CN206020678U - 震源激发与地震数据采集同步测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种震源激发与地震数据采集同步测试装置，其包括：具有第一信号输入端和第二信号输入端的转换模块，转换模块能分别将由第一信号输入端接收到的震源激发信号和由第二信号输入端接收到的地震数据采集信号转换成第一数字信号和第二数字信号；警示模块，其用于发出警示信号；与转换模块电性连接的处理模块；处理模块能接收第一数字信号和第二数字信号并得到初始接收到震源激发信号的第一时间信号和初始接收到地震数据采集信号的第二时间信号；处理模块与警示模块电性连接，处理模块用于在第二时间信号与第一时间信号的差值大于预定阈值时控制警示模块发出警示信号。本申请的装置能较准确的判断震源激发与地震数据采集是否同步发生。

Description

震源激发与地震数据采集同步测试装置

技术领域

本申请涉及地震勘探领域，尤其涉及一种震源激发与地震数据采集同步测试装置。

背景技术

浅海滩及湖泊蕴藏着丰富的石油天然气资源，在陆地资源日趋匮乏的情况下，浅海滩及湖泊蕴藏的石油天然气资源的开发显得愈发重要。

目前，浅海滩及湖泊地带的地质勘探主要采用海底电缆勘探法(Ocean BottomCable，OBC)。该方法是将安装有地震波接收设备(例如可以是检波器)的电缆按照设计位置沉放到水底，并确定地震波接收设备在水底的位置；在水面上利用人工激发地震波(通常，OBC探勘中使用的人工激发地震波设备采用的是气枪)，从而进行地震波的激发和地震数据采集工作。进而，通过对采集到的地震数据进行计算处理，得到浅海滩及湖泊地带的地质构造。

为保证利用OBC方法得到的地质构造具有较高的准确性，震源激发和地震数据采集同步进行是十分关键的，即激发和采集“步调一致”。具体的，震源激发和地震数据采集是否同步，将会对最终得到的地质构造以及构造带的成像反映的深度位置等产生较大影响。如果采集的时刻超前激发的时刻，那么得到的地震资料将有一部分是无用的噪音，且得到的构造比实际的构造深。反之，得到的地震资料将可能会丢失部分有用的地震波，且得到的构造要比实际的构造浅。所以同步在地震勘探中是至关重要的一项技术。

实用新型内容

目前，在利用OBC方法进行地质勘探时，判断震源激发与地震数据采集是否同步主要是通过比较FTB与CTB的到达时间差来判断。具体的，CTB(Clock Time Break，时钟TB)，即钟时断信号，用来激发气枪点火和启动地震数据采集仪器开始记录。FTB(Field TimeBreak，验证TB)是枪控系统把所有点火激发的气枪产生的传感器信号进行叠加(总和)后产生的一个模拟信号。地震数据采集仪器的辅助道采用该信号，作为监视气枪震源激发时刻和仪器采集数据时刻是否保持同步的验证，即验证TB。通常，现有技术通过PC端的QC软件，将CTB信号和FTB信号分别进行波形显示，由人工进行判断FTB与CTB之间的延迟是都在误差范围内。很显然，利用这方式进行的判断，误差较大，从而对实际工程的指导意义有限。

本申请实施方式的目的是提供一种震源激发与地震数据采集同步测试装置，以解决现有技术利用人工对震源激发及地震数据采集是否同步进行判断时，存在的误差较大的问题。

为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。

一种震源激发与地震数据采集同步测试装置，其包括：

转换模块，所述转换模块具有第一信号输入端和第二信号输入端；其中，所述第一信号输入端能接收震源激发信号，所述第二信号输入端能接收地震数据采集信号；所述转换模块能分别将所述震源激发信号和所述地震数据采集信号转换成第一数字信号和第二数字信号；

警示模块，其用于发出警示信号；

处理模块，所述处理模块与所述转换模块电性连接；所述处理模块能接收所述第一数字信号和所述第二数字信号并得到初始接收到所述第一数字信号的第一时间信号和初始接收到所述第二数字信号的第二时间信号；

