一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及地震數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，具體是一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]目前國(guó)內(nèi)外最為先進(jìn)的地震勘探儀器中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)當(dāng)屬法國(guó)Sercel公司的428系列陸上地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，中海油海上地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-“海亮“系統(tǒng)，中石油ES109萬(wàn)道陸上地震儀系統(tǒng)等。另外還有一些其他研究機(jī)構(gòu)研制的采集系統(tǒng)，如中國(guó)地震局分析預(yù)報(bào)中心申請(qǐng)的專利“地震數(shù)據(jù)采集器”(申請(qǐng)?zhí)?1142110.X)。
[0004]法國(guó)Sercel公司在陸上地震儀器研制方面積累了多年經(jīng)驗(yàn)，其最新推出的428系列，在其408的基礎(chǔ)上改進(jìn)后功能更加強(qiáng)大，采集板功耗更低，噪聲也更低，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍更大。由于商業(yè)機(jī)密，其未公開其數(shù)據(jù)采集單元的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，428系列采集站采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器仍然是24位。這是當(dāng)前地震勘探領(lǐng)域普遍使用的精度。隨著高精度、高分辨地震勘探技術(shù)的發(fā)展，以及復(fù)雜地質(zhì)勘探的需求，對(duì)地震數(shù)據(jù)采集模數(shù)變換器(ADC)的精度提出了更高的要求。
[0005]中海油“海亮“地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用CirrusLogic公司生產(chǎn)的采集套片，以CS5372+CS5376構(gòu)成A/D變換模塊，完成24-bit的模數(shù)變換，其在Ims采樣率下的動(dòng)態(tài)范圍典型值為115dB左右。由于調(diào)制器和濾波器分開實(shí)現(xiàn)，采集系統(tǒng)功耗和面積都較大?；诓杉到y(tǒng)可變?cè)鲆娴男枰?，其前端采用?dú)立的可變?cè)鲆娣糯笃鬟M(jìn)行處理，前端模擬系統(tǒng)集成度低，造成系統(tǒng)噪聲平臺(tái)高，Ims采樣率下的典型噪聲值為2.5μν RMS。
[0006]中石油ES109萬(wàn)道陸上地震采集系統(tǒng)中使用的芯片和中海油類似，具有和中海油系統(tǒng)同樣的問(wèn)題，動(dòng)態(tài)范圍不高，功耗大，面積大，系統(tǒng)集成度低。
[0007]中國(guó)地震局分析預(yù)報(bào)中心申請(qǐng)的專利“地震數(shù)據(jù)采集器”中使用的A/D變換芯片采用的也是Cirrus Logic的一款產(chǎn)品:CS5321+CS5322。輸出字長(zhǎng)為24-bit，Ims典型采樣率下，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍典型值不超過(guò)120dB。且采集站后端處理單元采用了數(shù)字信號(hào)處理器TMS320C32，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，靈活性相對(duì)較差。
[0008]可見，目前地震勘探儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)普遍采用24-bit精度，系統(tǒng)噪聲受系統(tǒng)集成度影響較大，基于ASIC電路的系統(tǒng)通常具有較低的系統(tǒng)噪聲，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍大；而基于分立芯片構(gòu)建的前端模數(shù)變換系統(tǒng)，則集成度差，系統(tǒng)噪聲高。隨著地震勘探儀器研制技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)高分辨地震勘探精度要求的提高，前端模數(shù)變換系統(tǒng)需要向高集成度，低噪聲，高精度，低功耗的方向發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，將采集站采集到的地震數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確的傳輸給主控站。