[发明专利]一种多节点被动源地震勘探装置

说明书

本发明公开了一种多节点被动源地震勘探装置，包括设置在勘探现场的若干台地震仪，每台地震仪均链接有若干个地震检波器；各地震仪既能通过移动通讯网传输数据给远程服务器，又能通过有线网络或无线网络经交换机与控制台或远程服务器通信；装置采样时间既能通过北斗或GPS卫星同步授时，也能由控制台产生时间片给各台地震仪。本发明所公开的多节点被动源地震勘探装置，通过信道加强技术以及多种传输途径的方式，保障测量数据实时可靠；采用多节点级联组合方式，减小地震检波器的电路复杂度，降低装置成本和功耗，使之有利于大规模使用，提高施工效率。

技术领域

本发明属于微地震监测和微动法地质勘探领域，特别涉及该领域中的一种多节点被动源地震勘探装置。

背景技术

被动源地震是指不依赖主动源激发地震波，自然界中的岩体破坏、风、潮汐、气压变化、火山活动等都会产生震动；人类活动产生的震动包括车辆移动、工厂机械运行，甚至人的行走等也会产生微弱震动。根据观测方式不同，被动源地震勘探可分为微地震监测和微动勘探，前者，通过监测岩体破裂产生的震动或其他物体的震动，对监测对象的破坏状况、安全状况等作出评价，从而为预报和控制灾害提供依据、成套设备和技术；后者，从微动信号提取面波频散曲线，通过对频散曲线反演，推断地下结构的地球物理探测方法。一般说来，微动监测要对采集到的信号进行实时分析，对通讯性能要求较高，由此产生系统的功耗较大；而微动勘探关注的是低功耗数据采集和存储，对实时性要求不高，等测量结束后进行数据读取。现有技术方案在通讯的可靠性以及系统功耗方面存在不足。

图1是一种较为简易的被动源勘探系统，地震仪通过缆线与检波器单元相连，当检波器单元的输出为模拟信号时，数据采集和存储由地震仪完成，各道数据间的时间同步采样问题很容易实现；如果检波器输出为数字信号，采样时间同步可由其内部的晶振实现，也可以由地震仪实时触发。地震仪通过总线对检波器进行参数设置和数据读取，测量数据可存储在检波器单元中也可以直接传至地震仪中。

图2是一种无线配置实现方案，检波器输出为数字信号，各单元都带有无线通讯装置，采样同步时间的形式同图1所示方案，地震仪通过无线网对各检波器单元进行参数配置，可以在测量的过程中实时从各单元获取采集数据，亦可以在施工结束后集中进行数据读取。

图3是目前较为常见的工作方式，检波器单元配备无线网络模块和移动通讯模块。可以根据现场要求选择图2所示方案的方式进行施工，还可以利用北斗/GPS进行采样同步时间设置，通过移动网进行数据传递，该形式具有现场获取数据以及远程端实时监测功能。

图1所示方案仅能够从现场取回勘探数据而不能在远程端对场地进行实时监测，限制其应用领域；图2所示方案不适应检波器埋置于地下的测量场景，另外，受无线网络通讯距离限制，也只适合现场获取勘探数据，同时，每个检波器单元都设计有信号调理、采集、存储以及无线网络模块，导致设备成本和工作功耗均增加；图3所示方案在图2所示方案的基础上增加了北斗/GPS时间同步以及移动通讯功能，功能上兼顾现场施工以及远程数据实时监测功能，但该方式比图2所示方案更加冗余，尤其是当使用数量较多时，成本和功耗的增加也会限制其推广。另外，很多施工操作都是在较为偏僻的野外，移动信号网络可能较弱，很难保证将测量数据实时传输至远程端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种多节点被动源地震勘探装置。

本发明采用如下技术方案：

一种多节点被动源地震勘探装置，其改进之处在于：包括设置在勘探现场的若干台地震仪，每台地震仪均链接有若干个地震检波器；各地震仪既能通过移动通讯网传输数据给远程服务器，又能通过有线网络或无线网络经交换机与控制台或远程服务器通信；装置采样时间既能通过北斗或GPS卫星同步授时，也能由控制台产生时间片给各台地震仪。

进一步的，地震检波器为单分量或三分量型，外壳为密封承压设计，通过电缆与地震仪相连，由地震仪为其供电。