DE3206973C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenerfas­ sung im Bereich der seismischen Exploration zur digitalen Speicherung des zeitlichen Verlaufs von durch künstliche Bodenerschütterungen erzeugten, je einem Meßvorgang zuge­ ordneten Schwingungen gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Bei seismischen Messungen ist es notwendig, die Boden­ schwingungen im Frequenzbereich von 0 bis maximal 2 kHz gleichzeitig an vielen Meßstellen zu erfassen. Die Regi­ strierung der Messungen läßt sich nach unterschiedlichen Verfahren durchführen:

• a) Zentrale Digitalisierung mit Multiplexverfahren und Echt-Zeit-Speicherung auf Magnetband,
• b) Zentrale Digitalisierung mit Datenzwischenspeicherung und nachfolgender Speicherung auf Magnetband,
• c) Dezentrale Digitalisierung mit gemultiplexter Daten­ übertragung und Echt-Zeit-Speicherung auf Magnetband.

Bei der zentralen Digitalisierung nach den oben unter a) und b) genannten Verfahren müssen die analogen Signale über manchmal bis zu 2 km lange Leitungen übertragen wer­ den, wobei elektrische Einstreuungen nicht zu vermeiden sind. Bei den unter a) und c) aufgeführten Multiplexver­ fahren ist eine Begrenzung der Meßstellen (Kanalzahl) bzw. eine Begrenzung im Frequenzumfang, verursacht durch die z.Zt. realisierbare Arbeitsgeschwindigkeit eines Mul­ tiplexers unvermeidbar. Außerdem ist vor einer nachge­ schalteten Datenbearbeitung ein Demultiplex notwendig, was zusätzliche Kosten verursacht.

Die Erfindung geht von einer vorbekannten Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art aus (DE-OS 27 29 085). Hierbei werden Geophonketten gruppenweise an örtlichen Stationen ausgelegt. Die von den Geophonkettengruppen gelieferten analogen Ausgangssignale werden über Kabel jeweils einer jeder Geophonkettengruppe zugeordneten Aufnahme- und Te­ lemetrie-Einrichtung zugeführt. Diese wandelt die Analog­ signale der Geophone in Digitaldaten, formiert diese und speichert die Digitaldaten bis zu einem Zeitpunkt, an dem die Information über ein Kabel abgerufen und auf ein zen­ trales Steuersystem übertragen wird, in dem die Aufzeich­ nung auf Magnetband geschieht.

Da sich bei der vorbekannten Vorrichtung die unter a) und c) bezeichneten Nachteile ergeben, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine seismische Datenerfassung so zu ermöglichen, daß bis zu einem Frequenzumfang von 2 kHz­ keine prinzipielle Begrenzung der Kanalzahl erfolgt und die Leitungen zur Übertragung analoger Signale sehr kurz gehalten werden können.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß je nach Meßaufgabe eine beliebige Anzahl von Meßstellen ohne Einschränkung des Frequenzumfangs erfaßt werden kann. Außerdem können bei weit voneinander ent­ fernten Geophonen Messungen in einem elektrisch stark ge­ störten Gebiet ohne Qualitätseinbuße stattfinden.

Die Wirkungsweise der Anlage nach der Erfindung soll an dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der seismischen Daten­ erfassungsanlage,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der zentralen Steuerein­ heit,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Aufnahmeeinheit.

Je nach Meßaufgabe wird eine betimmte prinzipiell unbe­ grenzte Anzahl von aus Geophonen a, b, c . . . z gespeisten Aufnahmeeinheiten A, B, C . . . Z in Reihe geschaltet und über einen 36-bit-Parallel-Bus 1 mit einer zentralen Steuereinheit 2 verbunden. Bei Erzeugung einer künstli­ chen Bodenerschütterung erhält die zentrale Steuereinheit 2 einen Startimpuls (Trigger T) und leitet diesen direkt weiter an die Aufnahmeeinheiten A, A, C . . . Z, wodurch die Digitalisierung und Zwischenspeicherung der Meßsignale in den Einheiten erfolgt. Nach Beendigung des Registriervorganges können Meßdaten von der zentralen Steuereinheit 2 aus abgerufen und zur vorläufigen Beurteilung auf ein Datensichtgerät 3 gebracht werden.

Zur endgültigen Speicherung werden alle Meßdaten von der zentralen Steuereinheit 2 nacheinander aus den Aufnahmeeinheiten A, B, C . . . Z gelesen und in einen Massenspeicher 4 eingegeben und dort z. B. auf Magnetband geschrieben.

