[发明专利]用于煤矿井下连续振动信号自动记录装置

说明书

一、技术领域：

本发明属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种用于煤矿井下连续振动信号自动记录装置。

二、背景技术：

在煤矿井下开展槽波探测、二维或三维地震勘探以及微震监测等，已经成为煤矿井下地质构造精细探测的研究热点。在煤矿井下布置地震观测系统，通过观测人工激发的（放炮、锤击等）或者由掘进机、采煤机等设备引起的震动波，实现对地质构造的定位、探测，是预防煤矿地质灾害、提高开采效率的有效途径。在井下开展地震勘探和灾害监测工作，需要多方位、大范围内的地震波记录，而且要克服井下复杂的环境条件，因此大规模有线连接的地震采集方式已经不太现实。适于煤矿井下地震探测的仪器需要解决以下问题：（1）地震仪能够独立工作，并能将各自的地震记录在时间轴上严格同步；（2）为适应长时间观测，仪器需要足够大的存储空间和适当的电源管理机制；（3）由于观测点多，构成一个完整观测系统的仪器数量较大，要求设备必须紧凑、轻便、经济; （4）数据回收以后，能够进行数据的合并、管理，配套的软件需具有强大的地震记录处理功能。

因此，煤矿井下连续振动信号自动记录的装置是在井下开展地震勘探和灾害监测工作的基础和前提。

目前国内外尚没有适合在井下进行大规模地震数据采集的仪器系统，尤其是能进行长时间连续监测的装备。

三、发明内容：

本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种用于煤矿井下连续振动信号自动记录装置，其用高精度时间同步的方式，实现地震采集系统各观测点在物理上的分离，同时保证了各道地震记录的统一性，获得的数据可以用于井下地震勘探和监测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为 ：一种用于煤矿井下连续振动信号自动记录装置，包括电源管理模块，其特征在于：所述的电源管理模块上连接有中央控制单元，中央控制单元上并联有信号采集模块、数据存储模块、时钟同步模块、网络通信模块和触发控制模块，所述的信号采集模块上连接有采集通道，采集通道上连接有信号输入模块，所述的时钟同步模块上连接有GPS对时模块。

所述的采集通道分为采集通道1、采集通道2和采集通道3。

所述的中央控制单元的型号为ARM9。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

1）基于无缆自记式的防爆地震信号采集站，彻底摆脱了地震勘探施工过程中繁琐的大线，采用的大容量存储以及低功耗等技术，实现了长时间的自记式信号采集。

2）利用GPS信号和高精度时钟芯片，结合时间同步补偿算法，解决了各采集站之间的时间同步问题。

3）基于嵌入式Linux系统的采集和控制软件的实现，提高了系统的稳定性、实时性、可靠性，能够有效防止病毒等对仪器系统的破坏。

4）利用嵌入式软件控制技术，结合数据冗余校验备份等技术，实现对仪器现场工作状态的实时监控，确保仪器采集数据的质量。

本发明具有高精度、低噪声、低功耗的功能。

四、附图说明：

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的电源管理模块电路图；

图3为本发明的中央控制单元电路图；

图4为本发明的信号采集模块电路图；

图5为本发明的时钟同步模块电路图。

标记说明：1—电源管理模块，2—中央控制单元，3—信号采集模块，4—数据存储模块，5—时钟同步模块，6—网络通信模块，7—触发控制模块，8—信号输入模块，9—GPS对时模块，10—采集通道1，11—采集通道2，12—采集通道3。

五、具体实施方式：

下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明进行详细说明。

参见图1：一种用于煤矿井下连续振动信号自动记录装置，包括电源管理模块1，所述的电源管理模块1上连接有ARM9中央控制单元2，ARM9中央控制单元2上并联有信号采集模块3、数据存储模块4、时钟同步模块5、网络通信模块6和触发控制模块7，所述的信号采集模块3上连接有采集通道，所述的采集通道分为采集通道1、采集通道2和采集通道3。采集通道上连接有信号输入模块8，所述的时钟同步模块5上连接有GPS对时模块9。

所述的时钟同步模块利用GPS信号和高精度时钟芯片，结合时间同步补偿算法来实现。

数据存储模块采用嵌入式软件控制技术，结合数据冗余校验备份技术来实现。