CN116679341A - 一种微地震采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微地震采集系统，包括检波器模块、信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器、上位机以及电源模块；将微地震波信号发送至信号预处理模块，信号预处理模块对所述微地震波信号进行滤波处理；处理后的微地震波信号发送至数据采集分析模块；转换后的微地震波信号信号发送至微控制器，微控制器将转换后的微地震波信号发送至上位机并完成采集过程，电源模块用于为信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器以及上位机提供电源；本发明通过对微地震波信号进行滤波及数模转换，并分别进行体波和槽波的转换，能够减少噪声对有效信号的干扰，使经过模数转换后的信号精度更高，进而提高微震监测的准确性。

Description

一种微地震采集系统
技术领域
本发明涉及地震勘测技术领域，特别是涉及一种微地震采集系统。
背景技术
微地震监测技术目前被广泛的应用于油田生产开发动态监测过程，其通过在监测区周边布置多组检波器实时采集煤岩体在变形或断裂过程中微震信号，利用先进的采集技术、通讯技术和计算机技术等在三维空间中实时地确定微震事件发生的空间位置和能量，在确认井底周围储层内形成裂缝的造缝长度及裂缝走向、延伸趋势能否达到设计要求，是否与周围的注水、注汽井联通，是否发生汽窜、水窜情况等等方面，微地震有着独特的优势。
在微地震监测过程中，高精度地采集到所需的有效信号是微震监测准确性的前提，在微震信号数据采集系统中，接收到的微地震波信号的动态变化范围较大，微地震波信号通常会受到传播衰减或微震强度等因素的影响，使得微震监测系统往往采集到信号较弱且噪声较大的微地震波信号，难以保证微地震监测的准确性。
为了解决上述问题，本发明提供一种微地震采集系统，来解决以往的微地震采集系统监测不准确的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微地震采集系统，达到提高地震信号采集精度的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种微地震采集系统，包括依次连接的检波器模块、信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器、上位机以及电源模块；
所述检波器模块设置在监测工作面，用于采集工作面中微地震波信号；
将所述微地震波信号发送至信号预处理模块，所述信号预处理模块对所述微地震波信号进行滤波处理；
处理后的所述微地震波信号发送至数据采集分析模块，并对所述微地震波信号进行模数转换得到转换后微地震波信号；
转换后的微地震波信号信号发送至所述微控制器，所述微控制器将转换后的微地震波信号发送至所述上位机并完成采集过程，所述电源模块用于为信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器以及上位机提供电源。
优选地，所述波器模块包括若干三轴检波器和数据处理单元，所述三轴检波器与所述数据处理单元电连，所述三轴检波器用于采集工作面中的体波和槽波并将所述体波和槽波传输至数据处理单元，所述数据处理单元与所述信号预处理模块电连，并将所述体波和槽波传输至信号预处理模块。
优选地，所述信号预处理模块包括信号放大器和滤波器，所述信号放大器分别与滤波器和所述三轴检波器连接，所述滤波器与所述数据采集分析模块连接。
优选地，所述数据采集处理模块包括模数转换模块，所述数据转换模块用于对所述体波和槽波进行模数转换得到转换后的体波信号和槽波信号。
优选地，所述信号放大器包括放大芯片U1、一端与放大芯片U1的I N-引脚连接，且另一端与运放OP1负极连接的电阻R2、一端与运放OP1正相输入端连接，且另一端与接口J1的2号引脚连接的电阻R1、一端与放大芯片U1的I N+引脚连接，且另一端与接口J1的1号引脚连接的电阻R3、负极连接接口J1的2号引脚，且正极接3.3V负相供电的二极管D1、相互并联后正极与接口J1的2号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D2和二极管D3、相互并联后负极与接口J1的1号引脚连接，且正极接3.3V负相供电的二极管D4和二极管D5、正极与接口J1的1号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D6、串联后连接于放大芯片U1的两个RG引脚之间的电容C2和电阻R6、一端与放电芯片U1的REF引脚连接，且另一端连接接地的电阻R5、一端与放大芯片U1的Vout引脚连接，且另一端作为输出P1与检波滤波模块连接的电阻R4，以及一端与输出P1连接，且另一端连接接地的电容C1，所述运放OP1的负相输入端与输出端连接；所述放大芯片U1的V+引脚接3.3V正相供电，V-引脚接3.3V负相供电。
