本申请公开了一种具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪，包括：振动传感器、数据采集器、数据记录格式模块、GPS授时模块和控制器。本申请能够获取岩石变形微破裂所伴随的振动与电磁信号，具有小型化便携，易于隐蔽安装，无需值守，便捷数据收集等等特点，适合直接安装在构造活动区带进行近场高密度观测。本申请采样通道增加为八通道并行，为多参量，宽动态与提高定位精度奠定了基础；增加数据缓存区改善了数据传输性能，保证了在多任务并发情况下的数据完整性；增加信号带宽为高频电磁传感器的接入留下了空间；功率下降到1.5W，可以延长电池供电条件下的工作时间，提高系统的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及构造活动监测领域，具体地说，是涉及一种具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪。
技术介绍
现代构造运动(modern tectonic movement)是新构造运动的一部分，特指人类历史时期所发生的或正在发生的地壳运动。它对人类的生活有直接的影响。除用地貌研究法等以外，还可以用各种方法和仪器进行观测，研究现代构造运动的相关性质。地壳处于不断的运动之中，运动以各种形式的构造活动表现出来，地震(Earthquake)仅仅是其中的一种表现形式，地震预报应当建立在全面的构造活动观测之上。近年来，地震前兆观测技术得到很大改进，实现了数字化、自动化、高精度与宽频带记录。但是，目前我们国家现有的测震台站，采样时间间隔较长、台站间距较大，相对于我国广袤的疆土，这些台站远远不能满足对前兆监测的要求。面对台站数量少、类型不全、成本高、覆盖密度低等现状，如何对构造活动进行多参数、高密度的高频监测是长期以来有待解决的问题。不同破裂尺度的构造活动，产生的信号属于不同的频率范围。观测表明，天然大地震(Earthquake)的破裂尺度为几百米到上百千米，所产生的信号主频约几赫兹；微地震(MicroEarthquake)的破裂尺度为几米到几百米，所产生的信号主频约为几十赫兹到几百赫兹；地声(GeoPhone)的破裂尺度为几毫米到若干米，所产生的信号频率在几千赫兹范围；声发射信号(Acoustic Emiss1n)目前多由实验室观测记录，其破裂尺度在毫米级，所产生的信号频率可达到几万赫兹。天然大地震来自于地壳岩石的大规模破裂。所有的大规模破裂都是从小尺度破裂开始，逐步扩展连接而形成的。因此，对地壳内部的高频信号的观测是有必要且有意义的。通过对高频信号的观测，可能发现中强震甚至大地震前地壳运动所产生的微小破裂信号的频率异常，从高频信号活动领域展开地震前兆的分析与研究。目前在小型、超高频率的观测构造活动信号这一领域还有所缺失，不能满足对构造活动的在时间和空间上的全面监测。对于一些频率较高的信号一一如地声，或者是频率成分丰富的信号一一如电磁信号；需要用分辨率高的高速采样仪器才能满足观测要求，否则会导致高频成分信号的缺失以及采集信号的失真等问题，致使对观测数据的分析和研究出现偏差甚至误判。目前的观测台站，从时间分辨率上来说，采样频率较低，对于构造活动高频信息的观测采集有所缺失；从空间分辨率上来说，现有的单个台站占地面积一般达到几百平方米，人口聚居区不利于大密度布设，但是受到台站需要有人值守的限制，在非人口聚居区的条件恶劣地区实现大密度布设也有困难。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪，其特征在于，包括:振动传感器、数据采集器、数据记录格式模块、GPS授时模块和控制器；其中，所述振动传感器，分别与数据采集器、控制器与数据记录格式模块相连接，用于感知并采集构造活动所产生的超高频信号，并将该超高频信号数字化后传输给所述控制器与数据记录格式模块；所述数据采集器，为8通道的数据采集器，分别与所述振动传感器、所述数据记录格式模块、GPS授时模块和控制器相连接，用于根据所述控制器的指示信号，接收所述振动传感器发送的所述模拟信号与GPS授时模块发送的授时脉冲信号，并对该信号进行模数转换，将产生的数字信号发送给所述数据记录格式模块；所述数据记录格式模块，分别与所述数据采集器和GPS授时模块相耦接，用于对所述数据采集器发送的数字信号及GPS授时模块所发送的数字时钟信号进行记录，该数据记录格式模块中对采集的数字信号分为原始数据文件、与对原始数据的索引压缩文件和GPS授时文件；所述GPS授时模块，分别与数据采集器、控制器和数据记录格式模块相连接，用于根据所述控制器的指示信号，接收来自GPS卫星的数字时钟数据与授时脉冲信号，脉冲信号经数字化处理后与时钟数据按照数据记录格式模块的规则存储于各数据文件之中；所述控制器，分别与所述振动传感器、数据采集器和GPS授时模块相连接，用于发送相应的指示给所述振动传感器、数据采集器和GPS授时模块，收集并存储所述振动传感器、数据采集器和GPS授时模块发送的信息，接受指令，按照设计模式进行操作。