CN104639155B - 一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，属于地球物理勘探技术领域；解决的技术问题为：提供一种能够实现发爆器引爆炸药的同时，同步触发地震仪采集数据的高可靠性转换装置；采用的技术方案为：一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，设于发爆器和地震仪之间，所述发爆器通过发爆器接口与所述转换装置相连，所述地震仪通过地震仪接口与所述转换装置相连，所述转换装置包括：变压元件、光电耦合电路和触发元件，所述变压元件的输入端与所述发爆器接口相连，所述变压元件的输出端与所述光电耦合电路相连，所述光电耦合电路还通过触发元件与所述地震仪接口相连；适用于地震勘探领域。
Description
技术领域
本发明一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，属于地球物理勘探技术领域。
背景技术
近年来，由于炮震具有产生能量高、勘探深度大的特点，在地震勘测中作为震源的应用越来越广泛，但是，在地震仪采集数据方面，由于炮震所用的雷管触发器大都选择发爆器，其瞬间高压无法直接用于触发地震仪采集数据，使得准确采集地震波而不丢失，实现地震波与采集同步进行，成为炮震震源进行勘探的一个难题。
为解决地震波传播与数据采集同步的问题，传统的方法主要有三种：使用专用的地震勘探触发器、利用炮爆炸瞬间炸断触发线缆或者利用地震波触发，根据实践证明，第一种使用专用的地震勘探触发器的方式，存在着误触发、大地干扰或不触发以及不同步的现象，第二种利用炮爆炸瞬间炸断触发线缆的也由于存在线没有炸断或炸断时存在的延时，产生不触发或不同步现象，且这种方法使得大地对地震仪器的干扰比较严重，存在严重的误触发现象，第三种采集地震波时，会出现丢波现象，而且误触发现象也比较严重；因此，一种能够减少误触发现象、且能实现地震波也采集同步的转换装置就显得尤为重要。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够实现发爆器引爆炸药的同时，同步触发地震仪采集数据的高可靠性转换装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，设于发爆器和地震仪之间，所述发爆器通过发爆器接口与所述转换装置相连，所述地震仪通过地震仪接口与所述转换装置相连，所述转换装置包括：变压元件、光电耦合电路和触发元件，所述变压元件的输入端与所述发爆器接口相连，所述变压元件的输出端与所述光电耦合电路相连，所述光电耦合电路还通过触发元件与所述地震仪接口相连。
本发明中，所述变压元件包括电感L1和功率电阻R1，所述光电耦合电路包括光电耦合器U1、光电耦合器U2、限流电阻R2和限流电阻R3，所述触发元件包括单刀双掷开关J1、上拉电阻R4和下拉电阻R5；所述电感L1的一端并接功率电阻R1的一端、限流电阻R2的一端和限流电阻R3的一端后与发爆器接口的高压输出正端相连，所述限流电阻R2的另一端与所述光电耦合器U1的阳极相连，所述限流电阻R3的另一端与所述光电耦合器U2的阳极相连，所述电感L1的另一端并接功率电阻R1的另一端、光电耦合器U1的阴极和光电耦合器U2的阴极后与发爆器接口的高压输出负端相连，所述光电耦合器U1的集电极并接上拉电阻R4的一端后与所述单刀双掷开关J1的常开触头NO相连，所述光电耦合器U2的发射极并接下拉电阻R5的一端后与所述单刀双掷开关J1的常闭触头NC相连，所述上拉电阻R4的另一端、所述光电耦合器U2的集电极和所述单刀双掷开关J1的电源端V+均与所述地震仪接口的供电端VCC相连，所述光电耦合器U1的发射极、所述下拉电阻R5的另一端和所述单刀双掷开关J1的接地端GND均与所述地震仪接口的接地端相连，所述单刀双掷开关J1的控制电平输入端IN与所述地震仪接口的控制电平输出端相连，所述单刀双掷开关J1的公共端COM与所述地震仪接口的触发信号输入端相连；
