CN204556847U - 一种地震仪触发信号隔离转换器及工程勘探设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地震仪触发信号隔离转换器及工程勘探设备，所述地震仪触发信号隔离转换器的磁环穿过连接导爆管和起爆器的导线，缠绕于磁环上的线圈的两端分别接高频整流桥U_Z的两个输入端，高频整流桥U_Z的两个输出端分别与压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的两个公共端连接，所述自恢复保险丝PPTC串联于高频整流桥U_Z在和压敏电阻RV之间，压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的两个公共端与光电耦合器OC的输入端连接，光电耦合器OC的输出端与地震仪的触发器连接。本实用新型感应震源工作信号，隔离掉高频干扰信号，将开路信号转换成闭路信号，实现了地震仪的稳定触发，同时切断地震仪与爆炸系统的联系，保护地震仪。

Description

一种地震仪触发信号隔离转换器及工程勘探设备

技术领域

本实用新型涉及工程勘探、检测技术领域，尤其涉及一种地震仪触发信号隔离转换器及工程勘探设备。

背景技术

在工程勘察、检测领域，地震仪是用来记录地震波的设备，通常由震源系统、检波器系统、触发系统、数模转换系统和人机交互系统组成。震源系统是用来激发地震波的，可以是爆炸震源或者机械震源，其中爆炸震源因其廉价和能量高的特点而成为远距离勘探的首选。检波器系统是安装在被探测的地质体上，感知岩石的振动产生电流的变化。触发系统的功能是接受震源的信号，通知地震仪记录检波器的电信号。数模转换系统完成模拟信号(电信号)到数字信号的变换。人机交互系统通过界面让操作员对仪器进行参数设置和数据保存、波形展示等。

如图2所示，现有技术中震源系统包括起爆器11、导爆管12和炸药13，所述炸药13通过触发线14直接与地震仪15连接，所述地震仪15还与检波器16和电脑17连接。爆炸震源工作时通常通过炸断导线给出一个开路信号，但是一部分地震仪，特别是德国产地震仪仅为闭路触发而设计。此类地震仪需要一个信号转换电路将开路信号转为闭路信号。爆炸震源通常由导爆器，电雷管和炸药组成；或者由起爆器，导爆管和炸药组成，起爆器工作的瞬间会产生一个几千伏的高电压，感应出一个强电场，产生一系列开-闭的信号，使得地震仪提前触发或滞后触发。导致地震仪所保存的地震波记录时间不够长或者错过了前面有用的数据。地震仪的触发系统直接连接到爆炸系统，实践中地震仪容易被触发线传进来的高电压、大电流所损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种地震仪触发信号隔离转换器及工程勘探设备。解决某些闭路触发的地震仪不能触发的问题；解决导爆器产生的高频干扰导致地震仪提前或滞后触发的问题；解决导爆器产生的高电压、大电流进入触发系统烧毁地震仪的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种地震仪触发信号隔离转换器，包括磁环、线圈、高频整流桥U_Z、瞬态电压抑制器TVS、压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC和光电耦合器OC；

所述磁环穿过震源系统中连接导爆管和起爆器的N导线，缠绕于磁环上的线圈的两端分别接高频整流桥U_Z的两个输入端，所述高频整流桥U_Z的一个输出端通过自恢复保险丝PPTC连接压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的一个公共端，另一个输出端连接压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的另一个公共端，且压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的两个公共端与光电耦合器OC的输入端连接，光电耦合器OC的输出端与地震仪的触发器连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型适用于爆炸震源等多种震源，主要通过磁环感应震源工作信号实现给地震仪一个开关信号从而触发地震仪；通过高频整流桥U_Z和瞬态电压抑制器TVS隔离掉高频干扰信号，通过压敏电阻对电压进行限制，通过自恢复保险丝PPTC对电流进行限制，防止高电压、大电流损坏地震仪，通过光电耦合器将开路信号转换成闭路信号，实现了地震仪的稳定触发，得到完整的地震数据，同时切断地震仪与爆炸系统的联系，保护地震仪；本实用新型通过磁环感应得到触发信号，无需电池，寿命更长久，不但使用方便，更能适用于多种震源，该装置本身带来的延迟是微秒级的，满足地震勘探的需要。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述技术方案还包括稳压二极管ZD，其与压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS并联。

