CN110412653A - 一种海洋地震数据光电转换单元 - Google Patents

一种海洋地震数据光电转换单元 Download PDF

Info

Publication number
CN110412653A
CN110412653A CN201910786794.1A CN201910786794A CN110412653A CN 110412653 A CN110412653 A CN 110412653A CN 201910786794 A CN201910786794 A CN 201910786794A CN 110412653 A CN110412653 A CN 110412653A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
photoelectric conversion
seismic data
marine seismic
conversion unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910786794.1A
Other languages
English (en)
Inventor
刘晨光
刘保华
裴彦良
李西双
华清峰
连艳红
陈自力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
First Institute of Oceanography MNR
Original Assignee
First Institute of Oceanography MNR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by First Institute of Oceanography MNR filed Critical First Institute of Oceanography MNR
Priority to CN201910786794.1A priority Critical patent/CN110412653A/zh
Publication of CN110412653A publication Critical patent/CN110412653A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/186—Hydrophones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/20—Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/20—Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
    • G01V1/201—Constructional details of seismic cables, e.g. streamers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3843—Deployment of seismic devices, e.g. of streamers

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明公开了一种海洋地震数据光电转换单元，包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块，有效执行地震数据的信号转化和传输，数据传输稳定性强、传输距离更远，数据传输的速率更快，有效保证数据转换和传输的可靠性和精确度以及数据处理的及时性。多个采集通道的设置，每个采集通道对应适当数量的地震数据采集元件即水听器，有效压制了数据采集中的随机噪声，进一步保证了数据采集的精密性，从而保证数据的可靠性和可采信度，使得勘探能够获得良好的探测信息。

