[發明專利]一種隧道主動源地震波無線采集、終端、系統、方法及介質

在審

• 申請號: 202110911145.7
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113608255A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 龐巖;李堯;張寶利;劉叢林;田連輝;顧佳俊;唐華偉;黑爽
• 申請（專利權）人: 山東智巖探測科技有限公司
• 主分類號: G01V1/22
• 分類號: G01V1/22;G01V1/24;G01V1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種隧道主動源地震波無線采集方法、系統及終端，涉及隧道工程技術領域，實現過程包括：上位機通信連接無線接入主站，無線接入主站無線連接多臺無線采集終端；開機，通過上位機設置采樣參數；啟動采樣，主站進行AD采樣，并向終端下發啟動采樣指令，終端開始進行AD采樣；主站讀取AD采樣結果，在結果超過設定閾值時，主站同時向終端和上位機傳送觸發完成指令；上位機收到觸發完成指令后開始計時，經設定采樣時間后，終端完成采樣；上位機向接入的終端下發上傳數據指令，終端將存儲的AD采樣數據上傳至上位機，上位機對收到的數據進行存儲和解析，并顯示各無線采集終端、各通道的波形。本方法的采樣數據具有精度高、可回溯的特點。

技術領域

本發明涉及隧道工程技術領域，具體的說是一種隧道主動源地震波無線采集方法、系統及終端。

背景技術

在隧道施工過程中，為了保障施工安全，需要提前探明掌子面前方是否存在如斷層、含水體、破碎帶等不良地質體，否則將會導致安全隱患。目前，使用地震波超前探測方法進行隧道地質超前預報，是探測不良地質體的最常用最有效的方法之一，通常是采用主動源(亦稱人工震源，如大錘、液壓震源、氣動震源等)在隧道邊墻上激發地震波，由檢波器及信號采集系統記錄地震波信號，然后進行進一步的分析和反演，從而反映隧道前方的地質情況。其中，該方法最前端的環節即是如何準確、高效、便捷的探測到高質量地震信號數據。

在現有技術中，有的探測系統采用有線方式連接地震信號檢波器和采集主機。雖然有線連接的技術相對成熟，但是檢波器輸出信號為電壓型或電流型模擬信號，在長達數十米的長電纜上傳輸時不可避免的受到隧道施工現場電焊機、施工機械等設備的電磁干擾，造成干擾信號與有用信號的疊加。此外，需要大量施工人員進行布線、收線等操作，施工效率低；且電纜易磨損，造成成本增加。

因此，需要一種使用無線數據傳輸的地震采集系統完成對數據的采集、保存和傳輸。但現有技術中地震波無線采集系統通常存在的問題有：①采樣精度及采樣率較低，無法準確還原地震波形；②僅采用單分量檢波器，無法獲取隧道x/y/z三個方向上的地震波數據；③未考慮觸發延遲和多個無線采集終端之間同步的問題。

發明內容

本發明針對目前技術發展的需求和不足之處，提供一種隧道主動源地震波無線采集方法、系統及終端。

本發明的一種隧道主動源地震波無線采集終端，包括：

控制模塊，用于無線模塊、采樣模塊、延時消除模塊、數據存儲模塊、電源模塊、時鐘模塊、CPLD模塊的管理及采樣數據的讀取；

無線模塊，用于與無線接入主站、上位機進行無線通信，包括接收無線接入主站下發的啟動采樣指令或觸發完成指令或接收上位機下發的上傳數據指令并將數據傳輸至上位機；

采樣模塊，用于在收到啟動采樣指令或觸發完成指令后對檢波器輸出進行AD采樣；

延時消除模塊，包括時間記錄模塊和數據處理模塊；

其中，時間記錄模塊，用于記錄采樣時間Ts和采樣回溯時間Tb，并將采樣時間Ts減去采樣回溯時間Tb，即Tc＝Ts-Tb；

數據處理模塊，包括存儲區1和存儲區2，將無線模塊在收到啟動采樣指令后采樣回溯時間Tb時長內的采樣數據存儲于存儲區1，將無線模塊整個采樣時間Ts內的采樣數據存儲區2。