采用上述进一步方案的有益效果：通过稳压二极管ZD进行稳压，将感应电压稳定在15V左右。

进一步，上述技术方案还包括电阻器R，其一端连接连接高频整流桥U_Z的一个输出端，另一端连接所述所述稳压二极管ZD的正极。

采用上述进一步方案的有益效果：通过电阻器R调节触发信号幅值的大小。

进一步，磁环、线圈、高频整流桥U_Z、瞬态电压抑制器TVS、压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC和光电耦合器OC的参数根据震源的种类进行选择。

进一步，所述稳压二极管ZD的参数根据震源的种类进行选择。

进一步，所述电阻器R的参数根据震源的种类进行选择。

本实用新型解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种工程勘探设备，包括所述地震仪触发信号隔离转换器，其还包括震源系统、地震仪、检波器和控制终端，所述地震仪触发信号隔离转换器磁环穿过震源系统中连接导爆管和起爆器的N导线，地震仪触发信号隔离转换器通过触发线与地震仪连接，所述地震仪连接检波器和控制终端。

附图说明

图1为本实用新型所述一种地震仪触发信号隔离转换器电路结构示意图；

图2为现有技术中工程勘探设备结构示意图；

图3为本实用新型所述工程勘探设备结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

现有技术

11、起爆器，12、导爆管，13、炸药，14、触发线，15、地震仪，16、 检波器，17电脑；

本实用新型 

21、起爆器，22、导爆管，23、炸药，24、地震仪触发信号隔离转换器，25、触发线，26、地震仪，27、检波器，28、电脑。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种地震仪触发信号隔离转换器，包括磁环、线圈、高频整流桥U_Z、瞬态电压抑制器TVS、压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC和光电耦合器OC；所述磁环穿过震源系统中连接导爆管和起爆器的N导线，缠绕于磁环上的线圈的两端分别接高频整流桥U_Z的两个输入端，所述高频整流桥U_Z的一个输出端通过自恢复保险丝PPTC连接压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的一个公共端，另一个输出端连接压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的另一个公共端，且压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的两个公共端与光电耦合器OC的输入端连接，光电耦合器OC的输出端与地震仪的触发器连接。

上述技术方案还包括稳压二极管ZD，其与压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS并联。通过稳压二极管ZD进行稳压，将感应电压稳定在15V左右。

上述技术方案还包括电阻器R，其一端连接连接高频整流桥U_Z的一个输出端，另一端连接所述所述稳压二极管ZD的正极。通过电阻器R调节触发信号幅值的大小。

所述磁环、线圈、高频整流桥U_Z、瞬态电压抑制器TVS、压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC和光电耦合器OC的参数根据震源的种类进行选择。所述稳压二极管ZD的参数根据震源的种类进行选择。

本实用新型适用于爆炸震源等多种震源，主要通过磁环感应震源工作信 号，使一个开路信号转换成闭路信号，给地震仪一个开关信号触发地震仪，从而记录检波器的电信号，实现了地震仪的稳定触发，得到完整的地震数据。

地震仪不是直接连接到震源系统，而是通过本实用新型所述的信号隔离转换器连接震源系统和地震仪，防止过压或过流烧坏地震仪，起到保护作用。

具体地，所述触发器通过高频整流桥U_Z和瞬态电压抑制器TVS切断高频干扰信号的影响；使用光电隔离技术实现了前所未有的安全抗干扰的触发方式。除了采用了光电隔离的技术，还恰当运用了压敏电阻及自恢复熔断器来保证电路的可靠性以保护地震仪。其不但能有效隔离干扰信号更能防止过流、过压信号损坏地震仪。值得一提的是本实用新型无需电池，寿命更长久，其不但使用方便，更能适用于多种震源。该装置本身带来的延迟是微秒级的，满足地震勘探的需要。