所述处理模块与所述警示模块电性连接，所述处理模块用于在所述第二时间信号与所述第一时间信号的差值大于预定阈值时控制所述警示模块发出警示信号。

优选地，所述转换模块包括第一芯片、电平转换芯片、第一信号输出端和第二信号输出端；其中，所述第一芯片耦接至电源，并耦接在所述第一信号输入端与所述电平转换芯片之间；所述第二信号输入端与所述电平转换芯片相耦接；所述电平转换芯片与所述第一信号输出端和所述第二信号输出端相耦接；经所述电平转换芯片转换得到的所述第一数字信号和所述第二数字信号分别经所述第一信号输出端和所述第二信号输出端输出。

优选地，所述转换模块还包括第一电阻和第二电阻；其中，所述第一电阻耦接在所述第一芯片与所述电平转换芯片之间，所述第二电阻耦接在所述第二信号输入端与所述电平转换芯片之间。

优选地，所述处理模块包括第二芯片和第一贴片电阻；其中，所述第二芯片耦接至电源，并与所述第一贴片电阻相耦接；所述第二芯片具有输入至少一个输入引脚和至少一个输出引脚，所述第二芯片通过至少一个所述输入引脚与所述转换模块相耦接，所述第二芯片通过至少一个所述输出引脚与所述警示模块相耦接。

优选地，所述警示模块包括第三芯片和扬声器，所述第三芯片耦接至电源，并与所述处理模块相耦接，所述扬声器与所述第三芯片相耦接，以接收所述第三芯片输出的信号从而发出警示信号。

优选地，所述装置还包括信号生成模块，所述信号生成模块与所述处理模块相耦接；所述信号生成模块用于向所述处理模块提供钟时断信号，以控制所述处理模块接收并记录初始接收到所述第一数字信号的第一时间信号和初始接收到所述第二数字信号的第二时间信号。

优选地，所述信号生成模块包括连接器、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管；其中，所述第一三极管和所述第二三极管的发射极耦接至电源，所述第一三极管和所述第二三极管的集电极与所述连接器相耦接，所述第一三极管和所述第二三极管的基极与所述处理模块相耦接；所述第三三极管和第四三极管的发射极与所述连接器相耦接，所述第三三极管和第四三极管的集电极接地，所述第三三极管和第四三极管的基极与所述转换模块相耦接；所述连接器耦接至电源。

优选地，所述信号生成模块耦接在所述转换模块与所述处理模块之间；所述信号生成模块还用于生成外部触发信号，以检测所述转换模块能否接收外部信号。

优选地，所述装置还包括显示模块，所述显示模块与所述处理模块相耦接。

优选地，所述显示模块包括LED显示单元和第二贴片电阻；其中，所述LED显示单元与所述第二贴片电阻相耦接，所述LED显示单元具有多个引脚，所述LED显示单元通过多个所述引脚与所述处理模块相耦接；所述第二贴片电阻耦接至电源，以向所述LED显示单元供电。

借由以上的技术方案，本申请通过转换模块将接收到震源激发信号和地震数据采集信号分别转换成第一数字信号和第二数字信号，这样第一数字信号和第二数字信号分别触发处理模块执行记录操作，从而处理模块可以得到初始接收到第一数字信号和第二数字信号的时间，当两个数字信号的达到处理模块的时间之间的差值大于预定阈值时，则认为实际震源激发和地震数据采集不是不同发生的，此时处理模块可以控制警示模块发出警示信号例如可以为声音信号，以提醒工作人员注意采集到的地震数据可能存在误差。从而，利用本申请实施方式的技术方案能够较准确的对震源激发和地震数据采集是否同步进行判断。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为根据本申请第一较佳实施方式的震源激发与地震数据采集同步测试装置的电路模块示意图；

图2为图1中转换模块的电路拓扑图；

图3为图1中处理模块的电路拓扑图；

图4为图1中警示模块的电路拓扑图；

图5为根据本申请第二较佳实施方式的震源激发与地震数据采集同步测试装置的电路模块示意图；

图6为图5中信号生成模块的电路拓扑图；

图7为根据本申请第三较佳实施方式的震源激发与地震数据采集同步测试装置的电路模块示意图；

图8为图7中显示模块的电路拓扑图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“耦接”另一个元件时，它可以是直接耦接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

