CN107436448B - 一种工程地震探测***及数据读取*** - Google Patents

一种工程地震探测***及数据读取*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工程地震探测***及数据读取***。工程地震探测***：包括地震波检测装置、GPS授时存储装置、监控中心，通过地震波检测装置采集地震波信号，获取地震波数据；通过GPS授时存储装置接收卫星授时，并存储地震数据及存储数据对应的授时时间，通过监控中心采用无线的方式监测GPS授时存储装置和所述地震检测装置的工作状态并设置数据采集的参数。本发明的工程地震探测***，通过GPS授时存储装置接收卫星授时，将地震波检测装置采集的地震数据和对应的时间进行存储，从而既保证了地震波数据的实时性，又无需通过有线的方式进行数据传送，降低了工程地震探测的复杂性。

Description

一种工程地震探测***及数据读取***
技术领域
本发明涉及地震勘探领域，特别涉及一种工程地震探测***及数据读取***。
背景技术
地震勘探方法是地球物理勘探方法中运用最早、最广的方法之一。它是利用不同介质因波阻抗的差异，在介质分界面处发生波的反射、折射等现象，人们通过接收反射波、折射波的信息，进而获取地下介质(地质体)的分布状态、物性参数的一种地球物理勘探方法。目前，地震勘探方法仍然是在陆地与海洋进行石油勘探、天然气勘探、煤炭勘探、工程勘探的主要手段。
工程地震勘探作为寻找隐伏断层、地质构造勘察、工程地质调查与评价、隧道超前预报等领域的有效方法，发挥着极其重要的作用。由于工程应用中常常遇到地质背景、地形地物条件复杂，不仅要求工程地震勘探仪器具有更高的分辨率和抗干扰能力，而且对地震数据采集具有施工便利性和成本低廉性要求更高。
传统的工程地震勘探仪器采取有线联机方式，从检波器经传输电缆直至数据采集仪器车，由于地震数据采集量大，传输线收放占用了大量的人力资源。另则，地震数据传输线路硬件接头多，使得线路查通工作非常繁杂。特别是，在中大城市区域施工时，受场地环境限制，有线联机方式客观上阻碍了工作效率的提高。在郊外施工时，则受地形地物(山坡、河流、公路、铁路、建筑等)和数据传输距离的限制，有线方式联机同步施工的局限性越来越明显，促使人们更注重于研究一种无需有线方式联机同步的工程地震数据采集仪器，以提高施工的便利性和成本的低廉性。
发明内容
本发明的目的是，为了在无需有线方式联机同步的条件下，便利、低成本地实现地震数据采集和传输，以降低地震数据采集和处理的复杂性，提供一种工程地震探测***及数据读取***。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种工程地震探测***，包括地震波检测装置、GPS授时存储装置、监控中心；
所述地震波检测装置与所述GPS授时存储装置对应连接，所述地震波检测装置用于采集地震波信号，获取地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述GPS授时存储装置；
所述GPS授时存储装置还与所述监控中心无线连接，所述GPS授时存储装置用于接收并存储所述地震波数据和采集所述地震波数据时对应的授时时间，获取所述地震波检测装置及所述GPS授时存储装置的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述监控中心；
所述监控中心用于接收和显示所述工作状态信息，接收用户设置的控制参数，并将所述控制参数发送至所述GPS授时存储装置；
所述GPS授时存储装置还用于根据所述监控中心发送的控制参数，对所述地震波检测装置进行控制。
可选的，所述地震波检测装置包括检波器串和数据采集站；
所述检波器串与所述数据采集站连接，所述检波器串用于检测地震波信号，并发送至所述数据采集站；
所述数据采集站与所述GPS授时存储装置连接，所述数据采集站用于对所述检波器串发送的地震波信号进行采集以获得地震波数据，并将所述地震波数据传输至所述GPS授时存储装置。
可选的，所述检波器串由多个检波器串联而成，每个所述检波器对应一个ID编号，所述检波器串发送地震波信号的同时，也将产生所述地震波信号的检波器的ID编号发送至所述数据采集站。
可选的，所述数据采集站包括：数据编辑器、数据传输器；
所述数据编辑器分别与所述检波器串和所述数据传输器连接，用于将附有ID号的检波器采集到的地震波信号，按照ID顺序进行转换编辑，获得地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述数据传输器；
所述数据传输器与所述GPS授时存储装置连接，所述数据传输器用于将所述地震波数据传输给GPS授时存储装置进行存储。
可选的，所述GPS授时存储装置包括GPS授时模块、数据传输端口、存储盘、数据采集控制器和天线；
所述数据传输端口分别与所述地震波检测装置和所述存储盘连接；所述数据端口用于接收所述地震波检测装置采集的地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述存储盘；
