野外地震勘察儀器原理、結(jié)構(gòu)與使用

地震勘探儀器原理與構(gòu)造地震勘探儀器的任務(wù)、爭(zhēng)論方法一、地震勘探儀器的任務(wù)、爭(zhēng)論方法所謂地震勘探就是用人工方法激發(fā)地震波，爭(zhēng)論地震波在地層中傳播的規(guī)律，以查明地震勘探具有精度高、區(qū)分率高、勘探深度大等優(yōu)點(diǎn)，因此的勘探方法。在西方興旺國(guó)家，石油勘探方面總投資的90％用于地震勘探。在我國(guó)，自大慶油田覺(jué)察以來(lái)，覺(jué)察的油田有90％是用地震勘探的方法找到的。目前在我國(guó)的石油物探隊(duì)伍中，絕大局部是地震隊(duì)。地震勘探根本上可分為野外數(shù)據(jù)采集、室內(nèi)資料處理、地震資料解釋三個(gè)階段。每一地震勘探裝備種類(lèi)很多，涉及的范圍很廣。其中直接用于野外地震數(shù)據(jù)采集的專(zhuān)用設(shè)的地震波接收和記錄下來(lái)。從這個(gè)意義上來(lái)講，地震勘探儀器主要包括檢波器和記錄儀器。檢波器接收地露波并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來(lái)，成為野外地震記錄。地震勘探第一階段(野外數(shù)據(jù)采集階段)的最終成果，就是地震勘探儀器產(chǎn)生的野外地震的地位和作用，所以地震勘探儀器原理歷來(lái)是地震勘探這門(mén)學(xué)科中一個(gè)不行分割的內(nèi)容。爭(zhēng)論地震勘探儀器不應(yīng)當(dāng)單純從電子技術(shù)角度去分析地震儀的局部電路，而應(yīng)當(dāng)把電儀整機(jī)應(yīng)由哪些模塊組成?各個(gè)模塊之間有什么聯(lián)系和影響?整機(jī)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)模塊的外部功能和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)分別提出什么要求?各模塊的性能對(duì)整機(jī)的性能有什么影響?儀器的工作參數(shù)應(yīng)怎樣選擇才能發(fā)揮儀器的效率和提高勘探效益?諸如此類(lèi)的問(wèn)題就是地震儀整機(jī)的根本本求末，因小失大。器整機(jī)的根本原理又具有扎實(shí)的電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)理論根底把握所遇到的具體儀器。對(duì)地震勘探儀器的根本要求5.2.1地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)特征對(duì)地震勘探儀器的要求為了利用地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征來(lái)推想地下反射界面的位置和形態(tài)炮井井底的炸藥爆炸點(diǎn)傳到炮井井口的時(shí)間—τh來(lái)推算表層v＝h/τ，為今后地震資料處理時(shí)進(jìn)展靜校正供給依據(jù)。除地震信號(hào)以外的這些需要記錄的信號(hào)統(tǒng)稱(chēng)為關(guān)心信號(hào)。通常所說(shuō)的地震儀記錄道數(shù)指的是地震道的道數(shù)，關(guān)心道不包括在內(nèi)。地震儀對(duì)地震信號(hào)的數(shù)據(jù)采集過(guò)程從震源激發(fā)時(shí)刻開(kāi)頭T為:T=2h/v式中h—勘探目的層最大深度；v地震波的平均速度。在地震勘探中，有意義的最大反射界面的深度很少超過(guò)10km，而到達(dá)這樣深度的平均地震波速度，至少是3500m／s。因此，通常要求的記錄長(zhǎng)度為6s。深鉆、地質(zhì)解釋和地震信號(hào)穿透力等項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)后，需要的記錄時(shí)間還可能增加。反射時(shí)間的標(biāo)記是依據(jù)磁帶上記錄的計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)展的，假設(shè)計(jì)時(shí)信號(hào)本身不準(zhǔn)確的話(huà)，要求計(jì)時(shí)信號(hào)的可重復(fù)性和確定準(zhǔn)確度都應(yīng)保持在0.05％的容許范圍內(nèi)。5.1.2地震波動(dòng)力學(xué)特征對(duì)地震儀的要求保真、高信噪比、高區(qū)分宰地把地震波記錄下來(lái)。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)滿(mǎn)足以下幾項(xiàng)根本要求：〔1〕地震儀允許輸入的幅度范圍(簡(jiǎn)稱(chēng)儀器的動(dòng)態(tài)范圍)必需大于需要記錄的地震信號(hào)1／10震勘探儀器的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)到達(dá)或接近120dB。②地震儀應(yīng)當(dāng)設(shè)置濾波器，在記錄之前對(duì)接收進(jìn)來(lái)的阻礙有效波記錄的干擾波進(jìn)展壓圍。由于地層的選頻吸取效應(yīng)，使得越是深層的反射信號(hào)，其主頻越低。因此，需要記錄的地震信號(hào)最低頻率由勘探深度要求打算，可能需要延長(zhǎng)到10Hz10H2以下。需要記錄的地125Hz就可以了250Hz500Hz，甚至更高。③在所能記錄的幅度范圍和頻率范圍內(nèi)，地震儀僅應(yīng)當(dāng)根本上是一個(gè)線(xiàn)性系統(tǒng)。所謂統(tǒng)輸入一個(gè)頻率的正弦波，其輸出中消滅很多頻率為n(n為正整數(shù))的的頻率重量，那么在的。5.2.3．多道記錄對(duì)地震儀的要求道地震信號(hào)同時(shí)記錄。隨著屢次掩蓋技術(shù)的推廣和掩蓋次數(shù)的提高，要求進(jìn)一步增加道數(shù)。25m、10m5m，而為了保持肯定的排列長(zhǎng)度，自然也要求道數(shù)多一些。三維地震勘探方法的普遍應(yīng)用更是要求地震儀的道數(shù)多達(dá)幾千道。的振幅特性和相位特性保持良好的全都性(即道間串音)應(yīng)很小(一般要求小于-80dB)。5.2.4野外工作條件對(duì)地震勘探儀器的要求定的自檢力量和野外監(jiān)視功能。除此之外，體積小、質(zhì)量小、耗電省、操作簡(jiǎn)便、易于修理也是應(yīng)盡可能滿(mǎn)足的根本要求。兩類(lèi)地震檢波器的工作原理地震檢波器是把傳輸?shù)降孛婊蛩械牡鼐嗖ㄞD(zhuǎn)換成電信號(hào)的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置208年月進(jìn)展起來(lái)的一種型檢波器。電動(dòng)式地震檢波器3—1所示。它由永久磁鐵、線(xiàn)圈和彈簧片組成，性彈性系數(shù)，它使線(xiàn)圈與塑料蓋連在一起，使線(xiàn)圈與磁鐵形成一相對(duì)運(yùn)動(dòng)體(慣性體)。模擬電信號(hào)與地面機(jī)械振動(dòng)的速度變化規(guī)律是全都的。一、運(yùn)動(dòng)方程的建立檢波器內(nèi)部各組成局部的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如圖3—2。地震檢波器運(yùn)動(dòng)方程的建立，以及其根本出地面運(yùn)動(dòng)與線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。Z。如無(wú)視檢波器與地面的藕合問(wèn)題，即認(rèn)為檢波器外殼與地面一起運(yùn)動(dòng)，則地面的位移就是檢波器外殼的位移，Z慣性體也會(huì)相對(duì)其原來(lái)的位置產(chǎn)生一個(gè)向上的位移y，由于慣性的緣由，慣性體的位移將小于地面的位移，于是彈簧被拉長(zhǎng)x，即線(xiàn)圈相對(duì)磁鐵有一個(gè)向下的位移x。檢波器內(nèi)各局部的運(yùn)動(dòng)關(guān)系為Y=z+x (3-1)此時(shí)，線(xiàn)圈及框架組成的慣性體受到如下外力的作用。彈簧抑制慣性體重力后的拉力FKF＝—kx 式中k—彈簧的彈性系數(shù)，負(fù)號(hào)表示Fx方向相反。K K線(xiàn)圈受到的電磁阻尼力依據(jù)法拉第定律，線(xiàn)圈相對(duì)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為d d dx dxEn