所述电感L1的匝数为5~50；所述功率电阻R1的阻值为1MΩ~151MΩ；所述地震仪接口的供电端VCC的供电范围为2.5V~6.0V；所述地震仪接口的供电端VCC的供电电压为5.0V。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，包括：变压元件、光电耦合电路和触发元件，所述变压元件的输入端与所述发爆器接口相连，所述变压元件的输出端与所述光电耦合电路相连，所述光电耦合电路还通过触发元件与所述地震仪接口相连；工作时，发爆器产生瞬时高压，变压元件将发爆器产生的瞬间高压转变为安全稳定的低压，该低压使得光电耦合电路导通，光电耦合电路的输出电极的电平发生变化，从而通过触发元件使地震仪开始采集地震波数据；本发明实现了发爆器触发雷管引爆炸药产生地震波的同时，通过转换装置同步触发地震仪采集数据，并采用光电耦合电路，把发爆器的瞬间高压与地震仪隔离开来，保证了数据采集的可靠性和地震仪的安全。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明电路结构示意图；
图2为本发明电路原理图；
图中：1为发爆器接口，2为地震仪接口，3为变压元件，4为光电耦合电路，5为触发元件。
具体实施方式
如图1所示：一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，设于发爆器和地震仪之间，所述发爆器通过发爆器接口1与所述转换装置相连，所述地震仪通过地震仪接口2与所述转换装置相连，所述转换装置包括：变压元件3、光电耦合电路4和触发元件5，所述变压元件3的输入端与所述发爆器接口1相连，所述变压元件3的输出端与所述光电耦合电路4相连，所述光电耦合电路4还通过触发元件5与所述地震仪接口2相连。
如图2所示：所述变压元件3包括电感L1和功率电阻R1，所述光电耦合电路4包括光电耦合器U1、光电耦合器U2、限流电阻R2和限流电阻R3，所述触发元件5包括单刀双掷开关J1、上拉电阻R4和下拉电阻R5；所述电感L1的一端并接功率电阻R1的一端、限流电阻R2的一端和限流电阻R3的一端后与发爆器接口1的高压输出正端相连，所述限流电阻R2的另一端与所述光电耦合器U1的阳极相连，所述限流电阻R3的另一端与所述光电耦合器U2的阳极相连，所述电感L1的另一端并接功率电阻R1的另一端、光电耦合器U1的阴极和光电耦合器U2的阴极后与发爆器接口1的高压输出负端相连，所述光电耦合器U1的集电极并接上拉电阻R4的一端后与所述单刀双掷开关J1的常开触头NO相连，所述光电耦合器U2的发射极并接下拉电阻R5的一端后与所述单刀双掷开关J1的常闭触头NC相连，所述上拉电阻R4的另一端、所述光电耦合器U2的集电极和所述单刀双掷开关J1的电源端V+均与所述地震仪接口2的供电端VCC相连，所述光电耦合器U1的发射极、所述下拉电阻R5的另一端和所述单刀双掷开关J1的接地端GND均与所述地震仪接口2的接地端相连，所述单刀双掷开关J1的控制电平输入端IN与所述地震仪接口2的控制电平输出端相连，所述单刀双掷开关J1的公共端COM与所述地震仪接口2的触发信号输入端相连。
本实施例中，所述地震仪接口2的供电端VCC的供电电压为5.0V，所述光电耦合器U1和光电耦合器U2选择PC814D芯片；经变压元件3变压后的安全低压3.0V经过限流电阻R2和限流电阻R3时，此时，光电耦合器U1和光电耦合器U2的初级电压为1.2V，通过的电流为9mA，使得光电耦合器U1和光电耦合器U2可以正常工作；当光电耦合器U1不工作时，由于光电耦合器U1的集电极串联上拉电阻R4后与地震仪接口2的供电端VCC相连，其集电极输出电平为高电平，当光电耦合器U1工作时，由于光电耦合器U1导通，使得光电耦合器U1的集电极电平转为低电平，实现了电平由高到底的转化，进一步地，当光电耦合器U2不工作时，由于U2的发射极串接下拉电阻R5后接地，其发射极输出电平为低电平，当光电耦合器U2工作时，由于光电耦合器U2导通，使得光电耦合器U2的发射极变为高电平，实现了电平由低到高的转化。
