本公開涉及傳感器測試
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種智能化的地震傳感器測試系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：在地震勘探領(lǐng)域，隨著三維勘探的普及，勘探精度要求越來越高，對地震檢波器的采集精度要求也隨之提高。傳感器是地震檢波器的核心，對地震檢波器的精度、靈敏度等性能參數(shù)起決定性作用。目前，國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的地震傳感器對外界激發(fā)的響應(yīng)效果還不夠穩(wěn)定，所以在使用前需要進行測試。地震傳感器測試是一個精細的過程，為了得到精確且全面的測試結(jié)果，測試參數(shù)的設(shè)定要考慮實際應(yīng)用時的各類環(huán)境條件，測試數(shù)據(jù)的采樣樣點要足夠多以確保外界環(huán)境的干擾降到最小。當(dāng)前地震傳感器的測試過程是設(shè)定好某一組參數(shù)后開始采集數(shù)據(jù)，采集到的樣點滿足測試需求后存儲數(shù)據(jù)并設(shè)定下一組參數(shù)，設(shè)定參數(shù)與存儲數(shù)據(jù)都需要手動操作軟件，自動化程度低。此外，由于測試條件對外界環(huán)境要求比較高，人正常的自然活動都可能產(chǎn)生噪聲影響測試結(jié)果。因此在設(shè)定完各組參數(shù)開始采集數(shù)據(jù)時，測試員只能靜坐在計算機前等待。若以產(chǎn)品化的目標(biāo)進行大規(guī)模生產(chǎn)，將帶來很大的人工資源浪費。技術(shù)實現(xiàn)要素：本公開的目的是提供一種地震傳感器測試系統(tǒng)及方法，其能夠?qū)Φ卣饌鞲衅鳒y試過程進行智能化控制，自動設(shè)置測試條件以及自動存儲和處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地震傳感器測試的實時無人測試。本公開的一方面提供一種地震傳感器測試系統(tǒng)，包括：激發(fā)模塊，用于響應(yīng)控制指令，向待測試地震傳感器發(fā)出激發(fā)信號；采集模塊，用于響應(yīng)所述控制指令，采集并傳輸待測試地震傳感器的感測信號；顯示模塊，用于響應(yīng)所述控制指令，接收并顯示所述感測信號；條件設(shè)定模塊，用于響應(yīng)所述控制指令，根據(jù)測試需求設(shè)定測試條件；數(shù)據(jù)存儲和處理模塊，用于響應(yīng)所述控制指令，存儲和處理所述感測信號；以及控制模塊，用于發(fā)出所述控制指令，指示所述條件設(shè)定模塊設(shè)定測試條件、所述激發(fā)信號發(fā)出激發(fā)信號、所述采集模塊采集并傳輸感測信號、所述顯示模塊接收并顯示所述感測信號以及所述數(shù)據(jù)存儲和處理模塊存儲和處理所述感測信號。優(yōu)選地，所述測試條件包括所述激發(fā)信號的頻率和幅度、所述采集模塊的采樣頻率、所述數(shù)據(jù)存儲和處理模塊的數(shù)據(jù)存儲格式的至少其中之一。優(yōu)選地，所述測試條件包括所述待測試地震傳感器的測試參數(shù)以及所述測試參數(shù)的數(shù)值、測試順序和測試時間。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)存儲和處理模塊根據(jù)所述測試條件分類存儲所述感測信號。優(yōu)選地，所述控制模塊包括腳本程序。本公開的另一方面提供一種地震傳感器測試方法，包括以下步驟：步驟1：發(fā)出控制指令，以便基于所述控制指令依次設(shè)定測試條件、發(fā)出激發(fā)信號、采集并傳輸待測試傳感器的感測信號、接收并顯示所述感測信號以及存儲和處理所述感測信號；步驟2：響應(yīng)所述控制指令，根據(jù)測試需求設(shè)定測試條件；步驟3：響應(yīng)所述控制指令，向待測試地震傳感器發(fā)出激發(fā)信號；步驟4：響應(yīng)所述控制指令，采集待測試地震傳感器的感測信號，并傳輸所述感測信號；步驟5：響應(yīng)所述控制指令，接收并顯示所述感測信號；以及步驟6：響應(yīng)所述控制指令，存儲和處理所述感測信號。優(yōu)選地，所述測試條件包括所述激發(fā)信號的頻率和幅度、所述感測信號的采樣頻率、所述感測信號的數(shù)據(jù)存儲格式的至少其中之一。優(yōu)選地，所述測試條件包括所述待測試地震傳感器的測試參數(shù)以及所述測試參數(shù)的數(shù)值、測試順序和測試時間。