CN200959033Y - 地壳微破裂四维数据采集站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于地球物理勘测技术领域，具体为一种地壳微破裂四维数据采集站。其结构包括用于接收岩石破裂震动信号的数字检波器，数字检波器经前置放大器将模拟信号送入数据采集板，数据采集板与单板机连接，其中，数据采集板还连接分频器和GPS装置，利用GPS同步卫星授时系统中的秒脉冲启动仪器的计时系统。本实用新型体积小、功耗低、操作简便、数据采集效果好，可对震动信息随时监视并进行相应处理。
Description
技术领域
本实用新型属于地球物理勘测技术领域，具体为一种地壳微破裂四维数据采集站。
背景技术
水力压裂是改造低渗透油气藏的重要手段，通过压裂可在地下形成人工裂缝，改善地层的渗流条件、疏通堵塞，提高油井的产能。压裂以后是否产生裂缝，产生裂缝有多长，裂缝朝哪个方向延伸，压裂井是否会和周围的水井连通，发生水淹、水窜现象。这些问题以前都无法即时直接地解决。
针对人为的或自然力造成地下岩石构造变形或破裂，岩石的破裂往往是连续的，形成的震动波必然连续。在任何地区，地表可接收的岩石破裂信息每平方公里每日可达数百次；开采矿区可接收的震动信息数量达数千次或数万次。使用地壳微破裂三分量数据采集站可对微破裂形成的震动力大小、方位、深度、震动时间等相关信息进行数据采集，通过数据处理，得到破裂点准确定位图、构成剖面图。现有的数据采集站由多台设备组成，体积大，携带和使用不便，有待进一步改进和提高。另外，由于在数据采集中需要使用多台采集站相距数米或数百米才能完成，多台仪器同时工作，如何解决计时同步的问题成了提高仪器性能的技术关键。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种体积小、功耗低、操作简便、数据采集效果好的地壳微破裂四维数据采集站。
本实用新型的技术方案如下：一种地壳微破裂四维数据采集站，包括用于接收岩石破裂震动信号的数字检波器，数字检波器经前置放大器将模拟信号送入数据采集板，数据采集板与单板机连接，其中，数据采集板还连接分频器和GPS装置，利用GPS同步卫星授时系统中的秒脉冲启动仪器的计时系统。
如上所述的地壳微破裂四维数据采集站，其中，数据采集板将信号进行模数转换，转换后的数据先存入与之连接的FIFO存储器，再采用DMA方式传输到单板机。
如上所述的地壳微破裂四维数据采集站，其中，单板机上设有USB接口，可通过USB接口将数据信息存入USB盘。
如上所述的地壳微破裂四维数据采集站，其中，采集站中设有DC/DC转换模块对各部件进行供电。
本实用新型采用GPS对检波器测点的经度、纬度、高程进行精确、详细的记录，利用GPS同步卫星授时系统中的秒脉冲启动仪器的计时系统，精度达10-12秒，这是使用晶振和其它分频器难以做到的。系统采用低功耗、小体积的PC104型单板机，使用Windows操作系统，人机界面清晰、美观，操作简便，适合野外工作需要。传感器采用三分量检波器，更有效的接收信息，通过反演、褶积，便可精确反映地下构造状态。电源使用直流供电，没有交流磁场的干扰，加上整套仪器埋置地下，不用滤波器，即可得到清晰记录。本系统采用移动硬盘存储数据，采集站与采集站之间不用联接线，也没有中间站，属于独立采集、存储系统，有效地节约了野外施工成本。
附图说明
图1为本实用新型的组成结构框图。
具体实施方式
如图所示，地壳微破裂四维数据采集站包括用于接收岩石破裂震动信号的三分量数字检波器，数字检波器经三通道前置放大器将模拟信号送入数据采集板，数据采集板采用公知的PM512型数据采集板，数据采集板与PC104型单板机之间通过数据线连接。数据采集板还连接分频器和GPS装置，利用GPS同步卫星授时系统中的秒脉冲启动仪器的计时系统。
岩石破裂震动信号由三分量数字检波器(传感器)接收，经三通道前置放大器放大500倍以后的模拟信号送入数据采集板，进行模数转换。转换后的数据进入先进先出存储器(FIFO)，采用DMA方式传输到单板机。再由单板机将数据存储到USB盘。GPS接收卫星的定位、定时信息，利用卫星的秒脉冲进行同步，作为启动时序，达到多台同步的目的。数据的采样也是由卫星的秒脉冲进行同步。采样率为0.1ms、0.2ms、0.5ms、1ms、2ms、4ms。这些信息由RS232口传送到单板机，同样存入USB盘，作为数据处理的起始时间。本仪器采用12V电池供电或太阳能供电，通过DC/DC转换产生±5V、±12V作为仪器各部件所需要的电源。
该地壳微破裂四维数据采集站为防止空中电磁干扰，将三分量检波器埋于地下50-60cm，将GPS天线的接收头插在支杆上，置于地面1m-1.5m高度。采集站与采集站之间相距大于500米，最好用十台以上摆放成一个面。使用时，打开采集站的电源，设置好参数，当GPS接收到三颗以上同步卫星时，采集程序自动启动，记录地下微破裂信息。
Claims (4)
1.一种地壳微破裂四维数据采集站，包括用于接收岩石破裂震动信号的数字检波器，数字检波器经前置放大器将模拟信号送入数据采集板，数据采集板与单板机连接，其特征在于：数据采集板还连接分频器和GPS装置，利用GPS同步卫星授时系统中的秒脉冲启动仪器的计时系统。
2.如权利要求1所述的地壳微破裂四维数据采集站，其特征在于：数据采集板将信号进行模数转换，转换后的数据先存入与之连接的FIFO存储器，再采用DMA方式传输到单板机。
3.如权利要求1或2所述的地壳微破裂四维数据采集站，其特征在于：单板机上设有USB接口，可通过USB接口将数据信息存入USB盘。
4.如权利要求1或2所述的地壳微破裂四维数据采集站，其特征在于：采集站中设有DC/DC转换模块对各部件进行供电。
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