[實用新型]一種單通道無纜地震儀供電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620045238.0
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN205335917U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 張林行;朱倩鈺;李娜;孫峰;文曉哲;張彥峰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本實用新型涉及一種地震勘探儀器的供電系統(tǒng)，尤其是一種單通道無纜地震 儀高效率高可靠性供電系統(tǒng)，特別適用于以單通道無纜地震儀為基本單元的地震 勘探儀器系統(tǒng)。

背景技術：

地球物理勘探主要包括重、磁、電、震、放五大類方法，即重力、磁法、電 法、地震方法、放射性方法。作為地球物理勘探的一種重要方法，地震法一直扮 演著不可替代的角色，廣泛應用于油氣、金屬、煤、水等資源的尋找勘探以及斷 裂、突水等地質(zhì)災害的超前預測等領域。地震勘探系統(tǒng)的組成結構主要包括震源、 地震波檢測單元、同步單元、通信單元、控制總站等。其工作原理如下：首先震 源在待測區(qū)域產(chǎn)生能量、方向、波形等可控的地震波，震源可以是炸藥、電磁震 源或者液壓震源。分布在震源周圍的各個地震波檢測單元檢測并記錄各點的振動 數(shù)據(jù)，各個檢測單元的數(shù)據(jù)可以通過GPS同步或者通過線同步，探測結束后通 過各種正反演數(shù)據(jù)處理算法就可以獲知探測區(qū)域的地質(zhì)結構及礦產(chǎn)的有無和含 量多少等信息。

早期的地震勘探系統(tǒng)各個檢測子站通過線纜連接，線纜完成供電、數(shù)據(jù)傳遞、 同步等功能，但一個地震勘探系統(tǒng)通常包括數(shù)百個子站，分布在震源周邊方圓數(shù) 公里的范圍內(nèi)，這就使得有纜地震儀有許多弊端，如線纜量巨大、體積大成本高、 施工慢、故障檢修難度高等。為了解決上述弊端，隨著技術的進步，人們開始研 究無纜地震勘探系統(tǒng)，無纜地震勘探系統(tǒng)最重要的改變在于去掉了各個檢測子站 之間以及子站和主站之間的連接電纜，使各個子站成為相對獨立的單元，子站與 子站以及子站與主站之間的通信全部通過無線通信的方式實現(xiàn)。無線通信解決了 上述弊端但也帶來了一些問題，如供電問題。由于去掉了電纜，各個檢測子站只 能采用電池供電，受制于體積、成本、施工方便等因素，電池容量不可能無限大， 而且通常子站包括一至多個數(shù)據(jù)采集單元、GPS同步單元、大容量數(shù)據(jù)存儲單 元、恒溫晶振、中央控制器等組成部分，如此復雜的系統(tǒng)帶來相當可觀的功耗。 另一方面，檢測子站雖然在數(shù)據(jù)采集過程中功耗較高，但在整個地震勘探施工過 程中，數(shù)據(jù)采集只占很小一部分時間，大部分的時間都處在調(diào)試、同步、測試等 過程中，這部分時間內(nèi)，為了盡量減小系統(tǒng)功耗，需要控制系統(tǒng)進入低功耗狀態(tài)， 關閉所有不用的模塊。但數(shù)百個采集子站一一通過人工切換工作狀態(tài)是很難實現(xiàn) 的。

另一方面，地震勘探系統(tǒng)龐大、復雜，施工一次費用甚高，所以要求系統(tǒng)可 靠性盡量高，尤其是各個子站供電可靠性高，能自動檢測自身電量并及時與控制 主站交換數(shù)據(jù)，若電量低于可靠工作點，及時通知主站派人更換電池，避免采集 數(shù)據(jù)丟失或者采集數(shù)據(jù)失真等問題，減少返工，節(jié)約成本。

CN204331048U公開了《無纜存儲式地震儀低功耗電源管理系統(tǒng)》，采集 站內(nèi)預置的低功耗電源管理模塊是由電源經(jīng)開關電路分別連接單片機、北斗模 塊、采集單元、GPS定位單元，單片機經(jīng)模擬開關分別連接GPRS模塊和主控 單元，北斗模塊經(jīng)模擬開關分別連接單片機和主控單元，主控單元分別連接采集 單元和GPS定位單元。電源經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路與單片機連接構成。該供電系統(tǒng)功 能單一，系統(tǒng)不夠完善，不適用于單通道無纜地震儀供電。

楊泓淵等在《電測與儀表》2009年第01期總第46卷第517期中公開 了《無纜遙測地震儀采集站的低功耗設計》，文中選用低功耗元器件進行硬件電 路設計和優(yōu)化軟件設計兩方面入手來降低地震儀采集站功耗，以ARM為動態(tài)功 耗管理的主控中心，雖然能從一定程度上降低地震儀采集站的功耗，但ARM功 耗遠大于MSP430單片機功耗；該設計未使用遠程通信方式實現(xiàn)地震儀采集站 低功耗，當有數(shù)百臺地震儀在野外大面積區(qū)域工作時，其實用性必然受到一定程 度的限制。

發(fā)明內(nèi)容：

本實用新型的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種單通道無纜地 震儀供電裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：