CN107843918A - 一种具有负延时功能的地震勘探仪及其数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有负延时功能的地震勘探仪及其数据采集方法，地震勘探仪包括有上位机、与上位机连接的主控站、与主控站串联连接的多个采集站；主控站上设置有触发接口，触发接口与震源连接；上位机上连接有噪音数据缓存器、地震数据缓存器和数据存储器。本发明通过保存震源激发地震波之前一段时间的数据，通过设置震源触发信号有效前后数据帧的帧头不同区分数据类型，使得采集过程连续不间断，保证了地震波记录过程的完整性，整个过程简单，效率高且智能化水平较高。

Description

一种具有负延时功能的地震勘探仪及其数据采集方法
技术领域
本发明涉及地震仪电子技术领域，具体是一种具有负延时功能的地震勘探仪及其数据采集方法。
背景技术
地震勘探作业过程中需要有一震源激发地震波，地震波通过地质结构传播到检波器，检波器将检测到的地震波转化为电压信号并传递到地震仪器，地震仪器将电压信号数字化并传递到上位机完成地震数据的采集和存储。
震源激发地震波的同时会发送一脉冲信号给地震勘探系统，表示地震波已发出。地震勘探系统接收到脉冲信号后，则开始采集地震波。震源激发的地震波传递到离震源最近的检波器需要一段时间，设为T1，与震源到检波器距离成正比；震源发出脉冲信号传递到地震勘探系统再到地震仪开始采集地震波的时间延时为T2，由于电信号在电缆中传递速度很快，可以忽略电缆长短对T2的影响，因此T2与震源和地震勘探系统固有属性相关。
在某些勘探作业环境下，震源到检波器的距离近到使得T1小于T2，即当地震波传递到检波器的时候地震仪还没开始采集数据，造成地震波形采集不完整，影响勘探作业质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有负延时功能的地震勘探仪及其数据采集方法，解决由于地震波到达检波器的时间小于触发信号到达地震仪并开始采集信号的时间而造成的地震波信号采集不完整的问题。
本发明的技术方案为：
一种具有负延时功能的地震勘探仪，包括有上位机、与上位机连接的主控站、与主控站串联连接的多个采集站；所述的主控站上设置有触发接口，所述的触发接口与震源连接；所述的上位机上连接有噪音数据缓存器、地震数据缓存器和数据存储器。
所述的上位机和主控站通过网线连接，所述的主控站与邻近的采集站通过短缆连接，所述的采集站之间通过大线连接，每个大线上均连接有多个用于采集数据的传感器。
一种具有负延时功能的地震勘探仪的数据采集方法，具体包括有以下步骤：
（1）、数据采集：首先上位机初始化，然后下发开始采集指令给主控站，主控站接收到开始采集指令后，顺次将开始采集指令下发给多个串联的采集站，采集站接收到开始采集指令后，将采集的数据打包成帧，帧头标记为环境噪音数据，多个采集站将采集的环境噪音数据发送给主控站，主控站发送给上位机，上位机将环境噪音数据存储于噪音数据缓存器中；当震源启动激发地震波时，震源向主控站发送触发信号，主控站向多个串联的采集站发送地震数据采集命令，采集站接收到地震数据采集命令后，将采集的数据打包成帧，帧头标记为地震波数据，多个采集站将采集的地震波数据发送给主控站，主控站发送给上位机，上位机将地震波数据存储于地震数据缓存器中；最后上位机将存储的环境噪音数据和地震波数据按照接收先后顺序进行拼接，拼接后的数据存储于数据存储器中，作为此次采集的地震波采集数据；
（2）、负延迟检测设置：上位机将负延迟数据长度设置为0，然后按照步骤（1）进行预采样一次，观察采集到的波形，若采集的波形完整，则不需要进行负延迟设置；若波形不完整，则预测丢失波形的大概长度，在设置的负延迟数据长度上增加100个点，作为下次预采样的负延迟数据长度，再次按照步骤（1）进行预采样，反复修改负延迟数据长度并进行预采样，直到采集到的地震波形完整，至此完成负延迟数据长度测试。
所述的步骤（1）中，当上位机接收到的环境噪音数据超过噪音数据缓存器的存储空间大小时，则将最早收到的环境噪音数据丢弃，再将新收到的环境噪音数据写入噪音数据缓存器；当上位机收到地震波数据时，直接写入地震数据缓存器中，直到写满为止，当地震数据缓存器的存储空间写满后，上位机则下发停止采集指令到主控站，主控站停止将采集的地震波数据发送给上位机。
所述的上位机同时将配置的采集参数和开始采集指令下发到主控站，所述的采集参数包括有采样率、采样数据长度、积极道范围和负延迟数据长度。
本发明的优点：
本发明通过设置地震数据采集的负延时参数，保存震源激发地震波之前一段时间的数据，通过设置震源触发信号有效前后数据帧的帧头不同区分数据类型，使得采集过程连续不间断，保证了地震波记录过程的完整性，整个过程简单，效率高且智能化水平较高。
附图说明
图1是本发明地震勘探仪的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种具有负延时功能的地震勘探仪，包括有上位机1、通过网线与上位机1连接的主控站2、通过短缆与主控站2串联连接的多个采集站3；主控站2上设置有触发接口，触发接口与震源4连接；上位机1上连接有噪音数据缓存器5、地震数据缓存器6和数据存储器7；多个采集站3之间通过大线连接，每个大线上均连接有多个用于采集数据的传感器8。