优选地，还包括:220V的交流变换器或直流变换器，分别与所述振动传感器、数据采集器、数据记录格式模块、GPS授时模块和控制器相耦接，用于提供电流。优选地，所述数据记录格式模块，通过控制器所提供的WiF1、蓝牙、USB, RJ45或SATA接口与外部设备进行数据交换与传输。优选地，所述振动传感器，进一步为三分向与单分向的振动传感器。优选地，所述振动传感器的形状为方筒形或圆筒形。与现有技术相比，本专利技术所述的具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪，达到了如下效果:(I)本申请能够获取岩石变形微破裂所伴随的振动与电磁信号，具有小型化便携，易于隐蔽安装，无需值守，便捷数据收集等等特点，适合直接安装在构造活动区带进行近场高密度观测。(2)本申请采样通道增加为八通道并行，为多参量，宽动态与提高定位精度奠定了基础；增加数据缓存区改善了数据传输性能，保证了在多任务并发情况下的数据完整性；增加信号带宽为高频电磁传感器的接入留下了空间；功率下降到1.5W，可以延长电池供电条件下的工作时间，提高系统的可靠性。(3)本申请增加了多种接口，为快速数据本地下载，远程上传提供硬件接口。(4)多种的振动传感器形状可以适应不同需求，地震基座或者钻孔。(5)统一规范的数据结构、标准的文件名生成规则，辅以同步数据索引有利于实时数据传输，远程分析及后续数据处理；采样通道、采样频率及文件长度可选适应于不同的使用方案，不同的传感器；采样频率在ΙΟΚΗζ。(6)GPS授时脉冲记录保证了授时精度及各个采集器之间的采样同步性不低于ImS0【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为实施例1具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪结构图；图2为实施例2具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪结构图。【具体实施方式】如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本专利技术的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明，但不作为对本专利技术的限定。实施例1:结合图1，本申请提供了一种具有新型数据记本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有新型数据记录格式的高频构造活动检测仪，其特征在于，包括：振动传感器、数据采集器、数据记录格式模块、GPS授时模块和控制器；其中，所述振动传感器，分别与数据采集器、控制器与数据记录格式模块相连接，用于感知并采集构造活动所产生的超高频信号，并将该超高频信号数字化后传输给所述控制器与数据记录格式模块；所述数据采集器，为8通道的数据采集器，分别与所述振动传感器、所述数据记录格式模块、GPS授时模块和控制器相连接，用于根据所述控制器的指示信号，接收所述振动传感器发送的所述模拟信号与GPS授时模块发送的授时脉冲信号，并对该信号进行模数转换，将产生的数字信号发送给所述数据记录格式模块；所述数据记录格式模块，分别与所述数据采集器和GPS授时模块相耦接，用于对所述数据采集器发送的数字信号及GPS授时模块所发送的数字时钟信号进行记录，该数据记录格式模块中对采集的数字信号分为原始数据文件、与对原始数据的索引压缩文件和GPS授时文件；所述GPS授时模块，分别与数据采集器、控制器和数据记录格式模块相连接，用于根据所述控制器的指示信号，接收来自GPS卫星的数字时钟数据与授时脉冲信号，脉冲信号经数字化处理后与时钟数据按照数据记录格式模块的规则存储于各数据文件之中；所述控制器，分别与所述振动传感器、数据采集器和GPS授时模块相连接，用于发送相应的指示给所述振动传感器、数据采集器和GPS授时模块，收集并存储所述振动传感器、数据采集器和GPS授时模块发送的信息，接受指令，按照设计模式进行操作。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汲云涛，刘力强，杨晓松，刘培洵，
申请(专利权)人：中国地震局地质研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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