第5讲地震记录仪及其新技术.课件.ppt

1、l 序列讲座l 第第5 5讲讲l 地震记录仪及其新技术地震记录仪及其新技术第一代地震仪第一代地震仪(光点地震仪光点地震仪)第二代地震仪第二代地震仪(磁带地震仪磁带地震仪)第三代地震仪第三代地震仪 (数字地震仪数字地震仪)第四代地震仪第四代地震仪(遥测地震仪遥测地震仪)第五代地震仪第五代地震仪(网络地震仪网络地震仪)3050年代年代5060年代年代6080年代年代8090年代年代1999年至今年至今电子管电路电子管电路晶体管电路晶体管电路集成电路集成电路大规模集成电大规模集成电路路超大规模集成超大规模集成电路电路自动增益控制自动增益控制程序增益控制程序增益控制IFP增益控制增益控制IFP增益控制

2、、增益控制、光点照相记录光点照相记录模拟磁带记录模拟磁带记录数字磁带记录数字磁带记录SEG-B格式格式数字磁带记录数字磁带记录SEG-D格式格式数字磁带记录数字磁带记录SEG-D格式格式DA/24位DA/24位- Channel capability of the recording systems has constantly improved to answer the needsLand channel count: - SN388 (1993-2003): average 945 Channels- 408UL (2000-2005): average 2,245 Ch. (x 2.4

3、)- todays max:13,200 live channels18,720 1 ms soonFor land, the growth has been exponential:in average x 2 every 5 years since 45 y.l1 1、各检波点地震电信号以模拟形式传输、各检波点地震电信号以模拟形式传输l 到仪器车上的数据采集电路，集中进到仪器车上的数据采集电路，集中进l 行数据采集。行数据采集。l2 2、m m道地震信号在模拟传输电缆（称大道地震信号在模拟传输电缆（称大l 线电缆）中须占线电缆）中须占 2m 2m 根芯线。根芯线。l1、数字地震仪集中式数据

4、采集电路工作速度l 有限，不能满足地震勘探发展对不断增加l 仪器的道数的要求。l2、道数增多会使数字地震仪的模拟电缆加粗l 加重，故障率大大增加。l克服办法：以分散式取代集中式l 以模拟传输取代数字传输l5.3.1 5.3.1 遥测地震仪的基本组成遥测地震仪的基本组成l 采集站（位于检波点）l 数字传输部件（取决于传输方式）l 中央主机（位于仪器车上）采集站采集站在水面在水面l 1、电缆传输l 2、光纤传输l 3、无线传输l 4、存储盒式仪器操作员在工作仪器操作员在工作l1 1、各检波点地震电信号分散到就近的采、各检波点地震电信号分散到就近的采l 集站进行数据采集，再不存在采集电集站进行数据采

5、集，再不存在采集电l 路速度对仪器道数的限制。路速度对仪器道数的限制。l2 2、数字传输取代模拟传输，甩掉了笨重、数字传输取代模拟传输，甩掉了笨重l 而易产生故障的模拟大线电缆。而易产生故障的模拟大线电缆。l3 3、采用计算机进行控制和现场数据预处、采用计算机进行控制和现场数据预处l 理，提高工作效率和记录质量。理，提高工作效率和记录质量。l408ULl 网络遥测技术实质上就是计算机的网络通信网络遥测技术实质上就是计算机的网络通信技术在地震勘探仪器中的推广应用。它将整个地技术在地震勘探仪器中的推广应用。它将整个地面排列当作一个完整的局域通讯网，把外线排列面排列当作一个完整的局域通讯网，把外线排

6、列中的采集站、交叉站等各种地面电子设备都定义中的采集站、交叉站等各种地面电子设备都定义成网络节点，实际通讯时计算机成网络节点，实际通讯时计算机( (服务器服务器) )可自由可自由地在网络中对任何一个节点地在网络中对任何一个节点( (单元单元) )按数据包方式按数据包方式进行任意次信息交换。应用这项技术在野外施工进行任意次信息交换。应用这项技术在野外施工时能按需要自由地选择排列连接方式，并能在个时能按需要自由地选择排列连接方式，并能在个别路径中断时重新选择其他路径来实现信息传输，别路径中断时重新选择其他路径来实现信息传输，这就为跨越道路、建筑、河流等实现绕路传输提这就为跨越道路、建筑、河流等实现

7、绕路传输提供可能，大大提高了野外施工的灵活性，同时也供可能，大大提高了野外施工的灵活性，同时也可以通过缓冲存储器实现非实时传输或数据包重可以通过缓冲存储器实现非实时传输或数据包重发。目前，发。目前，408UL408UL和系统和系统IVIV等多种仪器都具备了等多种仪器都具备了完善的网络遥测功能。完善的网络遥测功能。l1）由若干个采集站(FDU)按道距要求组l 成的采集链(link) ; l2) 大线管理部件(LAUL) ; l3) 交叉线管理部件(LAUX) ;l 4) 中心控制单元(CM408) ; l5) 鹰系统无线采集站等部件(兼容)。l这类仪器和前一代仪器相比根本不同的是：系这类仪器和前

8、一代仪器相比根本不同的是：系统包含了以统包含了以MEMSMEMS技术为核心的加速度数字传感技术为核心的加速度数字传感器器( (数字检波器数字检波器) )，使得整个接收系统的瞬时动，使得整个接收系统的瞬时动态范围在态范围在90dB90dB以上，而且从以上，而且从0500Hz0500Hz都能等灵都能等灵敏度和等相位响应地震波信号。这代仪器的关敏度和等相位响应地震波信号。这代仪器的关键技术就是突破了传统模拟检波器键技术就是突破了传统模拟检波器( (通常的失通常的失真度是真度是0.10.1。) )长期以来制约着系统的瞬时动长期以来制约着系统的瞬时动态范围，真正实现了完全数字化，不怕电磁干态范围，真正实

9、现了完全数字化，不怕电磁干扰，有万道以上实时采集能力。它是今后实现扰，有万道以上实时采集能力。它是今后实现宽频带万道多波高精度采集的方向。宽频带万道多波高精度采集的方向。l 过去地震数据存储采用过去地震数据存储采用0.5in0.5in宽九轨磁带，最高宽九轨磁带，最高纪录密度也只有纪录密度也只有6250bPi6250bPi，后来很快就推出了盒式，后来很快就推出了盒式磁带。随着工艺和材料的发展目前也推出了在地磁带。随着工艺和材料的发展目前也推出了在地震勘探中实用的光盘或硬盘存储介质，如系统一震勘探中实用的光盘或硬盘存储介质，如系统一IVIV和和408UL408UL就可选择磁带或硬盘两种存储介质。地

10、震就可选择磁带或硬盘两种存储介质。地震勘探仪器一直在跟踪应用国际最先进的存储技术，勘探仪器一直在跟踪应用国际最先进的存储技术，目前已有仪器采用高速硬盘记录，这就使得单位时目前已有仪器采用高速硬盘记录，这就使得单位时间内地震数据的存取速度和总量比过去增长了几十间内地震数据的存取速度和总量比过去增长了几十倍甚至几百倍。数字存储技术的进步为高采样率、倍甚至几百倍。数字存储技术的进步为高采样率、超多道施工，在记录数据时提供了有力保证。超多道施工，在记录数据时提供了有力保证。性能指标性能指标SN388408UL采样间隔（采样间隔（ms）4,3,2,1,0.54,2,1,0.5,0.25共模抑制比（共模抑

11、制比（dB）90110瞬时动态范围（瞬时动态范围（dB）120130单箱体最多道数单箱体最多道数1200道道/4ms150道道/0.5ms21600道道/4ms2700道道/0.5ms采集站体积采集站体积(mm)21721721712212230030075758585采集站重量采集站重量3.75kg0.415kg电源功耗电源功耗330mW140mWl纵观地震勘探仪器的发展历史可见，地震勘探技纵观地震勘探仪器的发展历史可见，地震勘探技术、电子技术、计算机技术、通讯技术、数字信术、电子技术、计算机技术、通讯技术、数字信号处理技术、数据传输技术的迅猛发展以及新工号处理技术、数据传输技术的迅猛发展以

12、及新工艺、新材料等的不断涌现是地震勘探仪器发展与艺、新材料等的不断涌现是地震勘探仪器发展与更新换代的基础，勘探市场和用户的需求是地震更新换代的基础，勘探市场和用户的需求是地震勘探仪器发展的经济动力。勘探仪器发展的经济动力。l未来地震勘探仪器技术的发展离不开电子工程和未来地震勘探仪器技术的发展离不开电子工程和计算机软、硬件等技术的发展，也离不开新工艺、计算机软、硬件等技术的发展，也离不开新工艺、新材料技术的支持，更离本开地球物理勘探技术新材料技术的支持，更离本开地球物理勘探技术的发展和用户的需要。这就是未来地震勘探仪器的发展和用户的需要。这就是未来地震勘探仪器技术发展的总体走向。技术发展的总体走向。