采集數(shù)據(jù)；
[0051]S205:分布式采集站采集并存儲信號:分布式采集站將采集到的數(shù)據(jù)存儲于TF存儲卡中；
[0052]S206:起爆機(jī)啟動:當(dāng)操作人員了解到所有工作準(zhǔn)備就緒后，開始啟動起爆機(jī)；
[0053]S207:震源觸發(fā)記錄儀接受觸發(fā)信號并存儲記錄時間:觸發(fā)單元將產(chǎn)生的觸發(fā)給STM32，STM32記錄此刻的時間并存儲于TF存儲卡中
[0054]S208:主控機(jī)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)信號:主控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口向分布式采集站、震源觸發(fā)記錄儀發(fā)送讀取數(shù)據(jù)信號；
[0055]S209:主控機(jī)接受數(shù)據(jù):主控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口接受分布式采集站采集的數(shù)據(jù)和震源觸發(fā)記錄儀的記錄時間數(shù)據(jù)，以在井上的數(shù)據(jù)處理及反演，實(shí)現(xiàn)勘探的目的。
[0056]當(dāng)一次采集結(jié)束后，直接按動震源觸發(fā)記錄儀的復(fù)位按鍵就可以實(shí)現(xiàn)第二次時間的記錄。
[0057]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。如本實(shí)用新型上述實(shí)施例所述，采用與其相同或相似結(jié)構(gòu)而得到的其它系統(tǒng)及方法均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其特征在于，其包括: 爆炸機(jī)，用于提供瞬時高壓引爆雷管； 震源觸發(fā)記錄儀，用于檢測起爆電源、起爆機(jī)、雷管形成電流回路的電壓信號，并產(chǎn)生觸發(fā)信號，同時將觸發(fā)時間記錄并存儲，以利于井上的數(shù)據(jù)處理及反演； 分布式采集站，用于將槽波震動信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路調(diào)理，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存儲數(shù)據(jù)； 主控機(jī)，主控機(jī)能通過GPS模塊進(jìn)行時間同步校準(zhǔn)，并能對分布式采集站、震源觸發(fā)記錄儀和爆炸機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置以及相關(guān)數(shù)據(jù)的分析處理和記錄文件的讀取操作功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述震源觸發(fā)記錄儀包括STM32及分別與該STM32相連接的GPS模塊、溫補(bǔ)晶振TCXO、TF存儲卡、功能按鍵、狀態(tài)顯示模塊、電池電壓檢測模塊、觸發(fā)單元、電流互感器、輔助電源電路和網(wǎng)絡(luò)通訊接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式采集站包括: 檢波器，接收來自槽波震動的信號并轉(zhuǎn)換為電壓信號； 信號調(diào)理電路，由檢波器輸出的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后以適應(yīng)Σ - AADCLK模塊對電平的要求； SPI串行總線，傳輸Σ -AADCLK模塊產(chǎn)生的模擬信號給分布式采集主控單元STM32 ； 分布式采集主控單元STM32，接受SPI總線上的數(shù)據(jù)并存儲于SOPC中； 溫補(bǔ)晶振TCX0，為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時鐘信號； S0PC，采用TF卡，用于存儲采集的數(shù)據(jù)； 輔助電源電路，包括電源變換模塊和鎳氫電池，為分布式采集站供電； GPS模塊，對分布式采集站校驗(yàn)時鐘進(jìn)行同步； 24位Σ -AADCLK模塊，將調(diào)理后的信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，傳輸給SPI總線；功能按鍵、狀態(tài)顯示模塊，分布式采集站采集功能按鍵按下后，開始采集數(shù)據(jù)，狀態(tài)顯示模塊實(shí)時顯示分布式米集站的工作情況。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理電路中采用了程控放大器進(jìn)行阻抗匹配和信號的程控，所述信號調(diào)理電路上設(shè)有低通濾波器、帶阻濾波器和屏蔽罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式采集站還包括電池電壓檢測模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式采集站還包括網(wǎng)絡(luò)通訊接口，用于主控機(jī)和分布式采集站的通訊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種分布式槽波地震勘探系統(tǒng)，其包括：爆炸機(jī)、震源觸發(fā)記錄儀、分布式采集站和主控機(jī)，所述主控機(jī)包括GPS模塊和預(yù)裝有相應(yīng)軟件的PC機(jī)，該P(yáng)C機(jī)上設(shè)有網(wǎng)絡(luò)通訊接口；所述相應(yīng)軟件包括網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議開發(fā)模塊、人機(jī)操作界面模塊、采集站參數(shù)設(shè)置模塊、采集站的數(shù)據(jù)讀取模塊和存儲及各采集站狀態(tài)監(jiān)控。本實(shí)用新型提供的分布式槽波地震勘探系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、合理，采用信號可程控的設(shè)計方案，配合24位Δ-∑型高精度ADC進(jìn)行采樣，為信號采集提供了更多選擇方案；同時配合多個采集站，單個采集站的低功耗、便攜式設(shè)計，在實(shí)際使用時更方便，大大提高勘探效率和精度。
【IPC分類】G01V1-40
【公開號】CN204595228
【申請?zhí)枴緾N201520209080
【發(fā)明人】李志勇, 朱海蘭, 何良
【申請人】北京中礦大地地球探測工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月9日