n sdt dx dt dtΦ—線(xiàn)圈磁通量；n—線(xiàn)圈匝數(shù)；S 機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)snddx對(duì)低頻地震信號(hào)而言，線(xiàn)圈的感抗很小可以無(wú)視，因此線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流為i ERcRoRc——線(xiàn)圈內(nèi)阻；Ro——線(xiàn)圈負(fù)載電阻。由楞次定律可知：當(dāng)線(xiàn)圈中有電流流過(guò)時(shí)，線(xiàn)圈將受到阻擋其運(yùn)動(dòng)的電磁力F ndisiL dx將〔3-3〕〔3-5〕式代入〔3-6〕式得：F s2

dxL鋁制線(xiàn)圈架受到的電磁阻尼力

R dt圓筒形鋁制線(xiàn)圈架可看作是一個(gè)單匝閉合線(xiàn)圈。當(dāng)線(xiàn)圈架伴同線(xiàn)圈一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈架內(nèi)將產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)。渦流磁場(chǎng)對(duì)此渦流的作用力也將阻擋線(xiàn)圈架運(yùn)動(dòng)，由式可知，這種電磁阻尼力與線(xiàn)圈相對(duì)磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度dx／dt成正比，方向相反:式中μ——比例系數(shù)。空氣阻力比FT