如图1所示，为根据本申请第一较佳实施方式的震源激发与地震数据采集同步测试装置的电路模块示意图。请参阅图1，所述震源激发与地震数据采集同步测试装置包括：转换模块10，所述转换模块10具有第一信号输入端101和第二信号输入端102；其中，所述第一信号输入端101能接收震源激发信号，所述第二信号输入端102能接收地震数据采集信号；所述转换模块10能分别将所述震源激发信号和所述地震数据采集信号转换成第一数字信号和第二数字信号；警示模块30，其用于发出警示信号；处理模块20，所述处理模块20与所述转换模块10电性连接；所述处理模块20能接收所述第一数字信号和所述第二数字信号并得到初始接收到所述第一数字信号的第一时间信号和初始接收到所述第二数字信号的第二时间信号；所述处理模块20与所述警示模块30电性连接，所述处理模块20用于在所述第二时间信号与所述第一时间信号的差值大于预定阈值时控制所述警示模块30发出警示信号。

在本实施方式中，通过转换模块10将接收到震源激发信号和地震数据采集信号分别转换成第一数字信号和第二数字信号，这样第一数字信号和第二数字信号分别触发处理模块20执行记录操作，从而处理模块20可以得到初始接收到第一数字信号和第二数字信号的时间，当两个数字信号的达到处理模块20的时间之间的差值大于预定阈值时，则认为实际震源激发和地震数据采集不是不同发生的，此时处理模块20可以控制警示模块30发出警示信号例如可以为声音信号，以提醒工作人员注意采集到的地震数据可能存在误差。从而，利用本申请实施方式的技术方案能够较准确的对震源激发和地震数据采集是否同步进行判断。

在本申请中，预定阈值可根据实际工程需要进行设定，在此不作限定。

如图2所示，为图1中转换模块10的电路拓扑图。请参阅图2，在一个具体的实施方式中，所述转换模块10包括第一芯片103、电平转换芯片104、第一信号输出端105和第二信号输出端106；其中，所述第一芯片103耦接至电源，并耦接在所述第一信号输入端101与所述电平转换芯片104之间；所述第二信号输入端102与所述电平转换芯片104相耦接；所述电平转换芯片104与所述第一信号输出端105和所述第二信号输出端106相耦接；经所述电平转换芯片104转换得到的所述第一数字信号和所述第二数字信号分别经所述第一信号输出端105和所述第二信号输出端106输出。

实际工程应用中，所述第一信号输入端101和第二信号输入端102可以制成插孔形式，从而两个输入端中可插入外部插接件，以接收震源激发信号和地震数据采集信号。

第一芯片103具体可以为采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的集成电路芯片，电平转换芯片104具体可以为光耦合器。上述元器件均可以采用任意合适的现有构造而不构成对本申请保护范围的限制，只要能够完成本申请的上述功能即可。

请继续参阅图2，所述转换模块10进一步可以还包括第一电阻109和第二电阻110；其中，所述第一电阻109耦接在所述第一芯片103与所述电平转换芯片104之间，所述第二电阻110耦接在所述第二信号输入端102与所述电平转换芯片104之间。在本实施例中，第一电阻109和第二电阻110可以起到限流作用，以防止电路中的电流值过大而损坏第一芯片103和电平转换芯片104。

如图3所示，为图1中处理模块20的电路拓扑图。请参阅图3，在一个具体的实施方式中，所述处理模块20包括第二芯片201和第一贴片电阻202；其中，所述第二芯片201耦接至电源，并与所述第一贴片电阻202相耦接；所述第二芯片201具有输入至少一个输入引脚和至少一个输出引脚，所述第二芯片201通过至少一个所述输入引脚与所述转换模块10相耦接，所述第二芯片201通过至少一个所述输出引脚与所述警示模块30相耦接。

同上，第二芯片201和第一贴片电阻202可参照前文描述的采用任意合适的现有构造，在此不再赘述。第一贴片电阻202用于限流以保护第一芯片201，较佳的，其阻值不小于10千欧姆。

如图4所示，为图1中警示模块30的电路拓扑图。请参阅图4，在一个具体的实施方式中，所述警示模块30包括第三芯片301和扬声器302，所述第三芯片301耦接至电源，并与所述处理模块20相耦接，所述扬声器302与所述第三芯片301相耦接，以接收所述第三芯片301输出的信号从而发出警示信号。