所述GPS授时模块与所述数据采集控制器连接，所述GPS授时模块用于接收卫星的授时时间，并将所述授时时间发送至所述数据采集控制器；
所述数据采集控制器与所述存储盘连接，所述数据采集控制器用于接收所述GPS授时模块发送的授时时间，并控制所述存储盘对所述数据传输端口发送的地震波数据和接收所述地震波数据时对应的授时时间进行存储；
所述数据采集控制器与所述监控中心通过天线无线连接，所述数据采集控制器用于获取所述GPS授时存储装置及所述地震波检测装置的工作状态信息，并将所述工作状态信息通过天线发送至所述监控中心。
可选的，所述监控中心包括监控模块、无线控制管理器；
所述监控模块与所述无线控制管理器连接，所述监控模块用于接收用户设置的控制参数，并将所述控制参数发送至所述无线控制管理器；
所述无线控制管理器通过外置天线与所述GPS授时存储装置连接，所述无线控制管理器用于将所述监控模块接收的控制参数发送给所述GPS授时存储装置，接收所述GPS授时存储装置发送的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述监控模块；
所述监控模块还用于显示所述无线控制管理器发送的工作状态信息。
一种工程地震探测数据读取***，所述工程地震探测数据读取***用于读取所述工程地震探测***，所述工程地震探测数据读取***包括GPS授时数据读取编辑器、数据管理中心；
所述GPS授时数据读取编辑器分别与所述数据管理中心和所述工程地震探测***中的多个所述GPS授时存储装置连接，所述GPS授时数据读取编辑器用于将各所述GPS授时存储装置存储的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间，自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑，并发送至所述数据管理中心；
所述数据管理中心用于接收用户输入的指令，将所述指令发送给所述GPS授时数据读取编辑器，并管理和存储所述地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间。
可选的，所述GPS授时数据读取编辑器包括多个数据下载端口、网线端口和数据读取控制器；
多个所述数据下载端口与多个GPS授时存储装置一一对应连接；
所述数据读取控制器分别与所述数据管理中心和多个所述数据下载端口连接，所述数据读取控制器用于接收所述数据管理中心发送的指令，并根据所述指令控制多个所述数据下载端口将多个所述GPS授时存储装置中的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间，自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑；
所述网线端口通过网线与所述数据管理中心连接；所述网线端口用于将自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间通过所述网线发送至所述数据管理中心。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种工程地震探测***及数据读取***，工程地震探测***通过地震检测装置采集地震波信号，获取地震波数据；通过GPS授时存储装置接收卫星授时，并存储地震数据及接收地震波数据时对应的授时时间，通过监控中心采用无线的方式监测GPS授时存储装置和所述地震检测装置的工作状态并接收用户设置的控制参数，将控制参数采用无线的方式发送至GPS授时存储装置。本发明的工程地震探测***，通过GPS授时存储装置接收卫星授时，将地震检测装置采集的地震数据和对应的时间进行存储，保证了地震数据的实时性，而且无需通过有线的方式对数据进行传送，降低了工程地震探测的复杂性；
数据读取***，通过GPS授时数据读取编辑器自动按时间节点批量地将多个所述GPS授时存储装置中存储的地震波数据一次性读取编辑并发送至所述数据管理中心，相比于分次分别单站读取存储数据方式，由于无需经历每个GPS授时存储装置中的数据在分次分别读取时必须对所有读取的数据按时间进行筛选、排序和分类的过程，降低了数据处理的复杂性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种工程地震探测***的结构框图；
图2为本发明提供的一种工程地震探测***的地震波检测装置的结构图；
图3为本发明提供的一种工程地震探测***的数据采集站的外观及结构示意图；
图4为一种工程地震探测数据读取***的结构图；
其中，a图为数据采集站的外观图，b为数据采集站的结构示意图；201为数据采集站，202为检波器串，203为检波器；301为供电板，302为数据编辑器，303为数据传输器，304为GPS授时存储装置端口，305为12V电源接口；401为数据读取编辑器，402为数据管理中心，403为数据下载端口，404为网线端口，405为数据读取控制器。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种工程地震探测***及数据读取***，以在在无需有线方式联机同步的条件下，便利、低成本地实现地震数据采集和传输，以降低地震数据采集和处理的复杂性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种工程地震探测***，包括地震波检测装置101、GPS授时存储装置102、监控中心103；