優(yōu)選地，根據(jù)所述測試條件分類存儲所述感測信號。優(yōu)選地，通過腳本程序發(fā)出所述控制指令。本公開的有益效果在于能夠?qū)Φ卣饌鞲衅鳒y試過程進行智能化控制，自動設(shè)置測試條件以及自動存儲和處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了地震傳感器的長時間連續(xù)的實時無人測試。既解決了人為自然活動帶來的噪聲干擾問題，也為日后面向產(chǎn)品化的大規(guī)模生產(chǎn)打下了節(jié)約人工資源的基礎(chǔ)。附圖說明通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施例進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施例中，相同的參考標(biāo)號通常代表相同部件。圖1示出了根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試系統(tǒng)的示意圖；圖2示出了根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試方法的流程圖；圖3顯示在第一示例中根據(jù)標(biāo)準傳感器數(shù)據(jù)得到的高斯分布曲線圖；以及圖4顯示在第一示例中，根據(jù)待測傳感器數(shù)據(jù)得到的高斯分布曲線圖。具體實施方式下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優(yōu)選實施例。雖然附圖中顯示了本公開的優(yōu)選實施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本公開更加透徹和完整， 并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖1示出了根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試系統(tǒng)的示意圖，根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試系統(tǒng)包括：激發(fā)模塊1，用于響應(yīng)控制指令，向待測試地震傳感器7發(fā)出激發(fā)信號；采集模塊2，用于響應(yīng)控制指令，采集并傳輸待測試地震傳感器的感測信號；顯示模塊3，用于響應(yīng)控制指令，接收并顯示感測信號；條件設(shè)定模塊4，用于響應(yīng)控制指令，根據(jù)測試需求設(shè)定測試條件；數(shù)據(jù)存儲和處理模塊5，用于響應(yīng)控制指令，存儲和處理感測信號；以及控制模塊6，用于發(fā)出控制指令，指示條件設(shè)定模塊設(shè)定測試條件、激發(fā)信號發(fā)出激發(fā)信號、采集模塊采集并傳輸感測信號、顯示模塊接收并顯示感測信號以及數(shù)據(jù)存儲和處理模塊存儲和處理所述感測信號。作為優(yōu)選方案，激發(fā)模塊例如是震源，通過條件設(shè)定模塊可以設(shè)定震源發(fā)出的激發(fā)信號的頻率和幅度，使得震源發(fā)出具有指定頻率和振幅的震動信號。采集模塊是連接待測試地震傳感器與顯示模塊的樞紐，可包括數(shù)據(jù)采集卡，用于采集待測試地震傳感器的感測信號，并傳輸該感測信號。通過條件設(shè)定模塊可以設(shè)定采集模塊的采樣頻率。采集模塊還可以包括濾波器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，用于對感測信號進行濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換操作。顯示模塊可以包括監(jiān)視器及相應(yīng)的監(jiān)視軟件，顯示模塊能夠?qū)崟r接收并顯示采集模塊傳輸?shù)母袦y信號，包括信號的波形、頻率、幅度等。此外，可通過監(jiān)視軟件選擇感測信號的顯示形式，例如可通過數(shù)字或圖形界面的形式進行顯示。數(shù)據(jù)存儲和處理模塊可以是計算機等，其能夠以特定的數(shù)據(jù)存儲格式存儲顯示模塊接收的感測信號，也能夠存儲條件設(shè)定模塊設(shè)定的測試條件。數(shù)據(jù)存儲和處理模塊還可以對感測信號進行處理，例如計算感測信號的信噪比。此外，在不同的測試條件下，地震傳感器的響應(yīng)狀態(tài)有很大差異，因此數(shù)據(jù)存儲和處理模塊可以對測試條件進行分類，并分類存儲不同測試條件下接收 到的感測信號，以便于后續(xù)的查閱和利用。