地震仪器设备简介

Data Data Path Path
Acquisition
Delay RAM DSP Digital Filter
+5V MODULATOR 1 bit serial - output converter DSP Digital Filter
LAU
FDU
IBM µProcessor
0.25 ms Sam ple Rat e
仪器野外设备简介
仪器中心
目录
一、仪器主机 二、采集站、电源站、交叉站部分 三、电缆及辅助部分 四、检波器部分
地球物理勘探设备 地震数据采集设备 地震仪器
采集设备
辅助设备 机械（震源）设备
中央记录系统 仪器
野外设备 (传输和采集)
爆炸机系统的编/译码器、震源 的扫描发生器/电子箱体
仪器车
大线、电台/检波器、采集站、 交差站
Tests
• Dat a storage for digital signal processing • Removal of sampling skew • Implementation of different filter characteristics
LAU
408采集站工作原理
• 采集站主要由六大功能电路组成：
仪器主机
地震数据采集系统的核心就是地震勘探仪器 ,这里就以遥测 数字地震仪器为例简要介绍其结构、电路组成和关键技术 等。遥测数字地震仪器由硬件和软件两大部分构成 ,硬件 是完成数据采集的执行部件 ,软件是完成数据采集等的控 制程序。软件一般包括采集程序、监控程序、诊断程序、 现场处理程序和其它服务程序等 ,它们分别用来控制和管 理地震数据的采集、系统的协调工作、故障的检测、采集 质量的监视和其它服务工作等。硬件设备主要包括采集站、 交叉站、电源站、电缆、中继站和主机等 ,它们依次完成 地震信号从模拟到数字的采集、排列的管理、排列的供电、 模拟信号的输入和数字信号的传送、数字信号与命令或状 态整形和接力以及数据的整编与记录。
• A/D转换—
将14个差2倍二进制权值电压依次与子样电压比较，大于为1，反之为0。每个一个地震
子样是由主放和A/D完成输出。由4位阶码和15位尾数构成的浮点数。
• 写寄存器、读寄存器、逻辑控制器、极性
检测器、格式编排。 • 以及转发器等构成。
408采集站工作原理
• ΔΣ技术就是 24 位A/D 转换的
地震数据采集流程 地震数据的采集过程从时序上看是一个开环链路数据 接力传输流程 ,即从炮点能量激发开始仪器便进入采集状 态 ,此时地震波经检波器输入到采集站 ,地震数据就经由每 一个相关环节源源不断地传到主机并记录磁带直到完成整 个记录长度 ,其基本流程关系如图1 所示。
使用采集站的优点
（1）电缆的芯数减少，减轻了野外工人的劳动强度； （2）电缆传输的信号是数字信号增强可靠性提高 了抗干扰能力；（3）采集站同时又可作为转发器， 形成接力传输的形式，不断恢复原信号的大小； （4）便于无线电传送，可以去掉采集站与采集站 之间的电缆连接线，这样更方便野外施工。
核心技术 ,它与以往的采样保 持再用标准的参考电压作逐 位比较的原理绝然不同 ,它是 以时域分辨率来实现幅度分 辨率 ,也即以远高于奈奎斯特 频率的速度将模拟信号调制 成简单的数字信号 ,再经高速 数字抽取滤波器实现去假频 功能和24 位样点信号。
From Input Filter CLOCK 256 kHz
电源 电路
输入 滤波 电路
P1 模数转 换电路
P2
电路板五项功能
• 电源电路__为模拟部分提供6.3伏电压和数字部分
•
提供3.7伏电压 采集站接口电路—信号的整形，产生两路使系统同 步的相位同步逻辑信号 采集站数据通讯电路—与电源站的通பைடு நூலகம்，数据处理： 完成数据的抽取 模数转换电路—模数转化，也包括来自电源站或交 叉站指令的DAC数模转化（用以测试） EEPROM—由采集站串行通信部分控制，包含有采集 站地址信息，校正参数
采集站的基本原理
• 滤波、多路转换开关
样，
（在一个采样间隔依次对每道采一次样） ，采样间隔，采样定理，过采
• 主放
（瞬时浮点放大IFP）--放大的是已经离散化的地震子样，最高位码权值4096MV，最低位码权值0。5MV，主放都能选择一个
四进制三位码表示的增益把子样放大到A/D转换的满量的16%--87%之间。这就是对子样的规范化，大大提高记录精度。他是在指令对增益 控制电路、增益比较器电路完成的。
（1）传输电路（ To Line Plug （2）电源电路(POWER SUPPLY) T1 T4 ） FDU （3）模数转换电路 (SIG DEL) 电 （4）采集站接口电路(FDU INT) 源 INT （5）采集站数据通讯电路(FDU 电 COM)（6）EEPROM
T3 FDU COM
T2
路
检波器接入口
采集站的基本原理
• 前放
（放大模拟地震信号，提高抗干扰能力）、
前放增益：地震信号强度很弱，检波器输出的电信号一般为微伏级至
毫伏级左右，若这一信号直接送至A/D 转换，其结果将带来以下几个 问题： 由于信号幅度小、A/D转换精度低。 由于信号整体幅度较小，势必使A/D转换器的高位均为0，不能充分利用 24位A/D 转换器(实用20 位)资源。 也将损失相当部分的小信号，降低了信号的动态范围 采用线性提升整个信号幅度的方法，使A/D 转换器输入信号的最大幅度略 小于满标称幅度范围(目前仪器A/D转换器的参考电压一般为2.5V4.5V)。最大限度地提高信号的转换精度和最大限度地保证所记录信号 的动态范围。 注意：一方面由于地震信号很微弱，在送到A/D转换以前，必须进行放大， 以满足仪器的最小输入，从仪器本身的噪声中提取出来；另一方面， 一些干扰波的幅度很大，当上面附加有有效信号时，如果放大的倍数 太大，则会超出A/D的最大值导致溢出。因此选择前放增益需要考虑 当时的施工情况。 另外为防止野外可能出现的雷击破坏情况，在前置放大器前端信号入口 处加入电压抑制放电管、共模滤波器等电路以保护采集电路。
环境噪音录制和地震信号的录制
目录
一、仪器主机 二、采集站、电源站、交叉站部分 三、电缆及辅助部分 四、检波器部分
408ULS: No equipment on surface
CMXL PRM Tape drive 408UL QC’s
LAUX
FDU2S
FDU2S
FDU2S
FDU2S
LAULS
down 50 m depth