如图3所示，一种工程勘探设备，包括所述地震仪触发信号隔离转换器24，其还包括震源系统、地震仪26、检波器27和控制终端(本实施例中为电脑28)，所述震源系统包括起爆器21、导爆管22和炸药23，所述地震仪触发信号隔离转换器24的磁环穿过震源系统中连接导爆管和起爆器的N导线，地震仪触发信号隔离转换器通过触发线25与地震仪连接，所述地震仪连接检波器和控制终端。

图3中起爆器与导爆管用N、L两条导线相连，图3中N导线与图1中的N导线对应，当起爆器引爆操作时，有电流经过N导线，从而引爆导爆管，导爆管一爆炸，炸药就会被引爆。磁环从N导线感应出电压信号，通过高频整流桥U_Z的整流后，通过稳压二极管ZD及瞬态电压抑制器TVS的稳定电压，再通过压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC的保护条件下输入到光电耦合器OC输入端，从而控制光电耦合器输出端的信号通断，光电耦合器OC的VCC、GND与地震仪连接。输出端电路实现从开路状态到闭路状态的转换，进而触发地震仪，开始采集信号。在本实用新型的输入端设有保护电路，滤除高频干扰， 防止过流、过压损坏地震仪。

还有检波器与电脑都与地震仪连接。未起爆时本实用新型输出端是开路状态。起爆器一工作，磁环从N导线感应出电压信号，经过整流稳压后，此时本实用新型中光电耦合器输入端得电，输出端由开路状态转换为闭路状态，从而触发地震仪开始采集信号。本实用新型的保护元件选择及光电隔离设计，防止导爆器工作瞬间产生一个几千伏的高电压，感应出一个强电场，损坏地震仪。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种地震仪触发信号隔离转换器，其特征在于，包括磁环、线圈、高频整流桥U_Z、瞬态电压抑制器TVS、压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC和光电耦合器OC；

所述磁环穿过震源系统中连接导爆管和起爆器的N导线，缠绕于磁环上的线圈的两端分别接高频整流桥U_Z的两个输入端，所述高频整流桥U_Z的一个输出端通过自恢复保险丝PPTC连接压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的一个公共端，另一个输出端连接压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的另一个公共端，且压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS的两个公共端与光电耦合器OC的输入端连接，光电耦合器OC的输出端与地震仪的触发器连接。

2.根据权利要求1所述一种地震仪触发信号隔离转换器，其特征在于，还包括稳压二极管ZD，其与压敏电阻RV和瞬态电压抑制器TVS并联。

3.根据权利要求2所述一种地震仪触发信号隔离转换器，其特征在于，还包括电阻器R，其一端连接连接高频整流桥U_Z的一个输出端，另一端连接所述所述稳压二极管ZD的正极。

4.根据权利要求1所述一种地震仪触发信号隔离转换器，其特征在于，所述磁环、线圈、高频整流桥U_Z、瞬态电压抑制器TVS、压敏电阻RV、自恢复保险丝PPTC和光电耦合器OC的参数根据震源的种类进行选择。

5.根据权利要求2所述一种地震仪触发信号隔离转换器，其特征在于，所述稳压二极管ZD的参数根据震源的种类进行选择。

6.根据权利要求3所述一种地震仪触发信号隔离转换器，其特征在于，所述电阻器R的参数根据震源的种类进行选择。

7.一种工程勘探设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的地震仪触发信号隔离转换器，其还包括震源系统、地震仪、检波器和控 制终端，所述地震仪触发信号隔离转换器磁环穿过震源系统中连接导爆管和起爆器的N导线，地震仪触发信号隔离转换器通过触发线与地震仪连接，所述地震仪连接检波器和控制终端。