小得多，可無(wú)視不計(jì)線(xiàn)圈架組成的慣性體運(yùn)動(dòng)符合牛頓其次定律，即： FMa FFK

FFL

kx(s2/R)dxdtdxMaM

d2ydt2

M(d2zdt2

d2x)dt2d2x dx d2zM (s2/R) kxMdt2 dt dt2即：多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(MUX)一、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的根本功能能夠依據(jù)掌握指令對(duì)模擬電壓或電源進(jìn)展通斷掌握的器件稱(chēng)為模擬開(kāi)關(guān)端的多個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的集合稱(chēng)為多路開(kāi)關(guān)(MUX)。最簡(jiǎn)潔的一種MUX，其開(kāi)關(guān)組態(tài)如圖4—31(a)所示。它在接收多道地震信號(hào)的采集系統(tǒng)中常被用作采樣開(kāi)關(guān)，它的多個(gè)輸入端分別采樣時(shí)，該道所連接的開(kāi)關(guān)便導(dǎo)通，其它道的開(kāi)關(guān)全都斷開(kāi)，在一個(gè)采樣周期Ts內(nèi)，依次對(duì)濾波器輸出的各道信號(hào)均采樣一次樣脈沖，如圖4—31(b)所示。這些采樣脈沖我們稱(chēng)為子樣。圖中aiji道的第j次采樣(i；1，2，3，?，m)或者第j個(gè)采樣周期對(duì)第i道采樣所得的子樣(j＝1，2，3．?n)m為采樣系統(tǒng)的道數(shù)，n為采樣用期數(shù)或每一道的采樣次數(shù)。由圖4—31的離散子樣。因此多路開(kāi)關(guān)又稱(chēng)為多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。二、道間全都性與道間串音問(wèn)題4—14—314—32所示的地震道組成框圖。由圖可見(jiàn)，在多路開(kāi)關(guān)之前，各地震通信號(hào)所通過(guò)的電路(稱(chēng)為地震道)是彼此分別的，而在多路開(kāi)關(guān)之后的電全都性和道問(wèn)串音這兩個(gè)多道系統(tǒng)特有的問(wèn)題。道間全都性所謂道間全都性是指，各地震道不僅組成構(gòu)造完全一樣，而且傳輸特性(振幅特性、相位特性)也沒(méi)有任何差異。只有在這個(gè)前提下，才可以認(rèn)為磁帶上記錄的各道地震信號(hào)間的4—32件參數(shù)、多路開(kāi)關(guān)的通斷性能等等，都一一對(duì)應(yīng)一樣。集中掌握式數(shù)字地震儀由于全部要記錄的地震道的信號(hào)都通過(guò)大線(xiàn)電纜送到儀器車(chē)上集0.20.5ms。道間串音由圖4—32道的地震信號(hào)串漏到別的地震道中去的現(xiàn)象4—32可見(jiàn)，采集系統(tǒng)的要求就是要盡可能削減道間串音*三、削減道間串音的措施1削減每個(gè)采集系統(tǒng)的道數(shù)削減道數(shù)m可削減因開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電阻Rd不為無(wú)窮大而造成的串音，假設(shè)m＝1，即單站單道，則可從根本上消退串音。削減道數(shù)m還可削減寄生電容，加速子樣脈沖尾部的衰減，4—33可見(jiàn)，這樣就能削減分布電容造成的串音。2．削減多路開(kāi)關(guān)前級(jí)濾波器的榆出電阻以?xún)傻罏槔?，V 和V 為第一道和其次道信號(hào)，Ri為前級(jí)濾波器的輸出電阻，R 和I1 I2 ONR分別為開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)時(shí)的等效電阻，當(dāng)?shù)谝坏罃嚅_(kāi)、其次道接通時(shí)等效電路如圖4OFF—34，多路開(kāi)關(guān)輸出電壓Vo可近似表示為由(4—76)式可見(jiàn)，為了削減串音，要求多路開(kāi)關(guān)前級(jí)濾波器的輸出電阻Ri應(yīng)當(dāng)盡可能小，假設(shè)前級(jí)的輸出電阻不能滿(mǎn)足這—要求的話(huà)Ri瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器(IFP)一、瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器的功能假設(shè)在多路開(kāi)關(guān)和A／DA／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)展模數(shù)轉(zhuǎn)換，那么就會(huì)產(chǎn)生以下兩個(gè)問(wèn)題。