具体地，所述光电耦合器U1的集电极与所述单刀双掷开关J1的常开触头NO相连，所述光电耦合器U2的发射极与所述单刀双掷开关J1的常闭触头NC相连；当地震仪接口的控制电平输出端为低电平时，所述单刀双掷开关J1的常闭触头NC和公共端COM导通，并通过地震仪接口的触发信号输入端传输给地震仪，实现电平由低变高触发地震仪采集数据；地震仪接口的控制电平输出端为高电平时所述单刀双掷开关J1的常开触头NO和公共端COM导通，并通过地震仪接口的触发信号输入端传输给地震仪，实现电平由高变低触发地震仪采集数据。
进一步地，所述单刀双掷开关J1的型号可以为ISL43L210IH-T的芯片，所述电感L1的匝数为5~50，所述功率电阻R1的阻值为1MΩ~151MΩ，所述地震仪接口2的供电端VCC的供电范围为2.5V~6.0V。
本发明提供了一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，该装置通过设有的变压元件、光电耦合电路和触发元件，解决了发爆器瞬间高电压可以安全地触发地震仪采集数据的问题，不丢波、不误触发、减少大地干扰、可靠性较高，克服了传统触发装置可靠性较低的缺点，具有突出的实质性特点和显著进步；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，设于发爆器和地震仪之间，所述发爆器通过发爆器接口（1）与所述转换装置相连，所述地震仪通过地震仪接口（2）与所述转换装置相连，其特征在于：所述转换装置包括：变压元件（3）、光电耦合电路（4）和触发元件（5），所述变压元件（3）的输入端与所述发爆器接口（1）相连，所述变压元件（3）的输出端与所述光电耦合电路（4）相连，所述光电耦合电路（4）还通过触发元件（5）与所述地震仪接口（2）相连；
所述变压元件（3）包括电感L1和功率电阻R1，所述光电耦合电路（4）包括光电耦合器U1、光电耦合器U2、限流电阻R2和限流电阻R3，所述触发元件（5）包括单刀双掷开关J1、上拉电阻R4和下拉电阻R5；
所述电感L1的一端并接功率电阻R1的一端、限流电阻R2的一端和限流电阻R3的一端后与发爆器接口（1）的高压输出正端相连，所述限流电阻R2的另一端与所述光电耦合器U1的阳极相连，所述限流电阻R3的另一端与所述光电耦合器U2的阳极相连，所述电感L1的另一端并接功率电阻R1的另一端、光电耦合器U1的阴极和光电耦合器U2的阴极后与发爆器接口（1）的高压输出负端相连，所述光电耦合器U1的集电极并接上拉电阻R4的一端后与所述单刀双掷开关J1的常开触头NO相连，所述光电耦合器U2的发射极并接下拉电阻R5的一端后与所述单刀双掷开关J1的常闭触头NC相连，所述上拉电阻R4的另一端、所述光电耦合器U2的集电极和所述单刀双掷开关J1的电源端V+均与所述地震仪接口（2）的供电端VCC相连，所述光电耦合器U1的发射极、所述下拉电阻R5的另一端和所述单刀双掷开关J1的接地端GND均与所述地震仪接口（2）的接地端相连，所述单刀双掷开关J1的控制电平输入端IN与所述地震仪接口（2）的控制电平输出端相连，所述单刀双掷开关J1的公共端COM与所述地震仪接口（2）的触发信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，其特征在于：所述电感L1的匝数为5~50。
3.根据权利要求1所述的一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，其特征在于：所述功率电阻R1的阻值为1MΩ~151MΩ。
4.根据权利要求1所述的一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，其特征在于：所述地震仪接口（2）的供电端VCC的供电范围为2.5V~6.0V。
5.根据权利要求4所述的一种用于发爆器触发地震仪采集数据的转换装置，其特征在于：所述地震仪接口（2）的供电端VCC的供电电压为5.0V。
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