本發(fā)明涉及地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器及控制方法。

背景技術(shù)：

目前，在地震勘探系統(tǒng)中，檢波器是地震勘探系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是檢測震動信號，并把震動信號轉(zhuǎn)換為電信號。在地震勘探系統(tǒng)的使用過程中，檢波器檢波器是否正常接入系統(tǒng)，對地震勘探作業(yè)的質(zhì)量具有重要的影響。造成檢波器短路或斷路連接異常的原因包括有檢波器與電纜連接頭未插緊、電纜短路或斷路、檢波器損壞等。因此，需要對檢波器的工作狀態(tài)進行測試。

現(xiàn)有的節(jié)點式地震勘探儀器不能實時監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)，如果要測試檢波器是否正常工作，需要先采集地震勘探儀器中的數(shù)據(jù)，然后將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到電腦，最后，用戶通過客戶端的觀測軟件來判斷檢波器的連接狀態(tài)是否正常。

現(xiàn)有的這種觀測檢波器連接狀態(tài)的方法具有較為明顯的缺陷：一是，必須通過客戶端來判斷檢波器的工作狀態(tài)，智能化水平較低。二是，現(xiàn)有的節(jié)點式地震勘探儀器進行檢測器狀態(tài)的判斷過程復(fù)雜，費時費力，效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器及控制方法，以解決現(xiàn)有判斷檢波器工作狀態(tài)效率低的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：第一方面，提供一種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器，該儀器包括主控芯片、至少一個檢波器電壓采集電路和指示燈，主控芯片與檢波器電壓采集電路連接進行雙向通信、與檢波器狀態(tài)指示燈連接進行單向通信。

第二方面，提供一種上述實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器的控制方法，該方法包括：

主控芯片輸出使能信號控制檢波器電壓采集電路開始采集檢波器兩端的電壓；

主控芯片根據(jù)檢波器兩端的電壓，判斷檢波器的狀態(tài)；

主控芯片根據(jù)檢波器的狀態(tài)，控制指示燈顯示以標(biāo)示檢波器狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：本發(fā)明通過設(shè)置檢波器電壓采集電路，主控芯片輸出使能信號控制檢波器電壓采集電路對檢波器的電壓信息進行采集，并將采集到的檢波器電壓信息傳輸至主控芯片，主控芯片根據(jù)檢波器兩端電壓的不同即可判斷出檢波器接入端的狀態(tài)，整個過程簡單，效率高且智能化水平較高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例中第一種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中第二種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中第三種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中對檢波器狀態(tài)進行監(jiān)測的流程示意圖；

圖5本發(fā)明一實施例中的實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器的控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1至圖5所示，對本發(fā)明做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器，包括主控芯片10、至少一個檢波器電壓采集電路20和指示燈30，主控芯片10與檢波器電壓采集電路20連接進行雙向通信、與檢波器狀態(tài)的指示燈30連接。

具體地，本實施例中可以將主控芯片10的端口設(shè)定為各種功能，以承擔(dān)使能端與輸出端功能。其中主控芯片10與檢波器電壓采集電路20連接的端口具有是使能端口的作用、與指示燈30連接的端口具有輸出端的功能。

需要說明的是，該檢波器狀態(tài)的指示燈30的數(shù)量與檢波器電壓檢測電路的個數(shù)相同，且為紅黃雙色燈，當(dāng)檢波器的接入端正常接入時，指示燈不發(fā)光。當(dāng)檢波器的接入端為開路狀態(tài)時，指示燈發(fā)紅光。當(dāng)檢波器接入端為短路狀態(tài)時，指示燈發(fā)黃光。

具體地，檢波器電壓采集電路20包括A/D轉(zhuǎn)換芯片21、電流源22、電流源開關(guān)23和第一、第二下拉電阻24、25；

主控芯片10與A/D轉(zhuǎn)換芯片21連接進行雙向通信；

檢波器接口的模擬信號輸出端通過信號線與A/D轉(zhuǎn)換芯片21的輸入端連接，檢波器接口的模擬信號輸出端還通過電流源開關(guān)23與電流源22連接；

檢波器接口的模擬信號輸出端分別與第一、第二下拉電阻24、25串聯(lián)后接地。

需要說明的是，主控芯片10輸出使能信號控制電流源開關(guān)23閉合，使電流源22與檢波器接口連接，檢波器中就會有一定值的電流流過，而檢波器接入端的狀態(tài)不同，檢波器兩端的電壓不同。主控芯片10會發(fā)出使能信號控制A/D轉(zhuǎn)換芯片21采集檢波器兩端的電壓，主控芯片10根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換芯片21采集到的電壓值，判斷檢波器接入端的狀態(tài)。