优选地，所述滤波器包括滤波芯片U2、串联后与滤波芯片U2的+IN引脚连接的电阻R7和电阻R8、一端连接于电阻R7和电阻R8之间，且另一端与滤波芯片的-I N引脚和OUT引脚均连接的电容C3、一端与滤波芯片U2的+IN引脚连接，且另一端连接接地的电容C6、并联后一端与滤波芯片U2的V-引脚连接，且另一端连接接地的电容C7和电容C8，以及并联后一端与滤波芯片U2的V+引脚连接，且另一端连接接地的电容C4和电容C5，所述电阻R7作为输入P1与检波信号放大模块连接；所述滤波芯片U2的OUT引脚作为输出P2与检波转换模块连接；所述滤波芯片U2的V-引脚接12V负相供电，V+引脚接12V正相供电。
优选地，所述数据采集分析模块还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路的输入端与所述信号预处理模块连接，所述自动增益控制电路的输出端与所述模数转换模块连接，所述自动增益控制电路的控制端与所述微控制器连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1.本发明通过对微地震波信号进行滤波及数模转换，并分别进行体波和槽波的转换，能够减少噪声对有效信号的干扰，使经过模数转换后的信号精度更高，进而提高微震监测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明的流程图；
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。
本发明的目的是提供一种微地震采集系统，达到提高地震信号采集精度的目的。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，一种微地震采集系统，包括依次连接的检波器模块、信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器、上位机以及电源模块；所述检波器模块设置在监测工作面，用于采集工作面中微地震波信号；将所述微地震波信号发送至信号预处理模块，所述信号预处理模块对所述微地震波信号进行滤波处理；处理后的所述微地震波信号发送至数据采集分析模块，并对所述微地震波信号进行模数转换得到转换后微地震波信号；转换后的微地震波信号信号发送至所述微控制器，所述微控制器将转换后的微地震波信号发送至所述上位机并完成采集过程，所述电源模块用于为信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器以及上位机提供电源；本发明通过对微地震波信号进行滤波及数模转换，并分别进行体波和槽波的转换，能够减少噪声对有效信号的干扰，使经过模数转换后的信号精度更高，进而提高微震监测的准确性。
进一步的，所述波器模块包括若干三轴检波器和数据处理单元，所述三轴检波器与所述数据处理单元电连，所述三轴检波器用于采集工作面中的体波和槽波并将所述体波和槽波传输至数据处理单元，所述数据处理单元与所述信号预处理模块电连，并将所述体波和槽波传输至信号预处理模块。
进一步的，所述信号预处理模块包括信号放大器和滤波器，所述信号放大器分别与滤波器和所述三轴检波器连接，所述滤波器与所述数据采集分析模块连接。
进一步的，所述数据采集处理模块包括模数转换模块，所述数据转换模块用于对所述体波和槽波进行模数转换得到转换后的体波信号和槽波信号。
进一步的，所述信号放大器包括放大芯片U1、一端与放大芯片U1的IN-引脚连接，且另一端与运放OP1负极连接的电阻R2、一端与运放OP1正相输入端连接，且另一端与接口J1的2号引脚连接的电阻R1、一端与放大芯片U1的I N+引脚连接，且另一端与接口J1的1号引脚连接的电阻R3、负极连接接口J1的2号引脚，且正极接3.3V负相供电的二极管D1、相互并联后正极与接口J1的2号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D2和二极管D3、相互并联后负极与接口J1的1号引脚连接，且正极接3.3V负相供电的二极管D4和二极管D5、正极与接口J1的1号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D6、串联后连接于放大芯片U1的两个RG引脚之间的电容C2和电阻R6、一端与放电芯片U1的REF引脚连接，且另一端连接接地的电阻R5、一端与放大芯片U1的Vout引脚连接，且另一端作为输出P1与检波滤波模块连接的电阻R4，以及一端与输出P1连接，且另一端连接接地的电容C1，所述运放OP1的负相输入端与输出端连接；所述放大芯片U1的V+引脚接3.3V正相供电，V-引脚接3.3V负相供电。