Description

一种海洋地震数据光电转换单元
技术领域
本发明涉及海洋人工反射地震勘探技术领域，特别是涉及一种海洋地震数据光电转换单元。
背景技术
海洋人工反射地震探测是一种重要的地球物理勘探方法，对于资源调查、沉积构造单元划分和工程地质灾害等调查，特别是海洋地质结构探测、海洋油气和天然气水合物探测以及海底灾害地质现象的探测等具有重要的战略意义。通常情况下，需要采用人工震源激发地震波，通过采集经海底反射的震源信号来获得海底以下地层的信息。因此地震数据光电转换单元对数据转换和传输的精确度以及数据处理的及时性对海洋研究、海底探测和分析至关重要。而现有技术中，地震数据转换和传输的精确度和数据处理的及时性已经不能满足海洋研究日益精细化的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种海洋地震数据光电转换单元，数据传输稳定性强、传输距离更远，数据传输的速率更快，能够获得良好的探测信息。
为了达到上述目的，本发明提供的海洋地震数据光电转换单元，所述海洋地震数据光电转换单元应用于海洋地震电缆，所述海洋地震电缆包括n个依次连接的所述数据传输单元，n为大于等于1的正整数；所述海洋地震数据光电转换单元与第1个所述数据传输单元相连；所述海洋地震数据光电转换单元包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块；所述数据传输单元用来将采集的地震数据发送给所述通讯模块；所述电源模块是所述海洋地震数据光电转换单元的电能供应装置，用来将电能转化成不同电压提供给所述海洋地震数据光电转换单元的各组成部分以及所述数据传输单元；所述控制模块接收并解析控制指令，将所述控制指令通过所述通讯模块发送给所述数据传输单元，对所述通讯模块接收并传送的地震数据进行检查和校验，通过所述光电转换模块转化为光信号发送给拖缆控制器；所述光电转换模块用来执行光电信号的转换和协议转换，包括将所述控制指令转换为电信号发送给所述控制模块，以及将经过所述控制模块检查和校验后的地震数据进行光信号转换后发送给所述拖缆控制器；所述通讯模块用来执行所述控制指令和地震数据的接收和发送，将所述控制模块解析后的控制指令和时钟传递给所述数据传输单元，接收所述数据传输单元发来的地震数据并发送给所述控制模块。
进一步地，所述地震数据的传输方式为：所述地震数据从第n个所述数据传输单元发送给其前面所接的即第n-1个所述数据传输单元，两个单元的数据打包后再传送给第n-2个所述数据传输单元，三个单元的数据打包后再向前传输，以此类推，直到传输给与第一个所述数据传输单元相连的所述海洋地震数据光电转换单元。
进一步地，所述控制指令由多通道数字地震采集主控经拖缆控制器发送给所述控制模块。
进一步地，每个所述数据传输单元对应控制多个所述数据采集单元，每个所述数据采集单元对应控制多个所述采集通道，每个采集通道对应若干个地震数据采集元件并对所述地震数据采集元件采集的地震数据进行数字化处理。
进一步地，所述地震数据采集元件为水听器，每个所述数据传输单元对应六个所述数据采集单元，每个所述采集通道对应四至六个串联或并联的所述水听器。
进一步地，所述控制模块为高性能嵌入式FPGA。
进一步地，所述电源模块包括降压电路和分压电路。
进一步地，所述通讯模块采用低压差分信号传输技术进行所述控制指令以及地震数据的接收和发送。
进一步地，所述光电转换模块包括光电转换器，所述光电转换器执行光电信号的转换和协议转换。
进一步地，所述协议转换为串行传输和并行传输两种传输方式的转换。
本发明提供的海洋地震数据光电转换单元，包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块，有效执行地震数据的信号转化和传输，数据传输稳定性强、传输距离更远，数据传输的速率更快，有效保证数据转换和传输的可靠性和精确度以及数据处理的及时性。多个采集通道的设置，每个采集通道对应适当数量的地震数据采集元件即水听器，有效压制了数据采集中的随机噪声，进一步保证了数据采集的精密性，从而保证数据的可靠性和可采信度，使得勘探能够获得良好的探测信息。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的海洋地震数据光电转换单元工作原理示意图；
图2为本发明实施例提供的海洋地震数据传输原理示意图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种海洋地震数据光电转换单元，数据传输稳定性强、传输距离更远，数据传输的速率更快，能够获得良好的探测信息。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
请参见图1，本发明实施例提供了一种海洋地震数据光电转换单元10，所述海洋地震数据光电转换单元应用于海洋地震电缆，所述海洋地震电缆包括n个依次连接的所述数据传输单元，n为大于等于1的正整数；所述海洋地震数据光电转换单元与第1个所述数据传输单元相连；所述海洋地震数据光电转换单元包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块；所述数据传输单元用来将采集的地震数据发送给所述通讯模块；所述电源模块是所述海洋地震数据光电转换单元的电能供应装置，用来将电能转化成不同电压提供给所述海洋地震数据光电转换单元的各组成部分以及所述数据传输单元；所述控制模块接收并解析控制指令，将所述控制指令通过所述通讯模块发送给所述数据传输单元，对所述通讯模块接收并传送的地震数据进行检查和校验，通过所述光电转换模块转化为光信号发送给拖缆控制器；所述光电转换模块用来执行光电信号的转换和协议转换，包括将所述控制指令转换为电信号发送给所述控制模块，以及将经过所述控制模块检查和校验后的地震数据进行光信号转换后发送给所述拖缆控制器；所述通讯模块用来执行所述控制指令和地震数据的接收和发送，将所述控制模块解析后的控制指令和时钟传递给所述数据传输单元，接收所述数据传输单元发来的地震数据并发送给所述控制模块。
本发明实施例提供的海洋地震数据光电转换单元，包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块，有效执行地震数据的信号转化和传输，数据传输稳定性强、传输距离更远，数据传输的速率更快，有效保证数据转换和传输的可靠性和精确度以及数据处理的及时性。
实际海洋地震数据勘探中，地震数据的传输方式可以设置为：从最后一个即第n个数据传输单元发送给前一个即第n-1个数据传输单元，两个单元的数据打包后再传送给第n-2个数据传输单元，三个单元的数据打包后再向前传输，以此类推，直到传输给多通道数字地震采集主控。按照这种传输方式，传输的距离相对较短，可以降低数据传输的误码率，提高数据传输的质量。并且，从最后一个数据传输单元向前传输，每个数据传输单元都会给数据打上标签，有利于数据的编排。需要说明的是，这里只是描述了数据传输的信号流路径，不包括对其中数据传输过程中的数据转化的描述，例如没有具体描述从模拟量转化为数字量，从数字量转为光信号以便更快速准确传输等。