所述地震波检测装置101与所述GPS授时存储装置102对应连接，所述地震波检测装置用于采集地震波信号，获取地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述GPS授时存储装置；
所述GPS授时存储装置102还与所述监控中心103无线连接，所述GPS授时存储装置102用于接收并存储所述地震波数据和采集所述地震波数据时对应的授时时间，获取地震波检测装置101及所述GPS授时存储装置102的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述监控中心103；
所述监控中心103用于接收和显示所述工作状态信息，接收用户设置的控制参数，并将所述控制参数发送至所述GPS授时存储装置102；
所述GPS授时存储装置102还用于根据所述监控中心103发送的控制参数，对所述地震波检测装置101进行控制。
可选的，如图2所示，所述地震波检测装置101包括检波器串202和数据采集站201；
所述检波器串202与所述数据采集站201连接，所述检波器串202用于检测地震波信号，并发送至所述数据采集站201；
所述数据采集站201与所述GPS授时存储装置102连接，所述数据采集站201用于对所述检波器串202发送的地震波信号进行采集，获得地震波数据，并将所述地震波数据传输至所述GPS授时存储装置102。
可选的，所述检波器串202由多个检波器203串联而成，每个所述检波器203对应一个ID编号，所述检波器串202发送地震波信号的同时，也将产生所述地震波信号的检波器203的ID编号发送至所述数据采集站201。
可选的，所述数据采集站201包括：数据编辑器302、数据传输器303；
所述数据编辑器302分别与所述检波器串202和所述数据传输器303连接，用于将附有ID号的检波器采集到的地震波信号，按照ID顺序进行转换编辑，获得地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述数据传输器303；
所述数据传输器303与所述GPS授时存储装置102连接，所述数据传输器303用于将所述地震波数据传输给GPS授时存储装置102进行存储。
具体的，如图3所示，图a为所述数据采集站201的外观图，所述数据采集站201的外壳采取高强度铝合金材料，图b为所述数据采集站201的结构示意图，所述数据采集站201还包括：供电板301，用于采集站内电路升压(外部接入直流由12V升压至直流48V)；数据编辑器302，用于将附有ID号的检波器采集到的数字地震信号，按照ID顺序进行转换编辑；数据传输器303，用于将编辑后的数字信号，由GPS授时存储装置端口304传输给GPS授时存储装置102进行存储，所述数据采集站201包括四个外部连接端口，分别是：GPS授时存储装置端口304、12V电源接口305、2个相邻检波器串接口，连接两个检波器串202。
具体的，所述检波器203包括磁钢线圈和数据转换装置，所述磁钢线圈位于所述检波器的下端、所述模数转换装置位于所述检波器的上端，所述磁钢线圈与所述模数转换装置连接，所述磁感线圈用于检测地震波模拟信号，并传输至所述数据转换装置，所述数据转换装置与所述数据采集站201连接，所述数据转换装置用于将所述地震波模拟信号转换成数字的地震波信号，并传输至所述数据采集站201。
具体的，本发明将720道检波器分成20串，每一串有检波器36道。每个检波器附有独立的ID编号(0号～35号)，用于管理检波器排序。检波器串端口与数据采集站201连接。
可选的，所述GPS授时存储装置102包括GPS授时模块、数据传输端口、存储盘、数据采集控制器和天线；
所述数据传输端口分别与所述地震波检测装置101和所述存储盘连接；所述数据端口用于接收所述地震波检测装置101采集的地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述存储盘；
所述GPS授时模块与所述数据采集控制器连接，所述GPS授时模块用于接收卫星的授时时间，并将所述授时时间发送至所述数据采集控制器；
所述数据采集控制器与所述存储盘连接，所述数据采集控制器用于接收所述GPS授时模块发送的授时时间，并控制所述存储盘对所述数据传输端口发送的地震波数据和接收所述地震波数据时对应的授时时间进行存储；
所述数据采集控制器与所述监控中心通过天线无线连接，所述数据采集控制器用于获取所述GPS授时存储装置102及所述地震波检测装置101的工作状态信息，并将所述工作状态信息通过天线发送至所述监控中心。
具体的，所述GPS授时存储装置102由磨具浇注成型，外壳采用强塑材料。强塑浇注一次成型，以加强外壳的密封性，且不易破损。
可选的，所述监控中心包括监控模块、无线控制管理器；
所述监控模块与所述无线控制管理器连接，所述监控模块用于接收用户设置的控制参数，并将所述控制参数发送至所述无线控制管理器；
