一種包含多個排列在監測地形的陣列中的地震檢波器部件的地震檢測系統，其中每一個所述的檢波器部件包含用于得出代表該檢波器處的地球表面的地震移動的數字數據的裝置，以及用于根據命令從中央控制接收命令信號和發送該數字數據到所述的中央控制的無線遙測裝置。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術是關于使用地震檢波器的地震檢測。對于使用地震檢波器陣列并結合一系列爆炸或由振動設備施加給地面的一連續振動所進行的陸地表面物理監測技術是眾所周知的。雖然所獲得的結果是有價值的，但傳統的技術要慢、勞動強度大、費用高。而且有必要在以前需要監測的地形網格上配置多個地震檢波器。每一個檢波器串被分別連接到一中央控制部件。隨著監測過程的進行，后面的檢波器必需被斷開，重新放置到前面，并再連接。該過程是非常費力的，而連接的復雜性必然會導致很高的出錯概率。當考慮到一典型的三維地震陣列包含將近750km電纜時就會明白問題的嚴重性。本專利技術的一個目標是提供一種裝置，以簡化這些過程，并由此能以很大的系數降低監測的時間和費用。相應地，從一個方面，本專利技術提供了一種包含多個在使用時在監測地形排成陣列形式的地震檢波器部件的地震檢測系統；這些檢波器部件包含用于得出代表該檢波器處的地球表面的地震移動的數字數據的裝置，和用于根據命令從中央控制接收命令信號并發送所述的數字數據到中央控制的無線遙測裝置。在本專利技術的一優選形式中，地形被分成了多個單元，其中每一個包含多個地震檢波器部件和單元訪問節點。在給定的單元的檢波器部件通過無線遙測技術以一定的頻率與相應的單元訪問節點通信，其中在相鄰的單元處使用不同的頻率。單元訪問節點可以通過無線、電纜或光纖連接與中央控制進行通信。在每一個單元內的通信最好是高頻(最好是2.4GHz)低功耗，這可使得一有限數量的頻率可在整個地形處可再利用。用于得出所述的數字數據的裝置可包含被耦合到模-數轉換器上的測速模擬檢波器。每一個地震檢波器部件最好提供有一個用于短期存儲所述數據和永久存儲識別該檢波器部件的唯一代碼的存儲器。最好，每一個檢波器部件具有一個前置放大器和一個從中央控制板遠程運行的前置放大器控制裝置。該前置放大器控制裝置可運行以控制作為該檢波器部件與被監測的地震信號源之間距離和時間的函數的增益和/或該前置放大器的運行時間窗。每一個檢波器部件也可附加有物理地體現在內部或外部的唯一識別碼，或以電的形式標記在形成該檢波器的一部份的微處理器上，或例如以機器可讀的條形碼的形式作為一個外部顯示，所有這些都可以利用已有硬件通過無線的方法讀取。該無線遙測裝置最好是數字式的，并包含一專用的無線系統，或由一蜂窩無線系統來提供。另一方面，本專利技術提供了一種進行地震監測的方法，其中把很多檢波器部件放置在感興趣地形的陣列中，產生一地震信號(或一系列地震信號)以生成由檢波器部件采集的地震數據，每一個檢波器部件的數據被存儲在該檢波器上，并且，同時或稍后，使用無線遙測技術將所述的數據傳送到中央位置。現在僅以舉例的形式，參照附圖描述本專利技術的一個實施例，其中附圖說明圖1是地震監測系統的示意圖；圖2是說明在該系統中使用的一種形式的地震檢波器部件的方框圖；圖3是說明無線頻率定位的一監測區域的示意圖；圖4是在該系統中使用的中央控制的方框圖。參照圖1，對一感興趣地形的區域的物理監測通過在已知的位置，典型地是在規則的陣列中放置多個檢波器部件或遠程檢測部件(RAU 10)而進行。在本專利技術的該系統中，通過無線遙測技術，每一個RAU 10可從中央控制部件(CCU 12)接收信號并向其傳送數據。該陣列可如在14處所指示的分成單元，其中每一個帶有一個發送器/接收器或作為RAU 10與CCU 12之間中繼的單元訪問節點。這種劃分可能是地形的特性所決定的，但是在任何事件中都是有利的，因為它允許在RAU 10中使用低功率源，這樣會降低尺寸和費用。圖2說明的是可在圖1系統中使用的單個RAU 10。在圖2中該RAU 10使用了單一的常規地震檢波器或檢波器串在20處以模擬的形式通過前置放大器和過濾器站21向模-數轉換器22提供速度信息。