进一步的，所述滤波器包括滤波芯片U2、串联后与滤波芯片U2的+I N引脚连接的电阻R7和电阻R8、一端连接于电阻R7和电阻R8之间，且另一端与滤波芯片的-I N引脚和OUT引脚均连接的电容C3、一端与滤波芯片U2的+I N引脚连接，且另一端连接接地的电容C6、并联后一端与滤波芯片U2的V-引脚连接，且另一端连接接地的电容C7和电容C8，以及并联后一端与滤波芯片U2的V+引脚连接，且另一端连接接地的电容C4和电容C5，所述电阻R7作为输入P1与检波信号放大模块连接；所述滤波芯片U2的OUT引脚作为输出P2与检波转换模块连接；所述滤波芯片U2的V-引脚接12V负相供电，V+引脚接12V正相供电。
进一步的，所述数据采集分析模块还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路的输入端与所述信号预处理模块连接，所述自动增益控制电路的输出端与所述模数转换模块连接，所述自动增益控制电路的控制端与所述微控制器连接。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种微地震采集系统，其特征在于，包括依次连接的检波器模块、信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器、上位机以及电源模块；
所述检波器模块设置在监测工作面，用于采集工作面中微地震波信号；
将所述微地震波信号发送至信号预处理模块，所述信号预处理模块对所述微地震波信号进行滤波处理；
处理后的所述微地震波信号发送至数据采集分析模块，并对所述微地震波信号进行模数转换得到转换后微地震波信号；
转换后的微地震波信号信号发送至所述微控制器，所述微控制器将转换后的微地震波信号发送至所述上位机并完成采集过程，所述电源模块用于为信号预处理模块、数据采集分析模块、微控制器以及上位机提供电源。
2.根据权利要求1所述的一种微地震采集系统，其特征在于，所述波器模块包括若干三轴检波器和数据处理单元，所述三轴检波器与所述数据处理单元电连，所述三轴检波器用于采集工作面中的体波和槽波并将所述体波和槽波传输至数据处理单元，所述数据处理单元与所述信号预处理模块电连，并将所述体波和槽波传输至信号预处理模块。
3.根据权利要求2所述的一种微地震采集系统，其特征在于，所述信号预处理模块包括信号放大器和滤波器，所述信号放大器分别与滤波器和所述三轴检波器连接，所述滤波器与所述数据采集分析模块连接。
4.根据权利要求2所述的一种微地震采集系统，其特征在于，所述数据采集处理模块包括模数转换模块，所述数据转换模块用于对所述体波和槽波进行模数转换得到转换后的体波信号和槽波信号。
5.根据权利要求3所述的一种微地震采集系统，其特征在于，所述信号放大器包括放大芯片U1、一端与放大芯片U1的IN-引脚连接，且另一端与运放OP1负极连接的电阻R2、一端与运放OP1正相输入端连接，且另一端与接口J1的2号引脚连接的电阻R1、一端与放大芯片U1的IN+引脚连接，且另一端与接口J1的1号引脚连接的电阻R3、负极连接接口J1的2号引脚，且正极接3.3V负相供电的二极管D1、相互并联后正极与接口J1的2号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D2和二极管D3、相互并联后负极与接口J1的1号引脚连接，且正极接3.3V负相供电的二极管D4和二极管D5、正极与接口J1的1号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D6、串联后连接于放大芯片U1的两个RG引脚之间的电容C2和电阻R6、一端与放电芯片U1的REF引脚连接，且另一端连接接地的电阻R5、一端与放大芯片U1的Vout引脚连接，且另一端作为输出P1与检波滤波模块连接的电阻R4，以及一端与输出P1连接，且另一端连接接地的电容C1，所述运放OP1的负相输入端与输出端连接；所述放大芯片U1的V+引脚接3.3V正相供电，V-引脚接3.3V负相供电。
6.根据权利要求3所述的一种微地震采集系统，其特征在于，所述滤波器包括滤波芯片U2、串联后与滤波芯片U2的+IN引脚连接的电阻R7和电阻R8、一端连接于电阻R7和电阻R8之间，且另一端与滤波芯片的-IN引脚和OUT引脚均连接的电容C3、一端与滤波芯片U2的+IN引脚连接，且另一端连接接地的电容C6、并联后一端与滤波芯片U2的V-引脚连接，且另一端连接接地的电容C7和电容C8，以及并联后一端与滤波芯片U2的V+引脚连接，且另一端连接接地的电容C4和电容C5，所述电阻R7作为输入P1与检波信号放大模块连接；所述滤波芯片U2的OUT引脚作为输出P2与检波转换模块连接；所述滤波芯片U2的V-引脚接12V负相供电，V+引脚接12V正相供电。
7.根据权利要求4所述的一种微地震采集系统，其特征在于，所述数据采集分析模块还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路的输入端与所述信号预处理模块连接，所述自动增益控制电路的输出端与所述模数转换模块连接，所述自动增益控制电路的控制端与所述微控制器连接。
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