CN207557510U - 用于地震波检波器的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于地震波检波器的测试装置，所述测试装置包括测试主机和便携式移动终端；其中，所述测试主机被配置为实时采集地震波检波器的测试数据，并通过无线方式与便携式移动终端进行数据传输，所述便携式移动终端被配置为接收并处理所述测试数据，得到地震波检波器的性能参数值，并将所述性能参数值与地震波检波器的固有参数标准值对比，根据对比结果确定待测地震波检波器是否正常。本实用新型适应性强、便携性强、检测精度高，能节约生产成本。

Description

用于地震波检波器的测试装置

技术领域

本实用新型涉及地震检波器测试仪器领域，更具体地讲，涉及一种用于地震波检波器的测试装置。

背景技术

石油工业一直是我国国民经济的重要支脉，那么勘探开采石油显得尤其重要。石油勘探技术我们时时刻刻都离不开地震检波器，而地震波检波器的好坏直接影响着勘探数据的结果，所以必须定期用检波器测试仪对地震波检波器各参数进行测试。地震波检波器测试仪是保证检波器正常工作的重要设备，也是保证地震勘探采集数据准确的重要设备。但是，目前国内外检波器测试仪仍不成熟。国产地震波检波器的测试装置只适于在物探公司内使用，不适于野外现场使用，地震波检波器必须在出发前预先测定好；国外地震波检波器的测试装置由于价格昂贵，只能少量使用，一旦损坏大多报废，造成了极大的浪费。

随着物探技术的发展，超多道次采集项目将逐渐成为未来的主流，保证数量庞大的地震波检波器能正常工作是保证地震数据采集准确的重要一环，但是通常现有的地震波检波器测试仪已无法满足这一需求。针对现有技术存在的弊端以及借鉴国外产品的优点和克服国内产品的缺点的基础上，本实用新型提供了一种新型的高精度、高性能、便携式的用于地震波检波器的测试装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的高精度、高性能、便携式的用于地震波检波器的测试装置。

根据本实用新型的一方面，提供一种用于地震波检波器的测试装置，所述测试装置包括测试主机和便携式移动终端；其中，所述测试主机被配置为实时采集地震波检波器的测试数据，并通过无线方式与便携式移动终端进行数据传输，所述便携式移动终端被配置为接收并处理所述测试数据，得到地 震波检波器的性能参数值，并将所述性能参数值与地震波检波器的固有参数标准值对比，根据对比结果确定待测地震波检波器是否正常。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述测试主机包括：激励源，用于产生激励信号并将激励信号传输至被测地震波检波器；程控放大器，用于处理被测地震波检波器发生振荡后产生的脉冲电压数据；数据采集器，用于实时采集程控放大器处理后的脉冲电压测试数据；嵌入式模块，用于控制激励源、程控放大器和数据采集器，存储测试数据并传输测试数据至便携式移动终端；以及电源，用于对激励源、程控放大器、数据采集器和嵌入式模块提供电源。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述激励源由单片机、数字模拟转换器、可编程逻辑器件组成。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述程控放大器由运算放大器、可编程逻辑器件组成。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述程控放大器的放大倍数为1～128倍。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述数据采集器由可编程逻辑器件、模拟数字转换器、存储器组成。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述无线方式包括蓝牙无线方式和/或WiFi无线方式。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

1、应用于勘探使用，由测试结果判断地震波检波器是否处于良好状态，可以实现对地震波检波器的如下固有参数的测试：自然频率、灵敏度、湿度、电阻值和泄漏度。

2、装置具有低功耗、大容量、高精度、界面友好和便于携带等特点。

3、便于批量化生产，可大幅度低检波器测试仪的成本。

4、无线方式连接检波器，打破了市面上一体式测试装置的局限性。

附图说明

下面将结合附图进行本实用新型的详细描述，本实用新型的上述特征和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是本实用新型示例性实施例的用于地震波检波器测试装置框图；

图2是本实用新型示例性实施例的用于地震波检波器测试装置的测试主机结构图；

图3是本实用新型示例性实施例的用于地震波检波器测试装置操作的流程图。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本实用新型的示例性实施例。其中，相同的标号始终表示相同的部件。

在下文中，首先描述本领域常用的地震波检波器的基本结构和常用的测试性能参数。

其中，地震波检波器的基本结构是由一个固定的线圈绕一个柱形磁铁构成；工作时当有大地震动时，柱形磁铁会上下移动，固定的线圈切割磁力线，线圈内部产生电流，在内部电阻两端产生一个电压，通过测量这个电压，绘制相应的电压输出波形，就可以得到震动的情况。地震波检波器测试装置正是将该原理逆向使用，在地震波检波器两端加入一个交变的电流，通过交变电流的线圈在磁场的作用下，将会产生一个感应电压，通过测量该电压就可以测量地震波检波器各性能参数，从而可判断出其是否还处于良好状态，是否可应用于石油勘探。