根據(jù)的檢波器兩端電壓值判斷檢波器接入端的狀態(tài)的具體原理如下：

當(dāng)檢波器正常接入時，若電流源開關(guān)23閉合，則電流源22的電流會經(jīng)檢波器接口通過檢波器以及第一、第二下拉電阻24、25后，然后流向地。這里假設(shè)第一、第二下拉電阻24、25的電阻值為R₀，檢波器直流內(nèi)阻的值為R₁，電流源22的電流值為i₀，當(dāng)檢波器的輸入端正常接入電路時，檢波器兩端的電壓值近似為當(dāng)由于檢波器的輸入端沒有接入電路或檢波器脫落或電纜斷裂等原因造成檢波器接入端開路時，可認(rèn)為檢波器的直流電阻R₁為無限大，此時，檢波器兩端的電壓值近似于U＝i₀×R₀。當(dāng)由于檢波器接口短路或檢波器自身短路等原因造成的檢波器接入端短路時，可認(rèn)為檢波器兩端的電壓值近似于0。因此，主控芯片10根據(jù)檢波器兩端的電壓值即可判斷出檢波器接入端的狀態(tài)。本實施例中僅通過簡單的電路連接，即可準(zhǔn)確的判斷出檢波器接入端的狀態(tài)，判斷的效率高而且智能化水平較高。

具體地，如圖2所示，本實施例中的節(jié)點式地震勘探儀器還包括與主控芯片10連接的存儲模塊40。該存儲模塊40位U盤，該存儲模塊40可以存儲節(jié)點式地震勘探儀器幾天甚至幾十天采集的數(shù)據(jù)。這里主控芯片10與存儲模塊40連接的端口具有輸出端的功能。

具體地，主控芯片10為FPGA芯片。

下面以上述節(jié)點式地震勘探儀器包括3個檢波器電壓采集電路20為例，對本實施公開的方案進行說明：

如圖3所示，上述節(jié)點式地震勘探儀器包括以下結(jié)構(gòu)：主控FPGA芯片10，3個檢波器電壓采集電路20，每個檢波器電壓采集電路20的輸入端分別與外接檢波器51、52、53連接。其中，A/D轉(zhuǎn)換芯片21的采樣范圍為+2.5V～-2.5V。三個電流源21根據(jù)下拉電阻值及檢波器直流內(nèi)阻值及A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片采樣范圍選擇，這里取100uA；下拉電阻的阻值為20K歐姆，下拉接地。

檢波器狀態(tài)監(jiān)測流程如圖4所示：利用計數(shù)器每3分鐘監(jiān)測一次檢波器狀態(tài)，節(jié)點式地震勘探儀器啟動后，主控芯片10判斷計數(shù)器是否計時到3分鐘，若否，則計數(shù)器自加后繼續(xù)判斷，若到3分鐘，則閉合電流源開關(guān)23，等待一定時間后，確定開關(guān)閉合后使能A/D轉(zhuǎn)換芯片21采集4次數(shù)據(jù)，這里所說的等待時間根據(jù)選定開關(guān)不同而不同，本實施例中等待時間為10ms。采集完4次數(shù)據(jù)后，斷開開關(guān)，計數(shù)器重新復(fù)位。每個檢波器采集到的4次數(shù)據(jù)，分次進行判斷，最后得到4個檢波器狀態(tài)，若判定檢波器為某一狀態(tài)達到2次及以上，則最后認(rèn)定檢波器處于該狀態(tài)，并控制檢波器狀態(tài)指示燈30發(fā)，同時將狀態(tài)信息寫入存儲模塊40。

本實施例中的檢波器直流內(nèi)阻為1K歐姆，在已知下拉電阻阻值及電流源值，根據(jù)公式可算的檢波器各種狀態(tài)下A/D轉(zhuǎn)換芯片采集到電壓值即檢波器兩端電壓：

(1)當(dāng)檢波器正常接入電路時，檢波器兩端電壓U＝48mV；

(2)當(dāng)檢波器接入端開路的，檢波器兩端電壓U＝2V；

(3)當(dāng)檢波器接入端短路的，檢波器兩端電壓U＝0V。

本實施例中設(shè)定環(huán)境噪音低于100uV，考慮到各器件阻值及電流源電流值的波動，設(shè)定當(dāng)采集到的電壓值大于1V，判定檢波器斷路；當(dāng)采集到的電壓值小于5mV，判定檢波器短路；當(dāng)采集到的電壓值在5mV～1V之間，判定檢波器正常接入。

如圖5所示，本實施例公開了一種實時監(jiān)測檢波器狀態(tài)的節(jié)點式地震勘探儀器的控制方法，該方法包括如下步驟S1至S3：

S1、主控芯片10輸出使能信號控制檢波器電壓采集電路20開始采集檢波器兩端的電壓；

S2、主控芯片10根據(jù)檢波器兩端的電壓，判斷檢波器的狀態(tài)；

S3、主控芯片10根據(jù)檢波器的狀態(tài)，控制指示燈顯示以標(biāo)示檢波器狀態(tài)。

具體地，步驟S1包括如下步驟：

主控芯片10輸出使能信號控制電流源開關(guān)23閉合，控制電流源22與檢波器接口連接，使電流流過檢波器；

主控芯片10通過A/D轉(zhuǎn)換芯片21采集檢波器兩端的電壓。

具體地，步驟S2包括如下步驟：

若檢波器兩端的電壓值為則判定檢波器的接入端為正常接入狀態(tài)；

若檢波器兩端的電壓值為U＝i₀×R₀，則判定檢波器的接入端為開路狀態(tài)；

若檢測器兩端的電壓值為0，則判定檢波器的接入端為短路狀態(tài)。