【摘 要】
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地震勘探是利用地震勘探设备接收震源反射的地震波,通过数据分析可以了解地质构造。节点式采集系统具有勘测深度大,施工灵活和效率高等优点,是地球勘探中解决煤炭、石油和天然气勘探问题最重要的方法之一。随着能源需求量的增加和勘探成本的降低,对勘探设备精度的要求也越来越高,对现有地震勘探技术的数据处理能力、传输速率及实时性效率也提出了新要求。针对地质条件较为复杂的地带,传统的有缆式地震勘探数据采集系统需要大量
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地震勘探是利用地震勘探设备接收震源反射的地震波,通过数据分析可以了解地质构造。节点式采集系统具有勘测深度大,施工灵活和效率高等优点,是地球勘探中解决煤炭、石油和天然气勘探问题最重要的方法之一。随着能源需求量的增加和勘探成本的降低,对勘探设备精度的要求也越来越高,对现有地震勘探技术的数据处理能力、传输速率及实时性效率也提出了新要求。针对地质条件较为复杂的地带,传统的有缆式地震勘探数据采集系统需要大量走线,导致布局布线困难,并且存在勘测施工效率低、数据不精确、维护成本高等种种弊端,在此背景下研究的主流趋势是采用节点式对地震数据进行采集开发。本文是在实验室中石化地震勘探项目的背景下,开展了基于MEMS传感器的地震勘探数据采集、地震信号的模数转换、数据的本地及上位机存储、整个系统的供电、开发BMS电池管理系统、无线网络数据传输开发与研究。数据采集端选用MEMS检波器,同时使用可以实现32位输出的ADC进行模数转换,以及用于采样的ADS1282,其速率最高可达4KHz,以应对地震勘探时所需要的足够高的分辨率与精度。MCU选用STM32F407ZGT6单片机,其特点是功耗低,可以长时间工作,适用于长期野外采集数据。为防止在数据传输过程中因为网络不佳、意外掉电的发生而导致的数据丢失问题,实现了本地数据的收集存储。数据首先由ADC转换,之后利用FatFs系统把数据存入存储器内的SD卡中,最后打上时间戳有利于后续监控震动时间完成数据采集。针对时间同步性的要求,通过GPS+BDS模组实现系统RTC时钟的精确校准,保证系统的时间精度;并且10S对系统采样时间进行一次自校正。为了确保采集的数据实时传输,选用Wi-Fi无线网络技术作为传输方式,将ADC转换后的数据和存储在系统中的数据通过ESP8266上传到上位机。本文设计的基于MEMS传感器的地震勘探数据采集系统完成了地震信号的采集、并使信号通过ADC转换后由本地与上位机收集,之后采用无线发送方式对数据进行后续处理与研究。
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