为了更好地理解本发明实施例在实际中的应用，请参见图2，所述控制模块接收到的所述控制指令由多通道数字地震采集主控经拖缆控制器来发出，所述电源模块的电能取自于所述拖缆控制器。
进一步地，每个所述数据传输单元对应控制多个所述数据采集单元，每个所述数据采集单元对应控制多个所述采集通道，每个采集通道对应若干个地震数据采集元件并对所述地震数据采集元件采集的地震数据进行数字化处理。如图2所示，第1个数据采集单元对应控制k个采集通道，第j个数据采集单元对应控制m个采集通道，j个数据采集单元分别控制汇集对应采集通道的地震数据，同时将数据传输给对应的数据传输单元。其中，j、k、m均为大于等于1的正整数，优选地，k＝m。
进一步地，所述地震数据采集元件包括水听器，所述水听器用来执行所述地震数据的采集并将其转化为电信号，每个所述数据传输单元对应六个所述数据采集单元，每个所述采集通道对应四至六个串联或并联的所述水听器。其中，串联和并联的连接关系和电路中的原理一样，此处不再做出详细说明和图示。另外需要说明的是，虽然图2中每个采集通道对应了四个水听器，但这并不能理解为每个采集通道只能对应四个水听器。实际应用中，采集通道对应的水听器的数量根据具体要求灵活设计选择。优选地，为了压制随机噪声，每个采集通道对应四至六个水听器。
优选地，所述控制模块的主控制器和数据处理器为高性能嵌入式FPGA，采用FPGA作为主控制器和数据处理器，对海洋地震数据光电转换单元进行管理和控制。
优选地，所述电源模块包括降压电路和分压电路，从海洋地震电缆获取直流电源，变换成不同等级的电压提供给控制模块、通讯模块和光电转换模块。
优选地，所述通讯模块采用低压差分信号传输技术进行所述控制指令以及地震数据的接收和发送，能够有效降低所述光电转换单元的功耗。
优选地，所述光电转换模块包括光电转换器，所述光电转换器执行光电信号的转换和协议转换，例如可以完成串并转换，即串行传输和并行传输两种传输方式的转换，可以通过移位寄存器来实现。
本发明实施例提供的海洋地震数据光电转换单元，包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块，有效执行地震数据的信号转化和传输，数据传输稳定性强、传输距离更远，数据传输的速率更快，有效保证数据转换和传输的可靠性和精确度以及数据处理的及时性。多个采集通道的设置，每个采集通道对应适当数量的地震数据采集元件即水听器，有效压制了数据采集中的随机噪声，进一步保证了数据采集的精密性，从而保证数据的可靠性和可采信度，使得勘探能够获得良好的探测信息。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述海洋地震数据光电转换单元应用于海洋地震电缆，所述海洋地震电缆包括n个依次连接的所述数据传输单元，n为大于等于1的正整数；所述海洋地震数据光电转换单元与第1个所述数据传输单元相连；所述海洋地震数据光电转换单元包括电源模块、控制模块、通讯模块、光电转换模块；所述数据传输单元用来将采集的地震数据发送给所述通讯模块；
所述电源模块是所述海洋地震数据光电转换单元的电能供应装置，用来将电能转化成不同电压提供给所述海洋地震数据光电转换单元的各组成部分以及所述数据传输单元；
所述控制模块接收并解析控制指令，将所述控制指令通过所述通讯模块发送给所述数据传输单元，对所述通讯模块接收并传送的地震数据进行检查和校验，通过所述光电转换模块转化为光信号发送给拖缆控制器；
所述光电转换模块用来执行光电信号的转换和协议转换，包括将所述控制指令转换为电信号发送给所述控制模块，以及将经过所述控制模块检查和校验后的地震数据进行光信号转换后发送给所述拖缆控制器；
所述通讯模块用来执行所述控制指令和地震数据的接收和发送，将所述控制模块解析后的控制指令和时钟传递给所述数据传输单元，接收所述数据传输单元发来的地震数据并发送给所述控制模块。
2.根据权利要求1所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述地震数据的传输方式为：所述地震数据从第n个所述数据传输单元发送给其前面所接的即第n-1个所述数据传输单元，两个单元的数据打包后再传送给第n-2个所述数据传输单元，三个单元的数据打包后再向前传输，以此类推，直到传输给与第一个所述数据传输单元相连的所述海洋地震数据光电转换单元。
3.根据权利要求1所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述控制指令由多通道数字地震采集主控经拖缆控制器发送给所述控制模块。
4.根据权利要求1所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，每个所述数据传输单元对应控制多个所述数据采集单元，每个所述数据采集单元对应控制多个所述采集通道，每个采集通道对应若干个地震数据采集元件并对所述地震数据采集元件采集的地震数据进行数字化处理。
5.根据权利要求4所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述地震数据采集元件为水听器，每个所述数据传输单元对应六个所述数据采集单元，每个所述采集通道对应四至六个串联或并联的所述水听器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述控制模块为高性能嵌入式FPGA。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述电源模块包括降压电路和分压电路。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述通讯模块采用低压差分信号传输技术进行所述控制指令以及地震数据的接收和发送。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述光电转换模块包括光电转换器，所述光电转换器执行光电信号的转换和协议转换。
10.根据权利要求9所述的海洋地震数据光电转换单元，其特征在于，所述协议转换为串行传输和并行传输两种传输方式的转换。
CN201910786794.1A 2019-08-24 2019-08-24 一种海洋地震数据光电转换单元 Pending CN110412653A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910786794.1A CN110412653A (zh) 2019-08-24 2019-08-24 一种海洋地震数据光电转换单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910786794.1A CN110412653A (zh) 2019-08-24 2019-08-24 一种海洋地震数据光电转换单元

