[发明专利]一种多功能的无线数据传输地震波勘探仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震仪，具体地指一种多功能的无线数据传输地震波勘探仪。

背景技术

在众多的地球物理勘探方法中，地震波勘探方法一直有着举足重轻的地位和作用。特别是在石油勘探和工程物探领域，地震波勘探方法是不可或缺的。众所周知，在石油资源的前期勘探工作中，地震勘探是主要的勘探方法。可以毫不夸张地说，地震勘探为我国的油气田勘探工作立下了汗马功劳。同样，在我国大量的工程建设中，地震波勘探方法为城市高层建筑、大型厂房、城市地铁、高速公路、高速铁路、桥梁、隧道、港口码头、机场、水利水电工程、核电站等大型基础设施的兴建作出了非常重要贡献。相应地，其方法技术已从早期单一的浅层折射波法发展为包括地震反射波法、瑞雷面波法、地震层析成像、工程VSP等在内的多种方法。

地震勘探的关键设备是地震勘探仪，地震勘探仪器性能的优劣，直接影响其野外所采集的原始数据的质量。而原始数据的质量好坏，将对地震勘探最终成果的准确与否起着决定性的作用。通常，一台性能优良的地震仪应具有以下特点：1)大动态范围；2)较强的抗干扰能力；3)较高的增益和接收灵敏度；4)较高的保真度；5)极低的系统噪音；6)较强的微弱回波信号识别与提取能力。除此之外，工程地震勘探对地震勘探仪还有轻便小巧、操作简便等特殊的要求。

目前，市场上现有的地震仪器均难同时以满足上述要求，国际上最先进的地震勘探仪器亦是如此。现有地震勘探仪都是采用电缆方式将主机与各个观测点的传感器相连，通过电缆将各个观测点的地震信号传输到中央主机，由中央主机进行现场的数据采集和一些简单的处理。由于主机耗电量很大，因此在野外工作时，还需给主机配备一体积较大且笨重的蓄电池，以保持主机能有足够的工作时间。电缆和主机电源不仅大幅度地增加了仪器设备的重量，也给现场工作带来了极大的麻烦：其一是需要铺设和回收电缆；其二是由于传统地震勘探仪的通道数都是由仪器生产厂家事先固定的，且不能改变。而实际野外工作中，不同的勘探方法和目的所需的仪器通道数不同，例如，就浅层二维勘探而言，一台24道或48道地震仪就可以胜任，但进行三维勘探时，则希望仪器的通道数越多越好。在此情况下，传统的地震仪往往由于其通道数不够而表现得力不从心。此外，在石油地震勘探和工程地震勘探中还存在一个共同的问题，即通常情况下，人们都希望利用小的震源能量获得一个较大的勘探深度，倘能如此，这对二者的贡献都是非常巨大的。但是，综观国内外的地震勘探仪，目前都难以做到这一点，而实际工作中，加大地震勘探深度的办法都是加大震源的炸药量和多次覆盖技术，就加大炸药量而言，工程地震勘探有时是难以做到的，因为多数场合下，不允许使用大炸药量进行地震勘探工作。除此之外，一直以来，用于勘探石油的地震勘探仪与浅层地震仪是彼此独立的，这一问题是传统地震仪器的通道数都是由厂家事先固定且不能改变所导致的。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种多功能的无线数据传输地震波勘探仪，该地震仪基于嵌入式技术和无线传输技术，无需电缆和主机电源，具有轻便小巧、通道数和功能多变的优点。

实现本发明目的采用的技术方案是一种多功能的无线数据传输地震波勘探仪，它包括：

控制总站，包括微型计算机以及与所述微型计算机连接的第一无线通信模块；

多个检测子站，每个检测子站包括数据采集模块以及与所述数据采集模块连接的第二无线通信模块，每个检测子站的第二无线通信模块通过无线信道与所述第一无线通信模块连接；以及

震源触发子站，与控制总站连接。

进一步地，所述控制总站还包括嵌入式微程序控制器，嵌入式微程序控制器连接在微型计算机与第一无线通信模块之间，用于驱动第一无线通信模块将微型计算机产生的命令广播出去。

在上述技术方案中，所述数据采集模块包括依次电信号连接的地震波传感器、信号调理电路、模数转换电路和单片机系统，单片机系统与所述第二无线通信模块连接。

进一步地，所述模数转换电路为ADS1255模数转换电路，所述单片机系统为STM32F103单片机。

更进一步地，所述检测子站还包括电源模块，该电源模块分别与信号调理电路、ADS1255模数转换电路、STM32F103单片机和第二无线通信模块连接，为信号调理电路提供7V电压，为ADS1255模数转换电路提供5V和3.3V电压，以及分别为STM32F103单片机和第二无线通信模块提供3.3V电压。