在下文中，首先描述本领域常用的用于地震波检波器测试的性能参数包括：

1、湿度

对于地震波检波器来说，湿度是一个极其重要的因素。其他许多性能参数都会受其影响，因此首先确定测量时地震波检波器内部的湿度。计算公式为：

其中，A1是脉冲电压的第一次波峰值，A2是脉冲电压的第二次波峰值，湿度是由第一次波峰值A1和第二次波峰值A2共同决定的，湿度太大时第一次波峰值A1将远大于第二次波峰值A2。

2、自然频率

自然频率是指地震波检波器的线圈自由状态下的自由频率，其值受湿度 的影响，正常值一般在10HZ左右。计算公式：

其中，Bt是湿度值，A1是脉冲电压的第一次波峰值，A2是脉冲电压的第二次波峰值，T是脉冲电压第一次为零的时间值。

3、灵敏度

灵敏度的计算公式如下：

其中，I是流过的电流值，Fn是自然频率，Bt是湿度值，m是质量，A1是脉冲电压的第一次波峰值。G的单位为(V/m/s)，正常值在28.8V/m/s上下波动。若灵敏度严重偏离28.8V/m/s，将严重影响地震波测量结果。

4、固有电阻

通过在地震波检波器两端加载的恒定电压，将有一个电流流过的地震波检波器的内部线圈，测量其输出电流值可以得到地震波检波器的固有电阻参数，固有电阻的计算公式如下：

其中，Rc为固有电阻，I为电流值，U为电压值。

5、泄漏度

在地震波测量的过程中，如果地震波检波器的内部发生损坏破裂，则将其埋入地下进行测量时，产生的感应电流将流入大地，而造成输出端无输出结果。因此，必须在使用检波器之前进行泄漏程度的测试。

其中，R′为泄漏后的电阻值，Rc为固有电阻，I′为电流值，U为电压值。

图1是示出本实用新型示例性实施例的用于地震波检波器测试装置框图。

参照图1，本实用新型测试装置100可包括测试主机101和便携式移动终端102。其中，测试主机101可包括激励源、程控放大器、数据采集器、嵌入式装置和电源五部分，用于对被测地震波检波器进行实时测试数据的采集、处理和储存，并将测试数据通过无线方式传输至便携式移动终端102。

下面将参照图2来详细说明根据本实用新型实施例的地震波检波器测试装置的测试主机架构图。

图2是示出本实用新型示例性实施例的用于地震波检波器测试装置的测试主机架构图。

参照图2，图中所示的激励源201、程控放大器202、数据采集器203、嵌入式装置204、电源205之间通过电缆进行连接通信。其中，激励源由单片机、数字模拟转换器、可编程逻辑器件组成；程控放大器由运算放大器、可编程逻辑器件组成；数据采集器由可编程逻辑器件、模拟数字转换器、存储器组成。例如，激励源201可以由单片机、高精度数字模拟转换器DAC、复杂可编程逻辑器件CPLD组成；程控放大器202可以由高精度运算放大器、复杂可编程逻辑器件CPLD组成，其放大倍数为1～128倍；数据采集器203可以由复杂可编程逻辑器件CPLD、24位模拟数字转换器ADC、flash存储器 组成；嵌入式装置204可以采用32位的三星ARM-S3C4490X处理器；电源205可采用12V 7AH锂电池组。然而，本实用新型不限于此。根据本实用新型的实施例，嵌入式装置204通过控制激励源201产生脉冲波数据并对脉冲波数据进行D/A转换，将转换后生成的脉冲电流传输至被测地震波检波器，引起被测地震波检波器振荡，产生脉冲电压，并控制程控放大器202对被测地震波检波器输出的脉冲电压进行放大处理，然后，控制数据采集器203对放大后的脉冲电压进行实时采样处理，并将实时采样处理得到的脉冲电压的输出波形通过无线方式传输至便携式移动终端102，这里无线方式可采用蓝牙和WIFI两种无线方式进行数据传输。电源205用于对激励源201、程控放大器202、数据采集器203和嵌入式装置204提供电源。

返回图1，便携式移动终端102接收图2中嵌入式装置204传输的脉冲电压的输出波形，并通过预装载的计算机测试软件对接收到的脉冲电压的输出波形进行处理、计算测量和保存。当所述测试装置适用于野外测试时，测试主机100通常内置于具有一定野外防护性能的保护箱内进行使用。

图3是示出本实用新型示例性实施例的用于地震波检波器的测试装置操作的流程图。

参照图3，在步骤S301中，连接测试线。将测试主机与被测地震波检波器进行测试连接，测试连接线的最大长度一般不应超过两米。

在步骤S302，开机。正确按下电源开关，待平板电脑启动完成，打开测试软件，进入测试软件的操作主界面。

在步骤S303，装置自检。在保证测试主机与平板电脑连接正常后，在测试软件的主菜单下，点击装置自检功能，对测试装置的直流电阻、Fn、Bt、G、失真度、漏电、极性、线路校正等一系列参数进行自检操作，待每一项参数均通过自检后方可使用测试装置对地震波检波器进行测试。