同上，第三芯片301和扬声器302也可参照前文描述的采用任意合适的现有构造，在此不再赘述。

实际工程应用过程中，地震数据采集仪器需要接收到表征震源激发开始的CTB信号后，才开启仪器进行记录和采集操作。而实际中，地震数据采集仪器常常未能开启记录和采集操作。主要原因包括：枪控系统根本未产生CTB信号；或者，地震数据采集仪器一般通过无线通讯方式接收CTB信号，使得在无线信号质量较差时，CTB信号常无法正常被发送至地震数据采集仪器。

如图5所示，为根据本申请第二较佳实施方式的震源激发与地震数据采集同步测试装置的电路模块示意图。请参阅图5，所述装置进一步还可以包括信号生成模块40，所述信号生成模块40与所述处理模块20相耦接；所述信号生成模块40用于向所述处理模块20提供钟时断信号，以控制所述处理模块20接收并记录初始接收到所述第一数字信号的第一时间信号和初始接收到所述第二数字信号的第二时间信号。

在本实施方式中，信号生成模块40可以生成钟时断信号，并可以将生成的所述钟时断信号发送给处理模块20。钟时断信号可以用于处理模块20启动震源激发和地震数据采集操作。具体的，当处理模块20检测到钟时断信号的高电压或低电压时，开始启动震源激发和地震数据采集的操作。

如图6所示，为图5中信号生成模块40的电路拓扑图。请参阅图6，在一个具体的实施方式中，所述信号生成模块40包括连接器405、第一三极管401、第二三极管402、第三三极管403和第四三极管404；其中，所述第一三极管401和所述第二三极管402的发射极耦接至电源，所述第一三极管401和所述第二三极管402的集电极与所述连接器405相耦接，所述第一三极管401和所述第二三极管402的基极与所述处理模块20相耦接；所述第三三极管403和第四三极管404的发射极与所述连接器405相耦接，所述第三三极管403和第四三极管404的集电极接地，所述第三三极管403和第四三极管404的基极与所述转换模块10相耦接；所述连接器405耦接至电源。

同上，连接器405、第一三极管401、第二三极管402、第三三极管403和第四三极管404也可参照前文描述的采用任意合适的现有构造，在此不再赘述。

请一并结合图2、图3以及图6所示，转换模块10还可以包括第三信号输出端107和第四信号输出端108。则转换模块10的第一信号输出端105、第二信号输出端106、第三信号输出端107和第四信号输出端108分别与信号生成模块40的第一三极管401、第二三极管402、第三三极管403和第四三极管404相耦接。信号生成模块40的连接器405耦接至处理模块20。当转换模块10对分别经第一信号输入端101和第二信号输入端102接收到信号进行转换后，得到相应的数字信号并输入至信号生成模块40对应的三极管，由于三极管的限压导通性，使得相应的数字信号可以经连接器405输入至处理模块20，从而由处理模块20对是否有信号输入进行判断并做出相应的响应，进而对外部的地震数据采集仪器能否进行正常的地震数据采集进行检测。

如图7所示，为根据本申请第三较佳实施方式的震源激发与地震数据采集同步测试装置的电路模块示意图。请参阅图7，所述装置还包括显示模块50，所述显示模块50与所述处理模块20相耦接。

在本实施方式中，显示模块50用于以波形的形式显示各种信号。具体的，例如可以显示震源激发信号、地震数据采集信号、第一数字信号、第二数字信号、钟时断信号以及外部触发信号等。

如图8所示，为图7中显示模块50的电路拓扑图。请参阅图8，在一个具体的实施方式中，所述显示模块50包括LED显示单元501和第二贴片电阻502；其中，所述LED显示单元501与所述第二贴片电阻502相耦接，所述LED显示单元501具有多个引脚5011，所述LED显示单元501通过多个所述引脚5011与所述处理模块20相耦接；所述第二贴片电阻502耦接至电源，以向所述LED显示单元501供电。

在本申请中，所述转换模块、处理模块、警示模块、信号生成模块、显示模块等可以按任何适当的方式实现。具体的，例如，上述所列部件可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制单元和嵌入微控制单元的形式，上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone LabsC8051F320。本领域技术人员也应当知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制单元的功能以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。

因此按照上述方式制成的所述转换模块、处理模块、警示模块、信号生成模块、显示模块等可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。本申请阐明的上述部件，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种震源激发与地震数据采集同步测试装置，其特征在于，包括：