條件設(shè)定模塊用于根據(jù)測試需求設(shè)定測試條件，測試條件例如包括：激發(fā)模塊發(fā)出的激發(fā)信號的頻率和/或幅度、采集模塊的采樣頻率、數(shù)據(jù)存儲和處理模塊的數(shù)據(jù)存儲格式、待測試地震傳感器的測試參數(shù)以及各個參數(shù)的數(shù)值、測試順序及測試時間，等等。測試條件還包括地震傳感器測試系統(tǒng)進行優(yōu)化操作的其他工作條件?？刂颇K，用于發(fā)出控制指令，在控制指令的指示下，條件設(shè)定模塊、激發(fā)信號、采集模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲和處理模塊依次自動執(zhí)行各自的操作，從而可以代替當(dāng)前必須由測試人員手工執(zhí)行的鼠標(biāo)和鍵盤動作，實現(xiàn)測試過程的完全自動化。具體來說，控制模塊通過控制指令指示其他各個模塊依次執(zhí)行以下操作：條件設(shè)定模塊設(shè)定上述測試條件，例如測試參數(shù)、測試時間、采樣頻率等；激發(fā)模塊發(fā)出激發(fā)信號；采集模塊采集并傳輸感測信號；顯示模塊接收并顯示感測信號；數(shù)據(jù)存儲和處理模塊按照預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲格式存儲感測信號及處理感測信號，例如可按照待測傳感器編號及測試條件分類存儲測試結(jié)果。作為優(yōu)選方案，控制模塊包括腳本程序。通過腳本程序的控制指令，結(jié)合現(xiàn)有的地震傳感器測試軟件，可以指示各個模塊依次執(zhí)行各自的操作，代替當(dāng)前必須由測試人員手工執(zhí)行的鼠標(biāo)和鍵盤動作，從而可以實現(xiàn)測試過程的完全自動化。圖2示出了根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試方法的流程圖，根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試方法包括以下步驟：步驟1：發(fā)出控制指令發(fā)出控制指令，控制指令中包含以下指令：設(shè)定測試條件、發(fā)出激發(fā)信號、采集并傳輸待測試傳感器的感測信號、接收并顯示所述感測信號、存儲和處理所述感測信號。從而可以基于控制指令依次執(zhí)行這些操作。在實際應(yīng)用中，常常通過安裝于計算機上的監(jiān)視軟件(例如geophonems) 來設(shè)定測試條件、接收和顯示感測信號、存儲和處理感測信號。在這種情況下，控制指令細化監(jiān)視軟件的操作，指示監(jiān)視軟件依次地設(shè)定測試條件、接收和顯示感測信號、存儲和處理感測信號。例如，控制指令將設(shè)定測試條件的操作細化為：點擊監(jiān)視軟件的參數(shù)輸入窗口、輸入測試參數(shù)，控制指令將存儲感測信號的操作細化為：點擊監(jiān)視軟件的菜單文件、點擊保存、選擇存儲位置、點擊確認保存。步驟2：響應(yīng)控制指令，根據(jù)測試需求設(shè)定測試條件。在測試地震傳感器時，需要根據(jù)測試需求設(shè)定測試條件。測試條件例如包括：激發(fā)模塊發(fā)出的激發(fā)信號的頻率和/或幅度、采集模塊的采樣頻率、數(shù)據(jù)存儲和處理模塊的數(shù)據(jù)存儲格式、待測試地震傳感器的測試參數(shù)以及各個參數(shù)的數(shù)值、測試順序及測試時間，等等。步驟3：響應(yīng)控制指令，向待測試地震傳感器發(fā)出激發(fā)信號。對控制指令進行響應(yīng)，從而根據(jù)步驟2中設(shè)定的測試條件，例如通過震源向待測試地震傳感器發(fā)出具有指定頻率和振幅的激發(fā)信號，以使地震傳感器發(fā)生響應(yīng)。步驟4：響應(yīng)控制指令，采集待測試地震傳感器的感測信號，并傳輸感測信號。地震傳感器感測到激發(fā)信號，輸出相應(yīng)的感測信號。對控制指令進行響應(yīng)，按照步驟2中設(shè)定的采樣頻率采集該感測信號，并將采集到的感測信號傳輸出去。在感測信號被傳輸之前，可以對感測信號進行濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理。步驟5：響應(yīng)控制指令，接收并顯示感測信號。根據(jù)控制指令的指示，接收該感測信號，并通過軟硬件的結(jié)合以適當(dāng)?shù)男问斤@示感測信號，例如可以顯示感測信號的波形及頻率、幅度等相關(guān)參數(shù)。