該數字化的信息被存儲在24以按照從CAN 16接收的信號通過發送器/接收器26提供給CAN 16。這些控制信號以及數字信息的提供可采用任何合適的協議。該RAU 10還包含一個電源28和控制電路30。該電源28相應地包含可充電的或任意使用的電池并最好有一個太陽能板。每一個RAU 10可由一個唯一碼來識別，該碼被存儲在24的指定區域中，如在24a處所示的。控制電路30以兩種方式控制前置放大器21的運行。首先，調節作為特定RAU 10與地震信號源位置的距離的函數的前置放大器21的增益；這可在與信號源距離遠時提供更高的靈敏度。隨著信號源的位置的改變而RAU 10是固定不動時，可做相應的調節和改變。其次，當從地震信號源返回值衰減時，也可以隨著時間改變增益，其中當信號衰減時，使用更多的前置放大以增強信號。例如，可設置一靠近地震信號源的RAU在信號的第一秒具有初始增益20，以后以1秒為間隔一直增加到21、22、23，而較遠的RAU可設置為初始增益為24，并增加到25、26、27。從CCU 12有兩個參數是可編程的。控制電路還可控制數字無線遙測的運行，以便功率輸出是可變的，使得向任意給定的CAN 16報告的RAU 10的數量和任意RAU 10與任意給定的CAN 16的距離是可編程的，使得地震監測的設計是靈活的。這些參數從CCU 12也是可編程的。在運行中，在初始化地震信號源之前，CCU 12發送一個信號以間接激活RAU 10，在接收到信號后，每一個部件存儲數據一段時間。CAN 16輪流查詢相應的RAU 10導致每一個RAU發送以其標識碼為起始的存儲信息。通過在不同的單元使用不同的頻率，可在每一個單元中同時進行輪流查詢，其中CAN 16通過少數的寬帶無線連接或數據電纜或光纖連接與CCU 12進行通信。做為一項修改，也可以使用每個包含兩個或多個與單一存儲器一起運行的地震檢波器、控制電路和發送器/接收器的RAU。單元的形狀和大小由無線發送器的范圍、地形、障礙和較小程度的天氣來決定。在一給定的單元里的RAU是運行在一套無線頻率上，相鄰的單元則運行在不同的頻率上。遙測系統可再利用非相鄰單元里的頻率。圖3參照含有山脊(用輪廓線37指示)的監測區對此說明。假設無線發送器具有一有限的范圍，一旦在該范圍之外，在另一單元中就可以使用一給定的頻率。這樣在輪流查詢的基礎上就可再利用無線頻率以最小化該系統所要求的頻率數。該無線系統在低功率時可特定地運行在2.4GHz的頻帶下，而這一級別的高頻則會隨著距離的增加而快速地衰減，這就導致了在無限的數量的單元里只能使用有限的頻率。而2.4GHz的頻帶尤其合適是因為它在很多的領域內是免許可證的。在CAN從眾多不同的單元里接收到信號后，系統軟件通過刪除較弱的信號來復制該信號。通過每個地震檢波器以500Hz(2ms的采樣率)的重復率生成24位的信息，就可以獲得合適的分辨率。通過在RAU 10或CAN 16中使用已知的數據壓縮技術就可以降低輪流查詢系統的帶寬要求。作為一個例子，對于以2ms為間隔的24位采樣，每個檢波器部件的最大數據率是12Kbps，而對于具有8個檢波器部件的區域，該區基站將具有最大數據率1Mbps。有能用于該數據率的低費用的無線遙測模塊；例如，哈里斯半導體有限公司的“Prism”無線芯片集能處理將近4Mbps。圖4是CCU的一種相應的形式。數據是在已知類型的市場上可得到的地震檢測記錄部件44上捕獲的。它在46處發出定時本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
【專利技術屬性】
技術研發人員：威廉·彭特蘭·帕克，約翰·格蘭特·弗拉維爾·史密斯，約翰·克里斯托弗·惠蘭，戴維·詹姆斯·漢密爾頓，威廉·亞歷山大·桑達姆，
申請(專利權)人：振動技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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