地震采集技术新进展

通过大量的文献调研,系统地总结了地震采集的最新进展。这里扼要介绍了照明度分析采集设计的核心思想,说明了Teepee技术,同时给出了观测系统优化和宽方位采集技术的新进展。对于其中的激发、接收部分,则主要介绍了几项实用技术。针对地震仪器的发展过程以及应用现状,重点介绍了基于MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)的数字检波器的基本原理、性能指标和优缺点,最后对地震采集技术的发展前景进行了展望。     

低空遥感小型三轴陀螺稳定平台的设计与实现

按照测绘领域专用、性价匹配的思想,设计并实现了一套低成本的低空遥感小型三轴陀螺稳定平台。该系统以自主设计的三轴铝制云台为平台,以微电子机械三轴角速率陀螺、线加速度计和磁阻传感器为基础,配置ARM CortexTM-M3 32位核心微处理器,以数字钛合金舵机为驱动输出,具有体积小、精度高、成本低、自主稳定与罗差自检校等特点。实验表明,稳定平台的航向角测量精度可达1°,俯仰角和横滚角可达0.1°,机械控制精度优于0.1°,驱动响应时间小于20ms,可以满足小区域大比例尺地形图立体测绘对稳定平台的要求。     

一种数字三分量地震微测井仪器设计

针对当前地震微测井仪器在施工和数据采集方面的难题,从提高数据采集质量及仪器功能性方面提出了几种改进方法.主要利用MEMS加速度传感器结合多路并行处理采集方法设计了数字检波器,并集成姿态检测技术直接实现水平分量数据的校正功能,保证系统采集的质量;提出了Ethernet-RS485分布式总线自动控制技术,实现各级联探管的随机组合,同时采用电动方式控制探管操作,提高系统的集成化程度.文中详细分析了利用姿态检测技术实现水平分量数据校正的方法,解决了级联探管随机组合控制和震源激发方位的判定问题.仪器单节探管支持三分量并行采集,有效分辨率达18位,参数可远程配置,同时具备快速显示探管姿态的功能,且支持远程控制,非常适于复杂环境下的工程勘探,整个系统实现全数字化操作且仅需四芯电缆互连,从而缩小了设备的体积和重量,降低施工布线的复杂性.     

低频检波器频谱补偿算法建模及仿真

采用数值仿真的方法建立了动圈式检波器的仿真模型,推导检波器传递函数,通过对实际动圈式检波器频率特性的测试,验证了动圈式检波器数值仿真模型的正确性,分析动圈检波器频率响应特性,分别对动圈式检波器的自然频率、灵敏度、阻尼比进行仿真,对不同自然频率、灵敏度、阻尼比对检波器输出频率特性的影响进行了分析,使用二阶二次型反馈补偿方法,设计检波器低频补偿结构,结果表明:数值仿真模型与实际检波器的频率响应一致,补偿结构使检波器自然频率由2 Hz降低至0.2 Hz.     

地震动参数速报仪的研制

在出现区域大震后,为了迅速展开有效的应急救援行动,需要及时准确了解烈度分布.目前震动图的获得有震后人工调查、震源参数计算、地震监测台网、地震烈度速报台网等几种方式,其中最有效的是在重点监护区建立烈度速报台网.但烈度速报台网建设往往沿用地震监测台网的模式,建设成本高、台站密度有限、实时数据传输量大.本文研制的地震动参数速报仪采用MEMS加速度计为测震传感器和ARM+Linux嵌入式计算机技术,具有体积小、成本小、功耗低、一体化、智能化的特点;其内置地震信息实时处理算法,能够自动判别地震事件并计算地震动参数;在实际应用中安装简便.通过大量密集布设这种小型仪器而组建的地震动参数速报网络,具有数据传输量小、分布式计算、组成的速报网络可靠性高、能够快速产出高分辨率的精细震动图等特点.     

探讨高频检波器与低截处理的替代关系

地震检波器是实现把机械振动转换为电信号的传感器,不同检波器具有不同的相位特性和频率特性。从检波器的振动理论方程着手,分析了地震资料反射品质与检波器特性的关系。结合地质任务和技术指标要求,在相同采集因素条件下,执行特定的试验内容,考核了不同检波器类型及其性能,对资料进行了有益的处理方法尝试,获得实用而有意义的结论。在目的层较浅的探区,试验数据表明采用自然频率较低的检波器和特殊的低截处理方法同样能够实现高分辨率的地震勘探效果。     

基于非对称传感器的地震预警与烈度速报综合用烈度仪

对典型的地震预警与烈度速报方法进行分析,提出了基于非对称传感器的地震预警与烈度速报综合用烈度仪,其由非对称结构的三分量传感器和基于ARM嵌入式系统的专用数据采集器组成。经过测试,该地震烈度仪的专用数据采集器具有大于107 dB的动态范围;其非对称三分量传感器结构中,所选的单分量B类传感器的加速度误差小于0.8%,动态范围大于105 dB,而所选的三分量C类传感器的加速度误差小于5%,动态范围大于61 dB。该地震烈度仪的各项指标均满足地震预警与烈度速报综合应用的各项技术要求,且功耗低、成本低,适合于高密度布设。     

煤矿三维地震勘探技术发展趋势

我国煤田三维地震勘探经过20余年的发展,已成为当前煤田地质勘探的主流技术,随着煤矿采掘现代化及安全保障系统对勘探精度要求的提高,三维地震勘探技术也须与之相适应,不断地探索与发展。参考近年来相关研究成果与勘探实例,对可在煤田地质勘探中大面积推广应用的三维地震勘探技术进行了介绍,其中包括：高密度空间采样、数字检波器、高精度静校正技术、叠前时间（深度）偏移技术、分频解释技术、波阻抗反演技术、相干体技术,同时也简要介绍了在煤田勘探方面有发展前景的多分量及各向异性技术。     

仿生水听器设计、制造与测试

根据仿生鱼类侧线细胞纤毛原理,设计、制造并测试了一种新型双纤毛压阻水听器,用于检测水下声信号.与传统的压电水听器相比,这种水听器具有体积小和矢量性的优点.利用聚氨酯仿生细胞壁作为透声帽,利用硅油模拟细胞液和压阻微梁模拟感觉纤毛三层拾振结构,从而提高纤毛式水听器的可靠性.封装以后的纤毛式水听器采用振动台和矢量水听器校准系...     

煤田三维地震勘探技术在河流及河漫滩地区的应用

山西高河井田属海河水系长治盆地水文区,主要河流为纵贯全区的浊漳河,自西南流入区内。勘探区内地形地质条件复杂,河流及河漫滩面积大,为克服三维地震勘探存在的诸如检波线的铺设、检波器藕合、激发层位选择等难题,主要采取了陆上检波器挖坑埋置（黄土地段坑深20cm,沙滩地段坑深40cm）、水上检波器用木桩固定等措施,并采用陆上井中放炮、砾石层坑炮、河水中水下放炮相结合的激发方式。为防止井喷和声波产生的高频随机干扰,采取浅井井口压沙袋技术。通过处理解释,获得了较为精确的断层、陷落柱等地质信息,为矿方安全生产提供了可靠的地质保障。