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，包括有主控站、N個(gè)交叉站和NXM個(gè)采集站，主控站依次與N個(gè)交叉站連接，N個(gè)交叉站之間通過(guò)交叉線連接，M個(gè)采集站通過(guò)大線連接于每個(gè)交叉站的兩側(cè)；所述的采集站包括有采集單片機(jī)，分別與采集單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)采集單元和兩組數(shù)據(jù)傳輸單元；所述的數(shù)據(jù)采集單元包括有順次連接的采集傳感器、濾波器、放大檢測(cè)器和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與采集單片機(jī)連接；所述的兩組數(shù)據(jù)傳輸單元均包括有與采集單片機(jī)連接的并/串轉(zhuǎn)換器和與并/串轉(zhuǎn)換器連接的驅(qū)動(dòng)器組成；所述的每個(gè)交叉站是由交叉單片機(jī)，分別與交叉單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元組成；所述的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元均包括有與交叉單片機(jī)連接的第一串/并轉(zhuǎn)換器和與第一串/并轉(zhuǎn)換器連接的第一均衡器，所述的數(shù)據(jù)接收單元的第一均衡器與所述的數(shù)據(jù)傳輸單元的驅(qū)動(dòng)器連接；所述的主控站包括有中央處理器，與中央處理器連接的第二串/并轉(zhuǎn)換器和與第二串/并轉(zhuǎn)換器連接的第二均衡器，以及與中央處理器連接的數(shù)據(jù)上傳接口 ；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元的第一均衡器與主控站的第二均衡器連接。
[0011]所述的數(shù)據(jù)接收單元為三組，所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元為一組。
[0012]所述的第一均衡器和第二均衡器均選用均衡器CLC012。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采集站的數(shù)據(jù)傳輸單元采用了對(duì)稱式設(shè)計(jì)，采集站不區(qū)分方向性，這對(duì)野外施工提供了極大地便利，提高了野外作業(yè)的效率；本發(fā)明的交叉站為四面對(duì)稱設(shè)計(jì)保證了交叉站和其他交叉站、主控機(jī)或采集站連接時(shí)，不用區(qū)分連接方向，可以隨意旋轉(zhuǎn)90度連接，方便了野外作業(yè)，提高了野外現(xiàn)場(chǎng)工作效率；本發(fā)明主控站本發(fā)明既可與交叉站連接，也可直接與采集站連接，采用LVDS高速差分電傳輸方式與交叉站或采集站進(jìn)行通信，避免采用光纖通信時(shí)的不易維護(hù)的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明采集站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明交叉站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明主控站的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]見圖1，一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，包括有主控站1、N個(gè)交叉站2和NXM個(gè)采集站3，主控站I依次與N個(gè)交叉站2連接，N個(gè)交叉站2之間通過(guò)交叉線連接，M個(gè)采集站3通過(guò)大線連接于每個(gè)交叉站2的兩側(cè)；
見圖2，采集站3包括有采集單片機(jī)31，分別與采集單片機(jī)31連接的數(shù)據(jù)采集單元和兩組數(shù)據(jù)傳輸單元；數(shù)據(jù)采集單元包括有順次連接的采集傳感器32、濾波器33、放大檢測(cè)器34和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元35，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元35與采集單片機(jī)31連接；兩組數(shù)據(jù)傳輸單元均包括有與采集單片機(jī)31連接的并/串轉(zhuǎn)換器36和與并/串轉(zhuǎn)換器36連接的驅(qū)動(dòng)器37組成； 每個(gè)交叉站2是由交叉單片機(jī)21，分別與交叉單片機(jī)21連接的三組數(shù)據(jù)接收單元和一組數(shù)據(jù)發(fā)送單元組成；數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元均包括有與交叉單片機(jī)連接的第一串/并轉(zhuǎn)換器22和與第一串/并轉(zhuǎn)換器22連接的第一均衡器23，數(shù)據(jù)接收單元的第一均衡器23與數(shù)據(jù)傳輸單元的驅(qū)動(dòng)器37連接；
主控站I包括有中央處理器11，與中央處理器11連接的第二串/并轉(zhuǎn)換器12和與第二串/并轉(zhuǎn)換器12連接的第二均衡器13，以及與中央處理器11連接的數(shù)據(jù)上傳接口 14 ;數(shù)據(jù)發(fā)送單元的第一均衡器23與主控站的第二均衡器13連接。其中，第一均衡器23和第二均衡器13均選用均衡器CLC012。
