[发明专利]实时传输多功能海底地震仪

说明书

技术领域

本发明涉及海洋勘探领域，具体为海洋地震观测技术领域和水下声学传播技术，特别涉及一种具有实时传输数据的多功能海底地震仪。 

背景技术

中国科学院地质与地球物理研究所是我国研制海底地震仪的主要单位，承担了国内绝大多数的海底地震仪研制任务。十一五”期间在财政部支持的国家重大科研装备研制专项中，中国科学院地质与地球物理研究所自主研制的七通道多功能宽带海底地震仪打破了国外对我国海底宽频带地震仪的垄断，并在南海、黄海、渤海进行了成功地应用，取得了大量的宝贵的科学数据。2009年4月，利用我们自主研制的宽带海底地震仪，我国首次在深水海区(4300米)记录到天然地震数据。 

随着油气勘探向深水和海洋残留盆地发展的进程以及对天然气水合物的勘探研究需求，对海底数字地震仪性能指标的要求也越来越高，例如海底地震仪要适应大于3000m的水深、海底地震仪要具有高分辨率和长时间的连续工作能力以及实时传输数据等能力。其中，海底地震仪特别是具有实时传输功能的海底地震仪越来越被很多国家和地球科学研究单位所重视。早期水声通信机使用的是模拟信号通信，模拟信号容易受到海洋中 的鱼类、舰船、波浪等产生的混乱噪声的影响；这些噪声有时混杂在一起进一步地使海洋中的声场变得极为混乱，导致海底地震仪接收到的信号更加模糊不清。 

随着计算机技术的发展，使得水声数字通信成为可能，特别是数字信号处理器的出现，成功解决了大量水下信息的传播问题。例如中国专利申请第200510110671号公开的光电双通道自动了望跟随半潜器，该半潜器既可全潜于水下隐蔽，又可仅露出潜望窗进行探测，它将探测的图像信号经加密后以水声无线信号传输到水下母艇。水下母艇发出的加密控制指令，以水声数字通信的数据传输形式传送到半潜器，经解密后指挥半潜器工作。但是在该光电双通道自动了望跟随半潜器申请中没有公开如何具体地实现数据通信的，这也正如申请人所言“经过加密处理的水声无线信号不致被敌人修改、破译、截获或利用”。也就是，仅仅给出了数字通信的设想，而没有给出具体实现的手段。 

此外，还有中国专利申请第02154475号公开的基于CAN总线的深海长距离数字通信系统，该基于CAN总线的深海长距离数字通信系统包括一个水上主机节点和一个水下终端节点，水上主机节点由0号节点通信模块和控制主机组成，水下终端节点由与0号节点通信模块结构相同的1号节点通信模块和水下拖体控制器组成，节点内部通过串行通信接口RS-232交换数据，节点通过CAN总线接口挂接在万米铠装电缆的两端。该发明主要依托于CAN现场总线技术，实现深海海底长距离无中继数字通信的要求，不用进行数模转换。但是该技术依托于CAN现场总线技术，无法大范围推广使用。 

由于海底地震仪工作的环境以及数据传输的需要，继续一种能将数字通讯有效地结合到海底地震仪器设备中，实现了海底地震仪与水面的实时传输的方法及设备。 

发明内容

本发明的目的是公开一种实时传输多功能海底地震仪，是在已有七通道多功能海底地震仪的基础上，通过对国外产品技术的消化吸收改进而成，其提高了性能指标，可以更好的满足海洋科学研究与海洋油气探测的需要。 

为达到上述目的，依据本发明的第一方面，提供一种实时传输多功能海底地震仪，其包括仪器舱、水下声学调制解调器、脱钩机构、沉耦架；仪器舱包含玻璃仪器舱和塑料仪器舱，玻璃仪器舱固装于塑料仪器舱内，脱钩机构位于塑料仪器舱顶端，水下声学调制解调器的水下modom固装于脱钩机构的侧面，在脱钩机构与沉耦架之间以拉紧钢丝固接，将仪器舱固定于沉耦架中；其中，仪器舱内部集成了七通道采集器系统、水声通讯模块以及三分量姿控宽带地震计和三分量高频检波器，所述七通道采集器系统、水声通讯模块以及三分量姿控宽带地震计和三分量高频检波器为集成一体化的地震计组合体，使玻璃仪器舱球内部成为一个整体；在玻璃仪器舱球外对七通道采集器系统、水声通讯模块以及三分量姿控宽带地震计和三分量高频检波器进行组装、调试，然后放进玻璃仪器舱球内，通过玻璃仪器舱球挤压O型圈来固定；水下声学调制解调器，用于实现仪器舱与水面的接收设备的通信。 

优选地，实时传输多功能海底地震仪以7个通道采集地震数据，数字记录海底地震信息，采用无线蓝牙技术进行现场检测；玻璃仪器舱球内部为单球一体化结构。 

优选地，水下声学调制解调器是由水下modom和水上modom两部分组成；水下modom通过固定卡和尼龙扎带安装在脱钩机构的侧面，由一根水密线缆与玻璃舱内部微机通讯模块相连，实现了海底地震仪与水面的接收设备(微机)实时传输功能。