[发明专利]一种隧道主动源地震波无线采集、终端、系统、方法及介质

说明书

本发明公开一种隧道主动源地震波无线采集方法、系统及终端，涉及隧道工程技术领域，实现过程包括：上位机通信连接无线接入主站，无线接入主站无线连接多台无线采集终端；开机，通过上位机设置采样参数；启动采样，主站进行AD采样，并向终端下发启动采样指令，终端开始进行AD采样；主站读取AD采样结果，在结果超过设定阈值时，主站同时向终端和上位机传送触发完成指令；上位机收到触发完成指令后开始计时，经设定采样时间后，终端完成采样；上位机向接入的终端下发上传数据指令，终端将存储的AD采样数据上传至上位机，上位机对收到的数据进行存储和解析，并显示各无线采集终端、各通道的波形。本方法的采样数据具有精度高、可回溯的特点。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体的说是一种隧道主动源地震波无线采集方法、系统及终端。

背景技术

在隧道施工过程中，为了保障施工安全，需要提前探明掌子面前方是否存在如断层、含水体、破碎带等不良地质体，否则将会导致安全隐患。目前，使用地震波超前探测方法进行隧道地质超前预报，是探测不良地质体的最常用最有效的方法之一，通常是采用主动源(亦称人工震源，如大锤、液压震源、气动震源等)在隧道边墙上激发地震波，由检波器及信号采集系统记录地震波信号，然后进行进一步的分析和反演，从而反映隧道前方的地质情况。其中，该方法最前端的环节即是如何准确、高效、便捷的探测到高质量地震信号数据。

在现有技术中，有的探测系统采用有线方式连接地震信号检波器和采集主机。虽然有线连接的技术相对成熟，但是检波器输出信号为电压型或电流型模拟信号，在长达数十米的长电缆上传输时不可避免的受到隧道施工现场电焊机、施工机械等设备的电磁干扰，造成干扰信号与有用信号的叠加。此外，需要大量施工人员进行布线、收线等操作，施工效率低；且电缆易磨损，造成成本增加。

因此，需要一种使用无线数据传输的地震采集系统完成对数据的采集、保存和传输。但现有技术中地震波无线采集系统通常存在的问题有：①采样精度及采样率较低，无法准确还原地震波形；②仅采用单分量检波器，无法获取隧道x/y/z三个方向上的地震波数据；③未考虑触发延迟和多个无线采集终端之间同步的问题。

发明内容

本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种隧道主动源地震波无线采集方法、系统及终端。

本发明的一种隧道主动源地震波无线采集终端，包括：

控制模块，用于无线模块、采样模块、延时消除模块、数据存储模块、电源模块、时钟模块、CPLD模块的管理及采样数据的读取；

无线模块，用于与无线接入主站、上位机进行无线通信，包括接收无线接入主站下发的启动采样指令或触发完成指令或接收上位机下发的上传数据指令并将数据传输至上位机；

采样模块，用于在收到启动采样指令或触发完成指令后对检波器输出进行AD采样；

延时消除模块，包括时间记录模块和数据处理模块；

其中，时间记录模块，用于记录采样时间Ts和采样回溯时间Tb，并将采样时间Ts减去采样回溯时间Tb，即Tc＝Ts-Tb；

数据处理模块，包括存储区1和存储区2，将无线模块在收到启动采样指令后采样回溯时间Tb时长内的采样数据存储于存储区1，将无线模块整个采样时间Ts内的采样数据存储区2。