1、地震数据采集设备地震数据采集设备地震仪器地震仪器辅助设备辅助设备 机械机械（震源震源）设备设备野外设备野外设备( (传输和传输和采集采集) ) 中央记录系统中央记录系统 仪器仪器仪器车仪器车 爆炸机系统的编爆炸机系统的编/ /译码器、震源译码器、震源的扫描发生器的扫描发生器/ /电子箱体电子箱体大线、电台大线、电台/ /检波器、采集站、检波器、采集站、交差站交差站采集设备采集设备地震数据采集系统的核心就是地震勘探仪器 ,这里就以遥测数字地震仪器为例简要介绍其结构、电路组成和关键技术等。遥测数字地震仪器由硬件和软件两大部分构成 ,硬件是完成数据采集的执行部件 ,软件是完成数据采集等的控制程序。软
2、件一般包括采集程序、监控程序、诊断程序、现场处理程序和其它服务程序等 ,它们分别用来控制和管理地震数据的采集、系统的协调工作、故障的检测、采集质量的监视和其它服务工作等。硬件设备主要包括采集站、交叉站、电源站、电缆、中继站和主机等 ,它们依次完成地震信号从模拟到数字的采集、排列的管理、排列的供电、模拟信号的输入和数字信号的传送、数字信号与命令或状态整形和接力以及数据的整编与记录。408ULS: No equipment on surfaceFDU2SFDU2SFDU2SLAULSFDU2Sdown 50 m depthLAUXCMXLPRMTapedrive408UL QCs地震数据采集流程地
3、震数据的采集过程从时序上看是一个开环链路数据接力传输流程 ,即从炮点能量激发开始仪器便进入采集状态 ,此时地震波经检波器输入到采集站 ,地震数据就经由每一个相关环节源源不断地传到主机并记录磁带直到完成整个记录长度 ,其基本流程关系如图1 所示。技术就是 24 位A/D 转换的核心技术 ,它与以往的采样保持再用标准的参考电压作逐位比较的原理绝然不同 ,它是以时域分辨率来实现幅度分辨率 ,也即以远高于奈奎斯特频率的速度将模拟信号调制成简单的数字信号 ,再经高速数字抽取滤波器实现去假频功能和24 位样点信号。电源电源电路电路输入输入滤波滤波电路电路P2P1模数转模数转换电路换电路检波器接入口检波器接
4、入口 T1 T3 T4 T2FDU INTFDU COM电源电路电源电路l通过通过传输电路传输电路接收来自电源站或交叉站的命令，将检波器接收来自电源站或交叉站的命令，将检波器拾取的信号首先经过拾取的信号首先经过输入滤波电路输入滤波电路完成第一级滤波，然后完成第一级滤波，然后进入进入模数转换电路模数转换电路，将采集到的模拟信号转换成数字信号，将采集到的模拟信号转换成数字信号，经经数据通讯电路数据通讯电路整理，最后将数字信号经整理，最后将数字信号经采集站接口电路采集站接口电路传送到下一个电源站或交叉站，同时传送到下一个电源站或交叉站，同时采集站采集站内部装有内部装有测试信测试信号源号源以供其进行自
5、测。以供其进行自测。DistortionNoiseCMRRGainPhaseCrosstalkg1g2g1g2g1g2g1g2g1g2g1g21-1031.40.35100-11-2020110210.2540.70.180.520.5-1.51.5-25250.25164-33-303030米8-855米8-4110110米米75米8-83 3米米55米8-875米8-4450米2米 408ULS408ULS仪器数仪器数传电缆多达传电缆多达1010种种. . Single sensor110m max.or HGor HGFDU2S14 mmTransmission pairConducto