所述无线控制管理器通过外置天线与所述GPS授时存储装置102连接，所述无线控制管理器用于将所述监控模块接收的控制参数发送给所述GPS授时存储装置102，接收所述GPS授时存储装置102发送的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述监控模块；
所述监控模块还用于显示所述无线控制管理器发送的工作状态信息。
具体的，所述监控模块为电脑，所述电脑上安装有监控软件，所述监控软件的具体功能包括：①监视所述GPS授时存储装置102的工作状态；②设定***的采样间隔、采样时长、所述GPS授时存储装置102的位置编辑等参数；③结合GPS信息加载工区地形图，搜索所述GPS授时存储装置102实际地理位置。
所谓无线控制管理器，包括：USB端口，用于通过USB线连接电脑，接收交换电脑操作软件发来的各种指令，②GPS端口，用于接收卫星授时，以便与GPS授时存储装置102的时间点的同步。③外置天线，用于实现所述无线控制管理其与GPS授时存储装置102之间相互通讯联络，接收GPS授时存储装置102发送的工作状态信息，并将所述工作状态信息通过USB端口发送给电脑，所述电脑通过所述监控软件进行工作状态的监视。
如图4所示，本发明还提供一种工程地震探测数据读取***，所述工程地震探测数据读取***用于读取所述工程地震探测***，所述工程地震探测数据读取***包括GPS授时数据读取编辑器401、数据管理中心402；
所述GPS授时数据读取编辑器401分别与所述数据管理中心402和所述工程地震探测***中的多个所述GPS授时存储装置102连接，所述GPS授时数据读取编辑器401用于将各所述GPS授时存储装置102存储的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间，自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑，并发送至所述数据管理中心402；
所述数据管理中心402用于接收用户输入的指令，将所述指令发送给所述GPS授时数据读取编辑器401，并管理和存储所述地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间。
可选的，所述GPS授时数据读取编辑器401包括多个数据下载端口403、网线端口404和数据读取控制器405；
多个所述数据下载端口401与多个GPS授时存储装置102一一对应连接；
所述数据读取控制器405分别与所述数据管理中心402和多个所述数据下载端口404连接，所述数据读取控制器405用于接收所述数据管理中心402发送的指令，并根据所述指令控制多个所述数据下载端口404将多个所述GPS授时存储装置102中的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑；
所述网线端口404通过网线与所述数据管理中心402连接；所述网线端口404用于将自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间通过所述网线发送至所述数据管理中心402。
具体的，所述数据读取控制器405还与所述数据管理中心402连接，用于接收所述数据管理中心402的命令，在同一时间段，根据所述数据管理中心402的命令，控制多个所述数据下载端口，自动按时间节点以批量方式一次性传输卸载GPS授时存储装置102内的地震波数据；
具体的，所述数据管理中心402为PC机，所述PC机安装有数据管理软件，所述数据管理软件用于回放所述地震波数据，并对所述地震波数据进行处理、编辑、制图和输出。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种工程地震探测***及数据读取***，工程地震探测***，采用GPS授时存储装置，通过GPS授时对采集数据进行实时地获取，改变了传统有线联机方式，更灵活地采取各GPS授时存储装置地震波数据采集并实施独立储存；在后期整理地震数据时，通过同步的GPS授时信息，筛选组合所需要的地震数据，并通过GPS授时数据读取编辑器，自动按时间节点以批量方式一次性卸载传输GPS授时存储装置内的地震波数据，从而降低野外复杂地形地物布设有线联机的施工难度，提高工作效率、优化地震数据精度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种工程地震探测***，其特征在于，包括地震波检测装置、GPS授时存储装置、监控中心；
所述地震波检测装置与所述GPS授时存储装置对应连接，所述地震波检测装置用于采集地震波信号，获取地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述GPS授时存储装置；
所述GPS授时存储装置还与所述监控中心无线连接，所述GPS授时存储装置用于接收并存储所述地震波数据和采集所述地震波数据时对应的授时时间，获取所述地震波检测装置及所述GPS授时存储装置的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述监控中心；