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110412653A true CN110412653A (zh) 2019-11-05

Family

ID=68368703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910786794.1A Pending CN110412653A (zh) 2019-08-24 2019-08-24 一种海洋地震数据光电转换单元

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110412653A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111293524A (zh) * 2020-02-28 2020-06-16 中国科学院声学研究所 一种海底观测网扩展连接装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106411418A (zh) * 2016-09-23 2017-02-15 天津大学 用于水听器线列阵的精确数据采集时钟同步方法
CN106990431A (zh) * 2017-05-18 2017-07-28 国家海洋局第海洋研究所 一种近海底水合物探测系统
CN210626680U (zh) * 2019-08-24 2020-05-26 自然资源部第一海洋研究所 一种海洋地震数据光电转换单元

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106411418A (zh) * 2016-09-23 2017-02-15 天津大学 用于水听器线列阵的精确数据采集时钟同步方法
CN106990431A (zh) * 2017-05-18 2017-07-28 国家海洋局第海洋研究所 一种近海底水合物探测系统
CN210626680U (zh) * 2019-08-24 2020-05-26 自然资源部第一海洋研究所 一种海洋地震数据光电转换单元

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
安文威: "分布式信号采集传输系统的研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》, 15 March 2018 (2018-03-15), pages 11 - 14 *
曾翔;阮福明;曹平: "大型多通道海洋地震勘探系统水下电源网络研究与实现", 《电子技术》, 28 February 2013 (2013-02-28), pages 23 - 25 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111293524A (zh) * 2020-02-28 2020-06-16 中国科学院声学研究所 一种海底观测网扩展连接装置
CN111293524B (zh) * 2020-02-28 2020-12-29 中国科学院声学研究所 一种海底观测网扩展连接装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106990431B (zh) 一种近海底水合物探测系统
US4821241A (en) Noise-cancelling streamer cable
CA2818715C (en) Digital seismic sensor and acquisition device adapted to be connected together via a two-conductor line
CN104849761A (zh) 一种声学深海拖曳探测系统
WO2021035896A1 (zh) 一种海洋地震数据采集控制装置
CN109946743A (zh) 一种多道地震数据不间断记录设备与方法
CN103931151B (zh) 发送、接收信号方法、相应设备及系统
JPH0351037B2 (zh)
CN110412653A (zh) 一种海洋地震数据光电转换单元
CN110412652A (zh) 一种海洋地震数据传输单元
CN210626680U (zh) 一种海洋地震数据光电转换单元
Qi-sheng et al. Development of a new seismic-data acquisition station based on system-on-a-programmable-chip technology
CN210626679U (zh) 一种海洋地震数据传输单元
CN104237935B (zh) 用于地球物理勘探的通用数据记录系统架构及其构建方法
CN210666043U (zh) 一种海洋地震数据采集控制装置
CN207096467U (zh) 一种近海底水合物探测系统
CN110412651A (zh) 一种分段式海洋地震电缆
CN210626678U (zh) 一种分段式海洋地震电缆
CN101975966B (zh) 一种用于地球物理勘探的拖缆模拟器板
US20150346366A1 (en) Seismic acquisition system comprising at least one connecting module to which is connected an auxiliary equipment, corresponding connecting module and data management system
US20180239042A1 (en) Low-power synchronous serial interface for a geophysical sensor array
CN201508415U (zh) 高分辨率海洋地震勘探多道数字拖缆
CN107566804A (zh) 一种基于光纤的水下视频和数据传输系统
CN108983293A (zh) 应用于海洋地震勘探拖缆系统中的模块化采集传输电路结构
CN210954358U (zh) 一种海洋地震电缆及其工作段

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination