地球物理数据获取系统技术方案

一种地球物理数据获取系统包括至少一个地球物理传感器。所述至少一个地球物理传感器具有与其相关联的信号发生器，其被配置成生成对应于所述至少一个地球物理传感器的类型的信号。该系统包括具有多个输入通道的至少一个信号获取单元。所述至少一个地球物理传感器与所述多个输入通道之一进行信号通信。所述多个输入通道各自包括用于接收和标识由信号发生器生成的信号的检测器。所述至少一个信号获取单元包括响应于由检测到的信号标识的传感器类型而自动可配置的放大、滤波和数字化电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种地球物理数据获取系统包括至少一个地球物理传感器。所述至少一个地球物理传感器具有与其相关联的信号发生器，其被配置成生成对应于所述至少一个地球物理传感器的类型的信号。该系统包括具有多个输入通道的至少一个信号获取单元。所述至少一个地球物理传感器与所述多个输入通道之一进行信号通信。所述多个输入通道各自包括用于接收和标识由信号发生器生成的信号的检测器。所述至少一个信号获取单元包括响应于由检测到的信号标识的传感器类型而自动可配置的放大、滤波和数字化电路。【专利说明】地球物理数据获取系统
本专利技术一般地涉及地球物理数据获取的领域。更具体地，本专利技术涉及可以使用具 有多个不同类型的地球物理传感器的单个类型的获取和信号处理设备的地球物理数据获 取系统。
技术介绍
授予Loehken等人的美国专利No. 8, 026, 723描述了一种海洋电磁和地震感测线 缆系统。所描述的系统包括沿着感测线缆布置的一个或多个获取单元。（多个)单元包括连 接到各种类型的地球物理传感器(例如磁力计、磁场振幅传感器、地震粒子运动传感器、地 震压力或压力梯度传感器以及电场传感器）的许多分离的信号输入端。每个信号输入端可 以具有特定于耦合到其上的传感器类型的电路。电路的输出可以多路复用于模数转换器。 可以将数字化信号测量引导至记录单元和/或数据存储设备。所公开的系统要求要耦合到 信号输入端的特定类型的地球物理传感器具有针对这样的传感器所需的电路。因此，可以 使用的传感器类型及其电学和机械配置可能是有限的。
技术实现思路
存在对更加灵活的获取系统的需要，其可以与多个不同的传感器一起使用而同时 简化和标准化用于处理来自各种地球物理传感器的信号的电路。 本专利技术的一个方面是地球物理数据获取系统。根据本专利技术的该方面的地球物理数 据获取系统包括至少一个地球物理传感器。所述至少一个地球物理传感器具有与其相关联 的信号发生器，其被配置成生成对应于所述至少一个地球物理传感器的类型的信号。该系 统包括具有多个输入通道的至少一个信号获取单元。所述至少一个地球物理传感器与所述 多个输入通道之一进行信号通信。所述多个信号通道各自包括用于接收和标识由信号发生 器生成的信号的检测器。所述至少一个信号获取单元包括响应于由检测的信号所标识的传 感器类型而自动可配置的放大、滤波和数字化电路。 本专利技术的其它方面和优点将从以下描述和权利要求中显而易见。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据本专利技术的地球物理获取系统的示意性视图，其包括多个数据获取单 J Li 〇 图2更加详细地示出来自图1的数据获取单元。 图3示出包括编码元件的一种类型的传感器的示例。 图4示出包括不同类型的编码元件的另一示例传感器。 图5示出用于时钟振荡器的温控晶体的示例。 图6示出示例数字低通滤波器。 图7示出形成图2中所示的数据获取单元的部分的示例信号发生器。 图8示出控制数模转换器和随后的放大器电路以控制传感器单元中的噪声补偿 反馈的处理器的示例。这里，作为示例示出磁性传感器。可以对电场或地震传感器做出类 似的配置。 图9示出其中传感器为数字传感器的示例。接近传感器完成数字化，并且在一些 示例中可以执行处理和数据存储以及对无线或线缆遥测的网络适配和GPS同步。数字传感 器可以通过线缆或无线来与数据记录系统连接或者在一些实例中直接连接到网络。 【具体实施方式】 在图1中以平面视图示意性地示出示例地球物理数据获取系统。该示例地球物理 数据获取系统可以包括数据记录系统20,其具有用于在所选时间处操作诸如振动器之类的 地震能量源26的组件(未分离地示出）。记录系统20还可以包括用以控制一个或多个电磁 场发射器的操作的组件(未分离地示出），所述电磁场发射器例如是包括与地面或用于海洋 地球物理勘测的水体电接触的间隔开的电极22A、22B的电场发射器22。此外或可替换地， 记录系统20可以控制磁场发射器24的操作，诸如布置成接近地表或者在用于海洋操作的 水体中或其底部的线圈。可以通过使电流通过一个或多个类型的上述电磁发射器而将电磁 场传到地下的地球形成中。例如,跨电极22A、22B传递电流将感应出电场。如果电流是时 变的，则时变电磁场将被传到地下。跨电极22A、22B的电流可以按一个或多个离散频率在 振幅中变化(例如，以正弦波的形式）以用于频域电磁勘测，或者电流可以包括一个或多个 电流转换事件以在地下感应出瞬时电磁场以用于时域电磁勘测。转换事件的非限制性示例 包括接通电流、关断电流、使电流极性反向和以诸如伪随机二进制序列（PRBS)之类的编码 序列转换电流。 记录系统20可以包括无线电通信装置(未分离地示出）以用于将命令信号发射到 布置在接近地表或在水体中的所选位置处的一个或多个信号获取单元10以及从其接收数 据信号。可以使用诸如在授予Crice等人并且通过引用并入于此的美国专利No. 7, 773, 457 中公开的那个之类的系统来执行无线电通信。可以提供无线电收发器天线A以用于记录 单元20上的这样的通信。记录单元20可以具有其同步到绝对时间参考(例如全球定位系 统（GPS)卫星信号）的操作。记录系统20为此目的可以包括全球定位系统信号接收器天 线GPS。无线电通信还可以包括各种形式的无线数据传输协议，诸如IEEE 802. 11、IEEE 802. 15协议中的任一个或蓝牙。 可以在要勘测的地球地下的区域之上的所选位置处部署多个信号获取单元10。每 个信号获取单元10可以包括无线电通信天线A和全球定位系统信号接收器天线GPS以用 于与记录系统20通信和用于检测来自全球定位系统信号的绝对时间参考信号。每个信号 获取单元10可以具有耦合到每个信号获取单元10的输入通道的各种类型和数量的地球物 理传感器，如将参照图2更加详细地解释的。例如，地震粒子运动传感器12(要么是单个组 件要么是多组件）可以与地表接触、悬于水体中或部署在水底部以检测自然发生的地震信 号或响应于地震能量源26的操作所产生的信号中的任一个或二者。地震粒子运动传感器 12可以检测自然发生的或响应于地震能量源26的致动所产生的地震能量。可以使用的其 它类型的传感器可以包括磁力计14、磁场振幅传感器16 (以线环或线圈、磁通门传感器等 等的形式）以及诸如间隔开的电极18A、18B (以电流电极、电容性电极等等的形式）之类的 与地面或者水体或其底部接触以用于海洋勘测操作的电场传感器18。本文所描述的地球物 理传感器的类型和配置仅仅是示例并且不旨在限制本专利技术的范围。 在图2中示出示例信号获取单元10的功能框图。信号获取单元10的组件可以布 置在不受气候影响（weather proof)或耐压的外壳11内部。外壳11可以包括多个不受气 候影响和/或不受压力影响的输入连接器A1直到A6。输入连接器引导来自相应地球物理 传感器（以下参照图3和4解释）的信号输入，电缆从所述地球物理传感器可以耦合到输入 连接器A1-A6之一。每个连接器A1-A6中的电端子可以耦合到低噪声、可编程增益放大器 30的输入端。每个可编程增益放大器30的增益可以通过将适当的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地球物理数据获取系统，包括：至少一个地球物理传感器，所述至少一个地球物理传感器具有与其相关联的信号发生器，其被配置成生成对应于所述至少一个地球物理传感器的类型的信号；以及具有多个输入通道的至少一个信号获取单元，所述至少一个地球物理传感器与所述多个输入通道之一进行信号通信，所述多个输入通道各自包括用于接收和标识由信号发生器生成的信号的检测器，所述至少一个信号获取单元包括响应于由检测到的信号所标识的传感器类型而自动可配置的放大、滤波和数字化电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·蒋，AA阿齐斯，刘莹，KM斯特拉克，
申请(专利权)人：KJT企业有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US