[實用新型]地震物理模擬實驗系統(tǒng)中的超聲波震源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220134316.6
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN202631744U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹旭東;狄?guī)妥?/a>;伏珍;胡勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G01V1/02
• 分類號: G01V1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及系統(tǒng)模擬，尤其涉及地震物理模擬實驗系統(tǒng)中的超聲波震源。

背景技術(shù)

地震物理模擬實驗系統(tǒng)主要包括：模型，超聲波震源和接收器，定位系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。超聲波震源是地震模擬采集系統(tǒng)中最重要的組成部分，精確穩(wěn)定的高性能超聲波震源提高地震物理模擬實驗系統(tǒng)的分辨能力、穩(wěn)定性和抗干擾能力，在超聲技術(shù)和超聲測試領(lǐng)域中有很現(xiàn)實的意義。

地震物理模擬技實驗就是用一定的材料，按一定的比例，制造出與實際地質(zhì)構(gòu)造在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和物性各方面的主要特征相當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ?，通過超聲測試技術(shù)，模擬野外勘探方法的一種技術(shù)。在實驗室中利用這種模型模擬野外地震勘探工作，進(jìn)行各種方式的數(shù)據(jù)采集，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用以研究地震資料的野外采集方法、數(shù)據(jù)室內(nèi)處理方法以及地震資料解釋的理論和實際問題。對于應(yīng)用地球物理的理論和方法研究，物理模擬可以發(fā)揮重要作用。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，提供了地震物理模擬實驗系統(tǒng)中的超聲波震源。

本實用新型提供了地震物理模擬實驗系統(tǒng)中的超聲波震源，包括：PC機波形產(chǎn)生部分，控制單元部分，數(shù)模轉(zhuǎn)換部分和驅(qū)動放大部分；

PC機波形產(chǎn)生部分與控制單元部分連接；

控制單元部分與數(shù)模轉(zhuǎn)換部分；

數(shù)模轉(zhuǎn)換部分和驅(qū)動放大部分連接。

在一個示例中，PC機波形產(chǎn)生部分與控制單元部分之間設(shè)置有接口單元。

在一個示例中，還包括存儲單元部分，控制單元部分與存儲單元部分連接。

在一個示例中，還包括配置單元部分，PC機波形產(chǎn)生部分與配置單元部分連接。

在一個示例中，PC機波形產(chǎn)生部分還與控制單元部分通過JTAG接口連接。

在一個示例中，還包括測試備用單元部分，控制單元部分與測試備用單元部分連接。

在一個示例中，測試備用單元部分包括按鈕、指示燈、測試備用口和/或跳線。

本實用新型能較好地模擬出超聲波震源信號。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的超聲波震源結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

地震物理模擬實驗超聲波震源設(shè)計可分為波形產(chǎn)生，波形存儲，波形發(fā)送，數(shù)據(jù)驗證四大部分，本實用新型在PC機上采用軟件產(chǎn)生數(shù)字波形，在硬件電路板上實現(xiàn)波形傳送、存儲、轉(zhuǎn)換、放大、輸出過程，最終回傳數(shù)據(jù)在PC機上采用軟件做相關(guān)、褶積運算，從而實現(xiàn)了整個過程。

PC機波形產(chǎn)生部分：

在PC機上編程產(chǎn)生各種波形，并且將以上所有波形實現(xiàn)可視化；對其作傅利葉變換，得到各種波形的頻域特性曲線，并將波形可視化；據(jù)重要可控點生成振幅包羅線，并將其疊加到頻域特性曲線上；疊加后的頻域曲線作反傅利葉變換，得到變頻、變幅波，并實現(xiàn)其可視化；將以上波形采樣后，通過格式變換(轉(zhuǎn)換成為D/A轉(zhuǎn)換器能識別的數(shù)據(jù))，送至PC機RS232口，在以115200bps的速率發(fā)送并保存數(shù)據(jù)的同時，接收硬件電路板上回傳的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)較驗。至此完成了PC機的波形產(chǎn)生部分。

電路板上控制單元部分：

利用MAX3232C芯片完成電壓轉(zhuǎn)換，使PC機上RS232口和電路板上+5V?TTL電平相匹配，實現(xiàn)PC機和主控單元FPGA的硬連接。

配置FPGA，使之能在主動、被動兩種方式下正常工作，利用其JTAG邊界掃描測試口測試其各個輸入、輸出口，確保其在正常工作狀態(tài)。

在FPGA上編程，調(diào)試串口測試程序，檢驗通信部分的軟硬件，確保傳輸通道穩(wěn)定工作。

在FPGA上編程，利用JTAG口下載程序，對電路板上RAM進(jìn)行讀寫操作，對電路板上硬件資源，包括測試燈、測試按鍵、開關(guān)、備用口等作相應(yīng)測試，確保電路板上存儲單元及板上周邊資源能正常工作。

在FPGA上編程，使之能準(zhǔn)確接收PC機上傳來的速率為115200bps的數(shù)據(jù)、指令，對數(shù)據(jù)、指令自動識別，將數(shù)據(jù)存儲到片內(nèi)RAM和片外RAM，同時將接收到的指令、數(shù)據(jù)通過RS232口回傳給PC機。根據(jù)PC機上發(fā)來的指令對片內(nèi)、片外RAM做相應(yīng)的讀寫控制、對相應(yīng)的外設(shè)做實時響應(yīng)。

電路板上數(shù)模轉(zhuǎn)換和驅(qū)動放大部分：

采用AD568JN(D/A轉(zhuǎn)換器)完成高頻數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。利用示波器檢測AD568JN的各部分電位，確保在電路板上電后AD568JN在正常狀態(tài)。