一种槽波地震数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种槽波地震数据采集系统，属于地震勘探技术领域，包括：防爆计算机和爆炸机，防爆计算机连接有地震仪主机，地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站，电缆上接有检波器，爆炸机连接有触发记录仪，触发记录仪布置在炮点所在的巷道内；防爆计算机对地震仪主机上传的数据滤除干扰数据后进行存储。本方案在对各数据采集站上传的数据进行存储时，过滤掉较低可能性是放炮事件的数据，以降低所需要存储的数据量，减轻后续数据处理的工作量，有利于提高系统的稳定性。

A channel wave seismic data acquisition system

【技术实现步骤摘要】
一种槽波地震数据采集系统
本技术涉及地震勘探
，特别涉及一种槽波地震数据采集系统。
技术介绍
槽波地震勘探是利用煤层中激发和传播的导波来探查煤层岩性变化，以及煤层中异常构造的一种地球物理方法。由于槽波地震勘探的准确率较高，探测距离较大，它在煤矿开采中的应用越来越广泛。槽波地震勘探常用的方法是透射法，透射法施工时，激发点(炮点)布置在工作面的一个巷道内，数据采集站布置在工作面的另一个巷道和切口内，接收来自炮点激发的地震透射波信息。目前有缆式的槽波地震仪基本都是采用触发线进行采集触发，通过触发脉冲单元感应炮线中的点火电流产生脉冲信号，触发脉冲单元与地震仪主机之间通过触发线进行脉冲信号传递，当地震仪主机接收到脉冲信号后即开始数据采集。当工作面较长时，炮点和地震仪主机之间离得很远，所需要的触发线也会很长，较长的触发线由于阻抗问题可能无法将脉冲信号传递给地震仪主机。在矿井下实际工作时，使用触发线不仅不方便，而且触发线容易破损影响施工效率。如果不使用触发线，地震仪无法得知放炮时间，须持续进行数据采集并实时存储数据，其中大部分数据都是未放炮时间段的无用数据。由于有缆式地震仪的数据一般是汇总到上位机中进行存储的，采集站中不保存数据，如果将所有持续采集的数据都存储下来，所需的存储空间非常大，对上位机的数据存储及后期的数据预处理都会造成很大困难。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述
技术介绍
部分存在的问题，以有效的对地震数据进行采集。为实现以上目的，本技术采用一种槽波地震数据采集系统，包括：防爆计算机和爆炸机，防爆计算机连接有地震仪主机，地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站，电缆上接有检波器，爆炸机连接有触发记录仪，触发记录仪布置在炮点所在的巷道内；所述地震仪主机包括数据采集通道、FPGA芯片、CPU芯片、第一以太网芯片、通信模块、第一恒温晶振和第一GPS模块；数据采集通道经SPI总线与FPGA芯片连接，FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块，FPGA芯片的经DMA通道与CPU芯片连接，CPU芯片连接所述第一以太网芯片，第一恒温晶振和第一GPS模块分别与FPGA芯片连接，通信模块与数据采集站连接。进一步地，所述触发记录仪包括主控芯片、存储模块、触发接口、第二恒温晶振、第二GPS模块和第二以太网芯片；第二恒温晶振、第二GPS模块、第二以太网芯片和存储模块分别与主控芯片连接，所述爆炸机经炮线与触发接口连接，触发接口与主控芯片连接。进一步地，所述数据采集通道包括多个ADC通道，所述多个ADC通道均经SPI总线与所述FPGA芯片连接。进一步地，所述通信模块包括第一PHY芯片和第二PHY芯片，第一PHY芯片和第二PHY芯片分别与所述地震仪主机两端的数据采集站连接。进一步地，所述触发接口采用电流型互感器。与现有技术相比，本技术存在以下技术效果：本技术在井下无法布设触控线的情况下完成采集工作，同时可以保留有缆地震仪能够进行实时监控数据质量的优点。附图说明下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述：图1是一种槽波地震数据采集系统的结构示意图；图2是地震仪主机的结构示意图；图3是触发记录仪的结构示意图。图4是地震仪主机和触发记录仪的GPS模块电路结构图。图5是采集通道电路结构图。具体实施方式为了更进一步说明本技术的特征，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本技术的保护范围加以限制。如图1所示，本实施例公开了一种槽波地震数据采集系统，包括：防爆计算机1和爆炸机，防爆计算机1连接有地震仪主机2，地震仪主机2两端通过电缆串联有多个数据采集站3，电缆4上接有检波器5，爆炸机连接有触发记录仪6，触发记录仪6布置在炮点所在的巷道内；所述地震仪主机2包括数据采集通道23、FPGA芯片21、CPU芯片22、第一以太网芯片28、通信模块、第一恒温晶振27和第一GPS模块26；数据采集通道23经SPI总线与FPGA芯片连接，FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块，FPGA芯片的经DMA通道与CPU芯片22连接，CPU芯片22通过RGMII接口连接所述第一以太网芯片28，第一恒温晶振27和第一GPS模块26分别与FPGA芯片21连接，通信模块与数据采集站3连接。