在步骤S304，设置参数卡。首先，在步骤S1，判断是否有被测地震波检波器参数卡。若有被测地震波检波器参数卡，则在参数卡设置管理菜单下，选择设置测量参数卡来确定待测试地震波检波器所使用的参数卡，然后，执行步骤S306；若没有被测地震波检波器参数卡，执行步骤S305。

其中，在步骤S305中，建立新参数卡。在测试软件主菜单下，点击参数卡设置功能，选择新建参数卡，输入需要建立的新参数卡。例如，新建串联数、并联数、测试温度、自然频率、频率测试允许误差、阻尼系数、灵敏度、 驱动系数、悬体位移峰值、频率温度系数、失真度、体位移峰值等参数卡。

在步骤S306，设置测试参数。在测试软件主菜单下，选择测试参数设置功能，在所显示的测试参数中直接选择需要进行测试的参数，其中，可进行测试的检波器参数包括噪音、测试直流电阻、自然频率、阻尼、灵敏度、失真度、交流电阻、漏电、极性及测试温度。

在步骤S307，开始测试。在测试软件主菜单下，点击开始测试功能，测试软件开始对平板电脑从测试主机中接收到的脉冲电压的输出波形进行处理、计算测量和保存。

在步骤S2，判断是否输出测试结果，若没有输出测试结果，执行步骤S308，否则，执行步骤S309；

其中，在步骤S308，执行专家操作。在测试软件主菜单下，点击专家操作功能，通过操作人员认证，输入口令进入专家操作界面，对参数进行经验性微调和校正，其中，可进行微调的装置参数包括直流激励、交流激励、直流放大倍数、交流放大倍数、Fn、Bt、G采样率、失真度激励频率、失真度采样率、检波器串电阻、检波器串灵敏度，可进行校正的参数包括温度修正、Fn延迟校正、Fn校正零点、电阻校正、失真度校正、漏电阻合格标准值、漏电阻校正*A、漏电阻校正+B、标准电阻值偏差、备用偏差。根据本实用新型的实施例，一般情况下，步骤S308专家操作很少使用，除非地震波检波器测试装置进行年检不合格时才会使用专家操作进行校正，并且是根据测试结果进行个别微调校正，例如，当电阻测试不准时，可通过专家操作调试放大倍数或者电阻进行校正；当阻尼测试不准时，可通过专家操作调试Fn进行校正。对于专家操作需要调试的具体值，则是根据测试结果和建立的数学模型来确定。

在步骤S309中，输出测试结果。在测试软件的操作界面上会显示测试装置状态指示、检波器串号、所使用的参数卡名称、测试结果保存文件名等信息，当测试设备准备就绪后会自动跳转到测试文件保存界面，可自主命名测试文件进行保存。其中，点击确认继续，则测试软件记录当前测试数据，并继续测试，检波器号+1；点击放弃继续，不记录当前测试数据，并继续测试，检波器号不增加；点击保存重测，记录当前测试数据，并继续测试，检波器号不增加；点击保存退出，记录当前测试数据，并退出；点击放弃退出，不记录当前测试数据，并退出；点击删除数据，删除当前所测试所有数据，并 退出；测试完毕后，若测试参数值比设置的固有参数标准值偏高，则用“↑”提示，偏低则用“↓”提示。

在本实用新型中，被测地震波检波器接入测试装置后，测试主机通过控制产生数据、处理数据、采集数据以及传输数据，从而得到脉冲电压的输出波形，并将得到脉冲电压的输出波形通过无线方式传输到便携式移动终端，便携式移动终端中装载的计算机测试软件对接收到的脉冲电压的输出波形进行处理、计算测量和保存。

尽管已经参照本实用新型的特定示例性实施例显示和描述了本实用新型，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可进行各种形式和细节上的各种改变。

Claims (7)

1.一种用于地震波检波器的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括测试主机和便携式移动终端；

其中，所述测试主机被配置为实时采集地震波检波器的测试数据，并通过无线方式与便携式移动终端进行数据传输，所述便携式移动终端被配置为接收并处理所述测试数据，得到地震波检波器的性能参数值，并将所述性能参数值与地震波检波器的固有参数标准值对比，根据对比结果确定待测地震波检波器是否正常。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试主机包括：

激励源，用于产生激励信号并将激励信号传输至地震波检波器；

程控放大器，用于处理地震波检波器发生振荡后产生的脉冲电压数据；

数据采集器，用于实时采集程控放大器处理后的脉冲电压测试数据；

嵌入式模块，用于控制激励源、程控放大器和数据采集器，存储并传输测试数据至便携式移动终端；以及

电源，用于对激励源、程控放大器、数据采集器和嵌入式模块提供电源。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述激励源由单片机、数字模拟转换器、可编程逻辑器件组成。

4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述程控放大器由运算放大器、可编程逻辑器件组成。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述程控放大器的放大倍数为1～128倍。

6.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述数据采集器由可编程逻辑器件、模拟数字转换器、存储器组成。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述无线方式包括蓝牙无线方式和/或WiFi无线方式。