转换模块(10)，所述转换模块(10)具有第一信号输入端(101)和第二信号输入端(102)；其中，所述第一信号输入端(101)能接收震源激发信号，所述第二信号输入端(102)能接收地震数据采集信号；所述转换模块(10)能分别将所述震源激发信号和所述地震数据采集信号转换成第一数字信号和第二数字信号；

警示模块(30)，其用于发出警示信号；

处理模块(20)，所述处理模块(20)与所述转换模块(10)电性连接；所述处理模块(20)能接收所述第一数字信号和所述第二数字信号并得到初始接收到所述第一数字信号的第一时间信号和初始接收到所述第二数字信号的第二时间信号；

所述处理模块(20)与所述警示模块(30)电性连接，所述处理模块(20)用于在所述第二时间信号与所述第一时间信号的差值大于预定阈值时控制所述警示模块(30)发出警示信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转换模块(10)包括第一芯片(103)、电平转换芯片(104)、第一信号输出端(105)和第二信号输出端(106)；其中，所述第一芯片(103)耦接至电源，并耦接在所述第一信号输入端(101)与所述电平转换芯片(104)之间；所述第二信号输入端(102)与所述电平转换芯片(104)相耦接；所述电平转换芯片(104)与所述第一信号输出端(105)和所述第二信号输出端(106)相耦接；经所述电平转换芯片(104)转换得到的所述第一数字信号和所述第二数字信号分别经所述第一信号输出端(105)和所述第二信号输出端(106)输出。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述转换模块(10)还包括第一电阻(109)和第二电阻(110)；其中，所述第一电阻(109)耦接在所述第一芯片(103)与所述电平转换芯片(104)之间，所述第二电阻(110)耦接在所述第二信号输入端(102)与所述电平转换芯片(104)之间。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块(20)包括第二芯片(201)和第一贴片电阻(202)；其中，所述第二芯片(201)耦接至电源，并与所述第一贴片电阻(202)相耦接；所述第二芯片(201)具有输入至少一个输入引脚和至少一个输出引脚，所述第二芯片(201)通过至少一个所述输入引脚与所述转换模块(10)相耦接，所述第二芯片(201)通过至少一个所述输出引脚与所述警示模块(30)相耦接。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述警示模块(30)包括第三芯片(301)和扬声器(302)，所述第三芯片(301)耦接至电源，并与所述处理模块(20)相耦接，所述扬声器(302)与所述第三芯片(301)相耦接，以接收所述第三芯片(301)输出的信号从而发出警示信号。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括信号生成模块(40)，所述信号生成模块(40)与所述处理模块(20)相耦接；所述信号生成模块(40)用于向所述处理模块(20)提供钟时断信号，以控制所述处理模块(20)接收并记录初始接收到所述第一数字信号的第一时间信号和初始接收到所述第二数字信号的第二时间信号。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号生成模块(40)包括连接器(405)、第一三极管(401)、第二三极管(402)、第三三极管(403)和第四三极管(404)；其中，所述第一三极管(401)和所述第二三极管(402)的发射极耦接至电源，所述第一三极管(401)和所述第二三极管(402)的集电极与所述连接器(405)相耦接，所述第一三极管(401)和所述第二三极管(402)的基极与所述处理模块(20)相耦接；所述第三三极管(403)和第四三极管(404)的发射极与所述连接器(405)相耦接，所述第三三极管(403)和第四三极管(404)的集电极接地，所述第三三极管(403)和第四三极管(404)的基极与所述转换模块(10)相耦接；所述连接器(405)耦接至电源。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号生成模块(40)耦接在所述转换模块(10)与所述处理模块(20)之间；所述信号生成模块(40)还用于生成外部触发信号，以检测所述转换模块(10)能否接收外部信号。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示模块(50)，所述显示模块50与所述处理模块(20)相耦接。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述显示模块(50)包括LED显示单元(501)和第二贴片电阻(502)；其中，所述LED显示单元(501)与所述第二贴片电阻(502)相耦接，所述LED显示单元(501)具有多个引脚(5011)，所述LED显示单元(501)通过多个所述引脚(5011)与所述处理模块(20)相耦接；所述第二贴片电阻(502)耦接至电源，以向所述LED显示单元(501)供电。