一种具有负延时功能的地震勘探仪的数据采集方法，具体包括有以下步骤：
（1）、数据采集：首先上位机初始化，然后下发配置的采集参数（包括有采样率、采样数据长度、积极道范围和负延迟数据长度）和开始采集指令到主控站，主控站接收到开始采集指令后，顺次将开始采集指令下发给多个串联的采集站，采集站接收到开始采集指令后，将采集的数据打包成帧，帧头标记为环境噪音数据，多个采集站将采集的环境噪音数据发送给主控站，主控站发送给上位机，上位机将环境噪音数据存储于噪音数据缓存器中；当震源启动激发地震波时，震源向主控站发送触发信号，主控站向多个串联的采集站发送地震数据采集命令，采集站接收到地震数据采集命令后，将采集的数据打包成帧，帧头标记为地震波数据，多个采集站将采集的地震波数据发送给主控站，主控站发送给上位机，上位机将地震波数据存储于地震数据缓存器中；最后上位机将存储的环境噪音数据和地震波数据按照接收先后顺序进行拼接，拼接后的数据存储于数据存储器中，作为此次采集的地震波采集数据；
（2）、负延迟检测设置：上位机将负延迟数据长度设置为0，然后按照步骤（1）进行预采样一次，观察采集到的波形，若采集的波形完整，则不需要进行负延迟设置；若波形不完整，则预测丢失波形的大概长度，在设置的负延迟数据长度上增加100个点，作为下次预采样的负延迟数据长度，再次按照步骤（1）进行预采样，反复修改负延迟数据长度并进行预采样，直到采集到的地震波形完整，至此完成负延迟数据长度测试。
其中，当上位机接收到的环境噪音数据超过噪音数据缓存器的存储空间大小时，则将最早收到的环境噪音数据丢弃，再将新收到的环境噪音数据写入噪音数据缓存器；当上位机收到地震波数据时，直接写入地震数据缓存器中，直到写满为止，当地震数据缓存器的存储空间写满后，上位机则下发停止采集指令到主控站，主控站停止将采集的地震波数据发送给上位机。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种具有负延时功能的地震勘探仪，其特征在于：包括有上位机、与上位机连接的主控站、与主控站串联连接的多个采集站；所述的主控站上设置有触发接口，所述的触发接口与震源连接；所述的上位机上连接有噪音数据缓存器、地震数据缓存器和数据存储器。
2.根据权利要求1所述的一种具有负延时功能的地震勘探仪，其特征在于：所述的上位机和主控站通过网线连接，所述的主控站与邻近的采集站通过短缆连接，所述的采集站之间通过大线连接，每个大线上均连接有多个用于采集数据的传感器。
3.根据权利要求1所述的一种具有负延时功能的地震勘探仪的数据采集方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
（1）、数据采集：首先上位机初始化，然后下发开始采集指令给主控站，主控站接收到开始采集指令后，顺次将开始采集指令下发给多个串联的采集站，采集站接收到开始采集指令后，将采集的数据打包成帧，帧头标记为环境噪音数据，多个采集站将采集的环境噪音数据发送给主控站，主控站发送给上位机，上位机将环境噪音数据存储于噪音数据缓存器中；当震源启动激发地震波时，震源向主控站发送触发信号，主控站向多个串联的采集站发送地震数据采集命令，采集站接收到地震数据采集命令后，将采集的数据打包成帧，帧头标记为地震波数据，多个采集站将采集的地震波数据发送给主控站，主控站发送给上位机，上位机将地震波数据存储于地震数据缓存器中；最后上位机将存储的环境噪音数据和地震波数据按照接收先后顺序进行拼接，拼接后的数据存储于数据存储器中，作为此次采集的地震波采集数据；
（2）、负延迟检测设置：上位机将负延迟数据长度设置为0，然后按照步骤（1）进行预采样一次，观察采集到的波形，若采集的波形完整，则不需要进行负延迟设置；若波形不完整，则预测丢失波形的大概长度，在设置的负延迟数据长度上增加100个点，作为下次预采样的负延迟数据长度，再次按照步骤（1）进行预采样，反复修改负延迟数据长度并进行预采样，直到采集到的地震波形完整，至此完成负延迟数据长度测试。
4.根据权利要求3所述的数据采集方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，当上位机接收到的环境噪音数据超过噪音数据缓存器的存储空间大小时，则将最早收到的环境噪音数据丢弃，再将新收到的环境噪音数据写入噪音数据缓存器；当上位机收到地震波数据时，直接写入地震数据缓存器中，直到写满为止，当地震数据缓存器的存储空间写满后，上位机则下发停止采集指令到主控站，主控站停止将采集的地震波数据发送给上位机。
5.根据权利要求3所述的数据采集方法，其特征在于：所述的上位机同时将配置的采集参数和开始采集指令下发到主控站，所述的采集参数包括有采样率、采样数据长度、积极道范围和负延迟数据长度。
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