所述监控中心用于接收和显示所述工作状态信息，接收用户设置的控制参数，并将所述控制参数发送至所述GPS授时存储装置；
所述GPS授时存储装置还用于根据所述监控中心发送的控制参数，对所述地震波检测装置进行控制；
所述GPS授时存储装置包括GPS授时模块、数据传输端口、存储盘、数据采集控制器和天线；
所述数据传输端口分别与所述地震波检测装置和所述存储盘连接；所述数据传输端口用于接收所述地震波检测装置采集的地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述存储盘；
所述GPS授时模块与所述数据采集控制器连接，所述GPS授时模块用于接收卫星的授时时间，并将所述授时时间发送至所述数据采集控制器；
所述数据采集控制器与所述存储盘连接，所述数据采集控制器用于接收所述GPS授时模块发送的授时时间，并控制所述存储盘对所述数据传输端口发送的地震波数据和接收所述地震波数据时对应的授时时间进行存储；
所述数据采集控制器与所述监控中心通过天线无线连接，所述数据采集控制器用于获取所述GPS授时存储装置及所述地震波检测装置的工作状态信息，并将所述工作状态信息通过天线发送至所述监控中心。
2.根据权利要求1所述的工程地震探测***，其特征在于，所述地震波检测装置包括检波器串和数据采集站；
所述检波器串与所述数据采集站连接，所述检波器串用于检测地震波信号，并发送至所述数据采集站；
所述数据采集站与所述GPS授时存储装置连接，所述数据采集站用于对所述检波器串发送的地震波信号进行采集以获得地震波数据，并将所述地震波数据传输至所述GPS授时存储装置。
3.根据权利要求2所述的工程地震探测***，其特征在于，所述检波器串由多个检波器串联而成，每个所述检波器对应一个ID编号，所述检波器串发送地震波信号的同时，也将产生所述地震波信号的检波器的ID编号发送至所述数据采集站。
4.根据权利要求2或3所述的工程地震探测***，其特征在于，所述数据采集站包括：数据编辑器、数据传输器；
所述数据编辑器分别与所述检波器串和所述数据传输器连接，用于将附有ID号的检波器采集到的地震波信号，按照ID顺序进行转换编辑，获得地震波数据，并将所述地震波数据发送至所述数据传输器；
所述数据传输器与所述GPS授时存储装置连接，所述数据传输器用于将所述地震波数据传输给GPS授时存储装置进行存储。
5.根据权利要求1所述的工程地震探测***，其特征在于，所述监控中心包括监控模块、无线控制管理器；
所述监控模块与所述无线控制管理器连接，所述监控模块用于接收用户设置的控制参数，并将所述控制参数发送至所述无线控制管理器；
所述无线控制管理器通过外置天线与所述GPS授时存储装置连接，所述无线控制管理器用于将所述监控模块接收的控制参数发送给所述GPS授时存储装置，接收所述GPS授时存储装置发送的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述监控模块；
所述监控模块还用于显示所述无线控制管理器发送的工作状态信息。
6.一种工程地震探测数据读取***，其特征在于，所述工程地震探测数据读取***用于读取权利要求1-5中任一项所述的工程地震探测***，所述工程地震探测数据读取***包括GPS授时数据读取编辑器、数据管理中心；
所述GPS授时数据读取编辑器分别与所述数据管理中心和所述工程地震探测***中的多个所述GPS授时存储装置连接，所述GPS授时数据读取编辑器用于将各所述GPS授时存储装置存储的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间，自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑，并发送至所述数据管理中心；
所述数据管理中心用于接收用户输入的指令，将所述指令发送给所述GPS授时数据读取编辑器，并管理和存储所述地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间。
7.根据权利要求6所述的工程地震探测数据读取***，其特征在于，所述GPS授时数据读取编辑器包括多个数据下载端口、网线端口和数据读取控制器；
多个所述数据下载端口与多个GPS授时存储装置一一对应连接；
所述数据读取控制器分别与所述数据管理中心和多个所述数据下载端口连接，所述数据读取控制器用于接收所述数据管理中心发送的指令，并根据所述指令控制多个所述数据下载端口将多个所述GPS授时存储装置中的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间，自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑；
所述网线端口通过网线与所述数据管理中心连接；所述网线端口用于将自动按时间节点批量地进行一次性读取编辑的地震波数据和所述地震波数据对应的授时时间通过所述网线发送至所述数据管理中心。
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