[0019]本發(fā)明的工作原理:
采集傳感器32采集到的地震數(shù)據(jù)通過(guò)濾波器33、放大檢測(cè)器34和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元35的處理轉(zhuǎn)換后傳輸給采集單片機(jī)31，采集單片機(jī)將地震數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)通過(guò)一組數(shù)據(jù)傳輸單元傳輸給前端采集站的其中一組數(shù)據(jù)傳輸單元，前端采集站的另一組數(shù)據(jù)傳輸單元再依次傳輸給更前端的采集站，依次傳輸后，中間的兩個(gè)采集站將地震信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)接收單元傳輸給交叉單片機(jī)21，交叉單片機(jī)21再通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送單元、第二均衡器13、第二串/并轉(zhuǎn)換器12傳輸給中央處理器11，中央處理器11通過(guò)數(shù)據(jù)上傳接口 14將數(shù)據(jù)上傳進(jìn)行分析顯不O
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，包括有主控站、N個(gè)交叉站和NXM個(gè)采集站，主控站依次與N個(gè)交叉站連接，N個(gè)交叉站之間通過(guò)交叉線連接，M個(gè)采集站通過(guò)大線連接于每個(gè)交叉站的兩側(cè)；其特征在于:所述的采集站包括有采集單片機(jī)，分別與采集單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)采集單元和兩組數(shù)據(jù)傳輸單元；所述的數(shù)據(jù)采集單元包括有順次連接的采集傳感器、濾波器、放大檢測(cè)器和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與采集單片機(jī)連接；所述的兩組數(shù)據(jù)傳輸單元均包括有與采集單片機(jī)連接的并/串轉(zhuǎn)換器和與并/串轉(zhuǎn)換器連接的驅(qū)動(dòng)器組成；所述的每個(gè)交叉站是由交叉單片機(jī)，分別與交叉單片機(jī)連接的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元組成；所述的數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元均包括有與交叉單片機(jī)連接的第一串/并轉(zhuǎn)換器和與第一串/并轉(zhuǎn)換器連接的第一均衡器，所述的數(shù)據(jù)接收單元的第一均衡器與所述的數(shù)據(jù)傳輸單元的驅(qū)動(dòng)器連接；所述的主控站包括有中央處理器，與中央處理器連接的第二串/并轉(zhuǎn)換器和與第二串/并轉(zhuǎn)換器連接的第二均衡器，以及與中央處理器連接的數(shù)據(jù)上傳接口 ；所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元的第一均衡器與主控站的第二均衡器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)接收單元為三組，所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元為一組。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一均衡器和第二均衡器均選用均衡器CLC012。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地球物理勘測(cè)采集數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)，包括有主控站、N個(gè)交叉站和N×M個(gè)采集站，主控站依次與N個(gè)交叉站連接，N個(gè)交叉站之間通過(guò)交叉線連接，M個(gè)采集站通過(guò)大線連接于每個(gè)交叉站的兩側(cè)。本發(fā)明采集站采用了對(duì)稱式設(shè)計(jì)，采集站不區(qū)分方向性，這對(duì)野外施工提供了極大地便利，提高了野外作業(yè)的效率；本發(fā)明的交叉站為四面對(duì)稱設(shè)計(jì)保證了交叉站和其他交叉站、主控機(jī)或采集站連接時(shí)，不用區(qū)分連接方向，可以隨意旋轉(zhuǎn)90度連接，方便了野外作業(yè)，提高了野外現(xiàn)場(chǎng)工作效率；本發(fā)明主控站本發(fā)明既可與交叉站連接，也可直接與采集站連接，采用LVDS高速差分電傳輸方式與交叉站或采集站進(jìn)行通信，避免采用光纖通信時(shí)的不易維護(hù)的缺點(diǎn)。
【IPC分類】G01V1/22
【公開號(hào)】CN105137478
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510631795
【發(fā)明人】楊陽(yáng), 俞小露, 胡鑫, 於霞
【申請(qǐng)人】合肥國(guó)為電子有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日