6、rGeophone pair408仪器110米电缆的结构图408uls单检110m电缆主要参数重量：12.5kg长度：110m（27.5M+55M+27.5M）8MHz时工作衰减：小于5.1dB/100m电源线通断电阻：3 数传线通断电阻：8检波器线通断电阻：3.3 线间和对地绝缘电阻：特性阻抗值：1- 要求同步动圈检波器动圈检波器结构示意图结构示意图稳定速度驱动时相对电压输出值稳定速度驱动时相对电压输出值h=2000000h=2h=0.5h=0.7h=0.3h=1速度与电压之间的相位速度与电压之间的相位值值模拟检波器：模拟检波器：检波器技术指标检波器技术指标 衡量地震检波器性能指标的参数有许
7、多，衡量地震检波器性能指标的参数有许多，主要参数包括自然频率、阻尼系数、灵敏度、主要参数包括自然频率、阻尼系数、灵敏度、谐波失真、容差等，相关参数包括直流电阻、谐波失真、容差等，相关参数包括直流电阻、阻抗、假频、噪声、漏电、极性以及悬体质阻抗、假频、噪声、漏电、极性以及悬体质量、线圈最大位移、允许倾斜角度、体积和量、线圈最大位移、允许倾斜角度、体积和重量等。下面着重介绍地震检波器主要技术重量等。下面着重介绍地震检波器主要技术参数的物理意义及其对地震数据采集效果的参数的物理意义及其对地震数据采集效果的影响。影响。一是自然频率：也称固有频率或共振频率，它由检波器弹一是自然频率：也称固有频率或共振频
8、率，它由检波器弹性系统的结构和材料决定。自然频率的高低主要决定地震性系统的结构和材料决定。自然频率的高低主要决定地震信号的有效起始频率。信号的有效起始频率。二是灵敏度：它是检波器对激励（振动）响应的敏感程度，二是灵敏度：它是检波器对激励（振动）响应的敏感程度，大小取决于线圈总长度和磁场强度大小取决于线圈总长度和磁场强度 。该指标主要反映响应。该指标主要反映响应弱小信号能力。弱小信号能力。三是失真度（畸变）：它是输出信号谐波分量总和有效值三是失真度（畸变）：它是输出信号谐波分量总和有效值与基波分量有效值之比的百分比与基波分量有效值之比的百分比 。该指标决定地震信号的。该指标决定地震信号的瞬时动态
9、范围。瞬时动态范围。模拟检波器：模拟检波器：检波器技术指标检波器技术指标检波器技术指标检波器技术指标模拟检波器：模拟检波器：四是阻尼系数：阻尼系数是指检波器并联衰减电阻后惯四是阻尼系数：阻尼系数是指检波器并联衰减电阻后惯性体振动衰减快慢的相对比值，它主要影响分辨相邻反性体振动衰减快慢的相对比值，它主要影响分辨相邻反射地震波的能力。射地震波的能力。 五是容差：容差表示同种型号的个体检波器互相之间技五是容差：容差表示同种型号的个体检波器互相之间技术指标的相对差异，一般用百分比表示。虽然它不是检术指标的相对差异，一般用百分比表示。虽然它不是检波器本身的技术参数，却直接影响地震数据的采集效果，波器本身
10、的技术参数，却直接影响地震数据的采集效果，如果检波器的一致性差，不同检波器接收同一信号的结如果检波器的一致性差，不同检波器接收同一信号的结果就会有不同的输出，结果将降低地震数据采集质量和果就会有不同的输出，结果将降低地震数据采集质量和保真度。保真度。MKF210CSG-60CSG-60CJ-120DX-2820DX-10-3dB-20dB理论上：使用不同自然频率的检波器，只理论上：使用不同自然频率的检波器，只能改变信号低截频，而每个频率的信噪比能改变信号低截频，而每个频率的信噪比是不会改变的。是不会改变的。关键点：保证高保真度、畸变小、宽频接关键点：保证高保真度、畸变小、宽频接收的技术指标。收的技术指标。水检主要技术指标项目多波dBsl-10A超波HJ-8C法国SercelP44A自然频率（Hz）1010%1015%1015%直流电阻（）16010%14510%145灵敏度14（V/bar）15%14（V/bar）1.5dB14（V/bar）1.5dB闭路阻尼70%极性SEG标准极性工作水深(m)17580 250英尺绝缘性（M）直径77mm2英寸.长度365mm5-3/8英寸重量2.6g0.6磅芯体工作温度0C40C0C35C频率响应10-1000Hz10-1000Hz
