地震检波器测试仪的研制分析

地震检波器测试仪的研制分析

谢永红

东方地球物理公司华北物探处河北任丘062552

摘要：地震勘探是现阶段石油物探中较为常见的勘探技术手段，地震检波器作为一种较为广泛的期间，其自身的性能会直接影响勘探质量与精度。对其系统分析，可以有效的提升整体的精准度。基于此，文章主要对地震检波器测试仪的研制进行了简单的研究分析。

关键词：地震检波器；测试仪；研制；

地震检波器作为现代天然气勘探技术的关键设备手段，在实践中有着重要的作用。而受到环境等多种因素的影响，在工作中对于地震检波器的体积与功耗有着较为严格的要求。研究低功耗、高精度以及大容量的地震检波器测试仪，可以为各项工作有序开展提供参考与支持。

1.地震检波器测试仪结构构成与原理

1.1地震检波器测试仪结构构成

地震检波器测试仪主要通过线圈、永久磁铁以及弹簧片共同构成，是一种质量提、弹簧以及阻尼共同构成的一种单自由度的振动系统。地震检波器外壳主要在地面上安装，在地震波传达到地面之后，假设地面的相对原来位置上可以产生向上的位移，在忽略检波器与地面耦合性问题的时候，地面位移则就是检波器外壳向上的位移，而因为磁铁是与外壳固定在一起的。因此，磁铁也会对所在位置产生一个相对于原来位置向上的位移，受到惯性因素的影响。惯性体的位移则就会小于地面上的位移，与时弹簧则就会被拉伸，线圈相对于磁铁则就会呈现向下的位移。

研究单自由度振动系统，在其地面出现机械振动的时候，线圈会对磁铁的相对运动而切割磁力线，综合电磁感应原理，线圈中则就会产生一定的感生电动势，其具体的大小与线圈。磁铁相对运动之间的速度为正比。

1.2地震检波器测试仪结构特点

地震勘探是应用地球物理的重要构成内容。其主要工作过程就是通过人工激发弹性波场，接收、记录波场的信息数据，通过分析处理之后推断分析地下地质的参数信息。整体上来说，其包括了地震数据采集、资料处理以及资料解释等诸多环节内容。地震检波器测试仪主要就是针对动圈式检波器，其主要通过上盖系统、外壳系统、磁系统以及弹性系统、线圈系统构成，其主要结构特点为：

第一，双线圈结构线圈绕组是通过上下两个线圈绕组共同构成，其上下两个线圈绕组的绕相反的方向。通过右手定测量则可以判断两个线圈绕组的感生电动势为相加。在外界的磁场对机芯产生作用力的时候，其上下绕组产值的电动势可以相互抵消。双线圈结构可以有效的消除外界磁场产生达到干扰电动势的特征，进而提升了检波器输出的真实度，强化了扶正特点。

第二，旋转线圈结构支撑线圈上下跳动的两个弹簧片之间还是存在一定的缝隙空间，上下弹簧片可以在缝隙空间中呈现平面内旋转的运动，会带动线圈异同转动，进而形成旋转线圈结构。此种结构可以有效的防御外界因素因为碰撞振动或者跌落而对弹性系统造成的破坏与影响，有效的演唱了产品的整体应用寿命，改善了失真等问题。

第三，预应变弹簧片。其充分的保障线圈中心位置与磁场中心保持一致，有效的提升了检波器的灵敏度，改善了检波器假频的问题。

第四，无扭丝输出充分的提升了产品整体的应用寿命，增强了其跌落性能。

第五，结构紧凑，体积相对较为小巧，便于携带。

2.地震检波器测试仪设计分析

2.1总体设计框图

测试信号激励源要通过CPU控制指令产生需要测试激励信号，将其施加到被测试的检波器上。检波器响应信号通过前置电路预处理之后，通过数据采集电路、模板转换，其获得的数字信号传送分析给中央处理器，通过软件模型模块进行运算处理分析，进行存储，通过与事前存在的常用检波器参数对比，判断分析其是否合格。

CPU通过给数据采集模块发送控制指令，通过芯片控制电瓶，将其设定数据采集采集的采样率、分析采样长度、分析前后增益以及激励的具体种类、滤波防水等等，并且发送采集开始以及结束指令。测试仪通过真彩色液晶触摸屏实现人机交互处理，用户操作可以通过触摸屏完毕。通过数据采集、测试信号激励源以及触摸屏等相关模块进行处理，系统可以通过数据存储单元以及主机实现通讯以及编程接口处理。

2.2硬件构成

通在此测试仪中的主要硬件电路主要通过电路组成有激励源、ARM控制器以及显示电路、存储电路系统、采集电路、前置电路共同构成。

2.3软件系统

2.3.1总体设计流程

地震检测器测试仪硬件部件主要基于S3C2410处理器为主要核心系统。软件系统通过层次化的系统结构进行设计，达到提升系统可移植性，达到增强系统安全性的目的。其主要通过底层引导、设备驱动以及操作系统、用户应用层四个系统结构共同构成。

第一，底层引导层。属于Bootloader程序，其主要的作用就是实现对Linux操作系统进行加载以及引导处理。第二，设备驱动层。不同硬件设备均存在对应的驱动模块信息，不同驱动模块可以为上层调用提供统一性的接口。第三，操作系统层。属于软件的核心，其主要就是负责系统的运作。第四，用户应用层。用户通过硬件数据采集以及信息数据运算处理、人机交互等检波器测试仪处理。

2.3.2系统软件设计

系统软件属于地震检波器测试仪的关键内容，可以通过人际交互界面显示数据测量的结果。软件主要就是进行人机接口、数据测量以及处理分析，通过与下位机进行通信分析，达到控制下位机运行状态的目的。系统通过QT开发用户界面，通过信号与槽的安全机制进行处理，实现了各个控件之间的协调工作。通过图形设计器创新窗体，添加控件实现工程界面布局。图形用户界面为上层软件是建立在底层驱动基础之上，利用调用底层程序的方式实现系统的各项功能，而达到人机交互的目的。

系统软件主要有主程序模块、数据处理模块以及通信模块三个部分。主程序模块可以实现界面显示、人机接口以及输出控制等相关功能。而数据处理模块则可以实现信息数据采集。灵敏度计算等相关功能。通信模块可以实现人机接口控制的相关测量控制命令处理。

结束语

地震检波器测试仪在地质勘探中具有重要的价值与作用。通过嵌入式系统以及完善的硬件、软件系统的共同支持进行地震检波器的研制分析，可以提升整体的性能参数，进而完善地震检波器测试仪的各项功能与性能，充分的凸显其价值与作用。

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