其中，FPGA芯片中运行有逻辑程序，负责数据打包、缓存等工作，CPU芯片运行有linux操作系统及主机程序，主机程序负责与防爆计算机上运行的采集控制程序进行交互，其中linux操作系统中还嵌入了FPGA驱动程序、以太网驱动程序，主机程序依靠操作系统及驱动的支持，实现与FPGA的通信及与采集控制程序的通信。相对于现有的地震仪主机，通过集成恒温晶振，提高了时钟精度，使得在长时间采集过程中数据时间误差保持在允许范围内。通过增加GPS模块使主机可以获取准确时间，使用持续采集、选择存储的工作方式，将所有数据加上时间戳信息，在后期将采集数据与触发时刻对齐，实现在无触发线的情况下完成采集和存储工作。需要说明的是，地震仪主机2与触发记录仪6通过接收GPS模块的信号进行时间同步，通过恒温晶振保持一定时间段内的时间精度，各数据采集站3与地震仪主机2之间通过传输电缆4进行数据采集同步。触发记录仪6通过触发接口接收触发信号，并将触发时刻保存到数据存储卡中的日志文件中。如图2所示，采集通道包括4路ADC通过SPI总线与所述FPGA芯片21连接，CPU芯片22与FPGA芯片21之间通过DMA通道进行数据传输，第一以太网芯片28与防爆机连接进行网络通信，FPGA芯片21控制4路ADC同时进行采集，将采集的数据打包为数据帧，写入时间戳信息并存入内部FIFO，然后通过DMA通道拷贝到系统RAM，由运行于linux系统中的主控程序将数据通过第一以太网芯片28发送给防爆计算机1以供防爆计算机1对数据进行存储。具体地，通信模块包括第一PHY芯片24和第二PHY芯片25，第一PHY芯片24和第二PHY芯片25分别与所述地震仪主机2两端的数据采集站3连接通信，负责将控制命令发送给各数据采集站3，接收各个采集站逐级上传的数据帧，使用同样的方式依靠FPGA芯片21、CPU芯片22和第一以太网芯片28，将采集的数据上传至防爆计算机1。地震仪主机和采集站都具有采集功能、传输功能，第一PHY芯片和第二PHY芯片用于和地震仪主机两边的采集站通信，采集站采集的数据通过PHY芯片发送给地震仪主机。需要说明的是，第一恒温晶振27精度达到5ppb、工作温度-40至85度的晶振，以满足地震仪主机2续航时长内误差小于0.5ms的要求，本方案采用恒温晶振作为时钟来源，产生低漂移的时钟信号经过分频器后作为系统时钟。需要说明的是，第一GPS模块26输出的秒脉冲作为时间对齐的信号，在地震仪主机2中，FPGA芯片21通过USART接口接收第一GPS模块26输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种槽波地震数据采集系统，其特征在于，包括：防爆计算机和爆炸机，防爆计算机连接有地震仪主机，地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站，电缆上接有检波器，爆炸机连接有触发记录仪，触发记录仪布置在炮点所在的巷道内；/n所述地震仪主机包括数据采集通道、FPGA芯片、CPU芯片、第一以太网芯片、通信模块、第一恒温晶振和第一GPS模块；数据采集通道经SPI总线与FPGA芯片连接，FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块，FPGA芯片的经DMA通道与CPU芯片连接，CPU芯片连接所述第一以太网芯片，第一恒温晶振和第一GPS模块分别与FPGA芯片连接，通信模块与数据采集站连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种槽波地震数据采集系统，其特征在于，包括：防爆计算机和爆炸机，防爆计算机连接有地震仪主机，地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站，电缆上接有检波器，爆炸机连接有触发记录仪，触发记录仪布置在炮点所在的巷道内；
所述地震仪主机包括数据采集通道、FPGA芯片、CPU芯片、第一以太网芯片、通信模块、第一恒温晶振和第一GPS模块；数据采集通道经SPI总线与FPGA芯片连接，FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块，FPGA芯片的经DMA通道与CPU芯片连接，CPU芯片连接所述第一以太网芯片，第一恒温晶振和第一GPS模块分别与FPGA芯片连接，通信模块与数据采集站连接。


2.如权利要求1所述的槽波地震数据采集系统，其特征在于，所述触发记录仪包括主控芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡鑫，杨阳，俞小露，陈静，
申请(专利权)人：合肥国为电子有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34