[發明專利]一種多節點被動源地震勘探裝置

在審

• 申請號: 202211633585.1
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116148919A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 柳楊;李智強;董興蒙;殷艷利;茹聰
• 申請（專利權）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: G01V1/20
• 分類號: G01V1/20
• 代理公司: 青島博雅知識產權代理事務所(普通合伙) 37317
• 代理人: 封代臣

本發明公開了一種多節點被動源地震勘探裝置，包括設置在勘探現場的若干臺地震儀，每臺地震儀均鏈接有若干個地震檢波器；各地震儀既能通過移動通訊網傳輸數據給遠程服務器，又能通過有線網絡或無線網絡經交換機與控制臺或遠程服務器通信；裝置采樣時間既能通過北斗或GPS衛星同步授時，也能由控制臺產生時間片給各臺地震儀。本發明所公開的多節點被動源地震勘探裝置，通過信道加強技術以及多種傳輸途徑的方式，保障測量數據實時可靠；采用多節點級聯組合方式，減小地震檢波器的電路復雜度，降低裝置成本和功耗，使之有利于大規模使用，提高施工效率。

技術領域

本發明屬于微地震監測和微動法地質勘探領域，特別涉及該領域中的一種多節點被動源地震勘探裝置。

背景技術

被動源地震是指不依賴主動源激發地震波，自然界中的巖體破壞、風、潮汐、氣壓變化、火山活動等都會產生震動；人類活動產生的震動包括車輛移動、工廠機械運行，甚至人的行走等也會產生微弱震動。根據觀測方式不同，被動源地震勘探可分為微地震監測和微動勘探，前者，通過監測巖體破裂產生的震動或其他物體的震動，對監測對象的破壞狀況、安全狀況等作出評價，從而為預報和控制災害提供依據、成套設備和技術；后者，從微動信號提取面波頻散曲線，通過對頻散曲線反演，推斷地下結構的地球物理探測方法。一般說來，微動監測要對采集到的信號進行實時分析，對通訊性能要求較高，由此產生系統的功耗較大；而微動勘探關注的是低功耗數據采集和存儲，對實時性要求不高，等測量結束后進行數據讀取。現有技術方案在通訊的可靠性以及系統功耗方面存在不足。

圖1是一種較為簡易的被動源勘探系統，地震儀通過纜線與檢波器單元相連，當檢波器單元的輸出為模擬信號時，數據采集和存儲由地震儀完成，各道數據間的時間同步采樣問題很容易實現；如果檢波器輸出為數字信號，采樣時間同步可由其內部的晶振實現，也可以由地震儀實時觸發。地震儀通過總線對檢波器進行參數設置和數據讀取，測量數據可存儲在檢波器單元中也可以直接傳至地震儀中。

圖2是一種無線配置實現方案，檢波器輸出為數字信號，各單元都帶有無線通訊裝置，采樣同步時間的形式同圖1所示方案，地震儀通過無線網對各檢波器單元進行參數配置，可以在測量的過程中實時從各單元獲取采集數據，亦可以在施工結束后集中進行數據讀取。

圖3是目前較為常見的工作方式，檢波器單元配備無線網絡模塊和移動通訊模塊。可以根據現場要求選擇圖2所示方案的方式進行施工，還可以利用北斗/GPS進行采樣同步時間設置，通過移動網進行數據傳遞，該形式具有現場獲取數據以及遠程端實時監測功能。

圖1所示方案僅能夠從現場取回勘探數據而不能在遠程端對場地進行實時監測，限制其應用領域；圖2所示方案不適應檢波器埋置于地下的測量場景，另外，受無線網絡通訊距離限制，也只適合現場獲取勘探數據，同時，每個檢波器單元都設計有信號調理、采集、存儲以及無線網絡模塊，導致設備成本和工作功耗均增加；圖3所示方案在圖2所示方案的基礎上增加了北斗/GPS時間同步以及移動通訊功能，功能上兼顧現場施工以及遠程數據實時監測功能，但該方式比圖2所示方案更加冗余，尤其是當使用數量較多時，成本和功耗的增加也會限制其推廣。另外，很多施工操作都是在較為偏僻的野外，移動信號網絡可能較弱，很難保證將測量數據實時傳輸至遠程端。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種多節點被動源地震勘探裝置。

本發明采用如下技術方案：

一種多節點被動源地震勘探裝置，其改進之處在于：包括設置在勘探現場的若干臺地震儀，每臺地震儀均鏈接有若干個地震檢波器；各地震儀既能通過移動通訊網傳輸數據給遠程服務器，又能通過有線網絡或無線網絡經交換機與控制臺或遠程服務器通信；裝置采樣時間既能通過北斗或GPS衛星同步授時，也能由控制臺產生時間片給各臺地震儀。

進一步的，地震檢波器為單分量或三分量型，外殼為密封承壓設計，通過電纜與地震儀相連，由地震儀為其供電。