步驟6：響應(yīng)控制指令，存儲和處理感測信號?；诳刂浦噶畹闹甘荆凑詹襟E2中設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲格式存儲感測信號，并進行相應(yīng)的處理，例如計算信號的信噪比等。應(yīng)用示例根據(jù)示例性實施例的地震傳感器測試系統(tǒng)包括震動臺、數(shù)據(jù)采集卡nipci-4461、計算機及安裝于計算機上的監(jiān)視軟件geophonems和lua腳本程序。數(shù)據(jù)采集卡nipci-4461與計算機通過同軸電纜連接。待測試的標(biāo)準地震傳感器通過同軸電纜與數(shù)據(jù)采集卡連接。開始測試時，運行腳本程序，腳本程序中包含控制指令，以依次執(zhí)行以下操作：1.設(shè)定測試參數(shù)，每組測試參數(shù)分別代表一種測試條件，包括激發(fā)頻率、幅度與接收采樣頻率等；2.根據(jù)采樣頻率與接收樣點數(shù)量需求，計算各條件下的測試時間；3.激發(fā)震動臺的震源，發(fā)出激發(fā)信號；4.啟動數(shù)據(jù)采集卡開始采集待測傳感器的感測信號；5.監(jiān)視軟件接收和顯示感測信號；6.接收和存儲數(shù)據(jù)，用于存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件名與待測傳感器編號及測試條件一一對應(yīng)。特別地，結(jié)合監(jiān)視軟件的使用，腳本程序?qū)y試參數(shù)的設(shè)定細化為點擊參數(shù)輸入窗口、輸入測試參數(shù)等幾個操作步驟；將數(shù)據(jù)的存儲細化為點擊菜單文件、點擊保存、選擇存儲位置、點擊確認保存等幾個操作步驟。在實際應(yīng)用時，可以根據(jù)需要靈活地調(diào)整這些操作步驟的順序和組合。運行腳本程序之后，震動臺、數(shù)據(jù)采集卡、計算機及監(jiān)視軟件響應(yīng)腳本程序的控制指令，依次執(zhí)行以下操作：監(jiān)視軟件設(shè)置測試參數(shù)，包括震動臺發(fā)出的激發(fā)信號的頻率、幅度以及數(shù)據(jù)采集卡的采樣頻率等；震動臺的震源根據(jù)測試參數(shù)進行震動，發(fā)出震動信號；待測試的地震傳感器響應(yīng)震動臺發(fā)生的震動，數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)設(shè)定的采樣頻率采集地震傳感器的響應(yīng)信號，并將該信號傳輸至計算機；監(jiān)視軟件在計算機上顯示響應(yīng)信號的相關(guān)數(shù)據(jù)與波形；采集到的相應(yīng)信號數(shù)據(jù)樣點與對應(yīng)的測試條件參數(shù)以指定的數(shù)據(jù)文件名保存到計算機的測試結(jié)果數(shù)據(jù)庫內(nèi)。在本示例中，在30hz、600mv激發(fā)條件下對10個待測的地震傳感器進行測試。待測傳感器與標(biāo)準傳感器的主頻響應(yīng)強度如表1所示。待測傳感器與標(biāo)準傳感器的主頻響應(yīng)強度相差較小，需要測試待測傳感器的質(zhì)量是否滿足要求。表1序號標(biāo)準傳感器待測傳感器11382161381602138346137266313751313742141378791374045138387137925613792513749971378061372268137566137224913773213737610138046137772圖3顯示根據(jù)標(biāo)準傳感器數(shù)據(jù)得到的高斯分布曲線圖，圖4顯示按照上述過程進行測試后，根據(jù)待測傳感器數(shù)據(jù)得到的高斯分布曲線圖。如圖3所示，標(biāo)準傳感器算數(shù)平均值μ＝137942，標(biāo)準差σ＝305.4，則同樣測試條件下待測傳感器合格線為(μ-4.5σ)＝136567.7，待測傳感器算數(shù)平均值μ＝137527>136567.7，故待測傳感器滿足質(zhì)量要求。上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實施例，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開的原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實施例的描述，因此前面的描述只是優(yōu)選的，而并不具有限 制性的意義。當(dāng)前第1頁12