Die zentrale Steuereinheit 2 arbeitet im Dialogverkehr.

Als Eingabe steht ein 32-stelliges Tastenfeld zur Ver­ fügung und als Ausgabe eine 20-stellige alphanumerische Anzeige.

In Fig. 2 ist die zentrale Steuereinheit 2 im einzelnen dargestellt. Sie verwaltet und kontrolliert den gesamten Ablauf der seismischen Anlage. Im Mittelpunkt steht ein Mikroprozessor 5, der den Steuerungsablauf durch ent­ sprechende Programme (Software) ermöglicht. Der Mikro­ prozessor 5 ist über sogenannte Adapter 6, 7 (Ein-Aus­ gabe-Module) mit den übrigen Komponenten der Anlage ver­ bunden. Die Adapter 6 und 7 stellen die Verbindung mit den Aufnahmeeinheiten A, B, C . . . Z her. Über Adapter 7 erfolgt die Dateneingabe in den Mikroprozessor 5 und eine Ausgabe auf das Datensichtgerät 3.

Adapter 6 dient zu Testzwecken und zur Adressensteuerung der Aufnahmeeinheiten A, B, C . . . Z. Ein weiterer Interface- Adapter 8 verbindet Tastenfeld 9 und alphanumerische An­ zeige 10 mit dem Mikroprozessor zur Realisierung des Dia­ loges zwischen Bediener und Anlage.

Fig. 3 zeigt den internen Aufbau einer der Aufnahme­ einheit A, B, C . . . Z mit ihrem Geophon a, b, c . . . z. Die Aufnahmeeinheiten sind so konzipiert, daß sowohl Geschwindigkeitsaufnehmer als auch Beschleunigungsaufnehmer angeschlossen werden können. Weiterhin kann zu Testzwecken eine Sinusspannung, erzeugt in einem internen Generator 11 auf den Eingang ge­ schaltet werden. Die rauscharmen Eingangsverstärker 12 ermöglichen eine Vorverstärkung von 0 bis 42 dB in 6 dB-Stufen, wobei die Einstellung an der zentralen Steuereinheit 2 vorgenommen wird. Nach dem Vorver­ stärker 12 folgt eine Alias-Filterstufe 13 mit einer Steilheit von 48 dB pro Oktave. Durch die automatische Verstärkungsregelung 14 wird jeder analoge Spannung­ wert zwischen 0 und 90 dB optimal verstärkt, wobei der entsprechende Verstärkungsfaktor in einem 4 bit- Exponenten 15 festgehalten wird. Die Regelstufe ar­ beitet nach dem Prinzip der schrittweisen Annäherung. Nach der automatischen Verstärkungsregelung folgt die Digitalisierung der Meßwerte durch einen 12 bit-Analog- Digitalwandler 16 und die Zwischenspeicherung in einem 2K × 16 bit-RAM-Speicher 17.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Datenerfassung im Bereich der seismischen Exploration zur digitalen Speicherung des zeitlichen Verlaufs von durch künstliche Bodenerschütterungen erzeugten, je einem Meßvorgang zugeordneten Schwingungen mit Hilfe mehrerer an dezentrale Aufnahmeeinheiten ange­ schlossener Geophone, wobei die Aufnahmeeinheiten von einer zentralen Steuer- und Aufzeichnungseinheit derart gesteuert werden, daß bei Erzeugung einer künstlichen Bo­ denerschütterung die zentrale Steuer- und Aufzeichnungs­ einheit einen Startimpuls erhält und diesen direkt an die Aufnahmeeinheiten weiterleitet, wodurch Digitalisierung und Speicherung der von den Geophonen abgegebenen Signale in den Aufnahmeeinheiten initialisiert werden und die pro Meßvorgang von den Aufnahmeeinheiten ermittelten gesamten Informationen digitalisiert und in einem in der jeweili­ gen Aufnahmeeinheit angeordneten Speicher abgespeichert werden und bei Bedarf nach und nach zur endgültigen Spei­ cherung bzw. Auswertung abgerufen und in die Steuer- und Aufzeichnungseinheit übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an jedem Geophonort je eine eigene Aufnahmeeinheit (A, B, C . . . Z) vorgesehenen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die zentrale Steuer- und Aufzeichnungseinheit (2) ein Datensichtgerät (3) angeschlossen ist.