首先深層弱信號(hào)的量化精度低。A／D量化誤差為εq＝q，q為A／D量化電平，假設(shè)多路開(kāi)關(guān)輸出子樣電壓為a直接由A／D量化的相對(duì)誤差為由上式可知：信號(hào)越弱，a越小，相對(duì)誤差εq就越大，即量化精度越低。其次A／D位數(shù)不夠。滿(mǎn)足地震勘探精度要求的地震信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍DR=10o一120dB。這么大范圍輸入的地震信號(hào)假設(shè)單純由A／D14A／D轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)信號(hào)只有84dB。假設(shè)多路開(kāi)關(guān)輸出于樣電壓直接由14位A／D量化的話(huà)，就會(huì)使大量深層信號(hào)因其幅度位于A／D的最小量化電平以下而轉(zhuǎn)換不出來(lái)。42(IFP)，簡(jiǎn)稱(chēng)浮點(diǎn)放大器或主放大器。設(shè)多路開(kāi)關(guān)輸出的第ij次采樣脈沖幅度為a，脈沖寬ij度為τ，在此脈沖存在期間(時(shí)間τ)瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器經(jīng)過(guò)屢次增益調(diào)整，最終為該子樣選定一個(gè)不致使A／D發(fā)生溢出的增益，即滿(mǎn)足模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A／D)擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。A／D轉(zhuǎn)換器就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能單元，它是現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換器的根本原理以及應(yīng)用地震勘探儀器中常用的幾種A／D轉(zhuǎn)換器。一、A／D轉(zhuǎn)換器根本類(lèi)型及原理A／D轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)很多，依據(jù)其根本工作原理可分為直接型A／D轉(zhuǎn)換器和間接型A／DA／DA／D完成A／DA／D轉(zhuǎn)換器和逐次靠近型A／D轉(zhuǎn)換器居于直接型A／D轉(zhuǎn)換器；而雙斜式(亦稱(chēng)雙積分型)A／D轉(zhuǎn)換器和其它一些“電壓一頻率一數(shù)字”轉(zhuǎn)換器(亦稱(chēng)壓控振蕩器vOC)則居于間接測(cè)A／D轉(zhuǎn)換器。3逐次靠近型A／D轉(zhuǎn)換器逐次靠近法的工作原理格外像天平稱(chēng)重物，其原理框圖如圖4—56所示。圖中，比較器相當(dāng)于天平的指針，用于指示待轉(zhuǎn)換字樣電壓與基準(zhǔn)電壓Vt的比較結(jié)果，TT網(wǎng)開(kāi)關(guān)電路相當(dāng)于天平的砧碼盤(pán)，用來(lái)產(chǎn)生權(quán)電壓Vt，規(guī)律掌握和碼存放器相當(dāng)于天平的操作者，TT網(wǎng)開(kāi)關(guān)依次產(chǎn)生一系列基準(zhǔn)電壓，并存儲(chǔ)比較器每次的比較結(jié)果。ICONVSTRT為A／D轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)指令，BRL(BitRjectionLevel)為位取舍電平。A／D對(duì)子CONVSTRTA／DTT網(wǎng)開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生第一個(gè)權(quán)電壓V1．V1與子樣比較，假設(shè)子樣大于VT，則位取舍電平BRL=1，掌握碼存放器的第一位為1，表示取用該位；反之，BRLL＝o，掌握碼存放器的第一位為0，該位被舍去。取用時(shí)，電路仍產(chǎn)生第一位的權(quán)電壓v7；舍去時(shí)，電路就不再產(chǎn)生第一位的權(quán)電壓vT。接著就是推斷其次位，過(guò)程一樣。依此類(lèi)推，A／D轉(zhuǎn)換器將全部位的輸出都推斷1的位，電路產(chǎn)生相應(yīng)位的權(quán)電壓，最終的權(quán)電壓vT1的并行輸出即為A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果。與積分型A／D轉(zhuǎn)換器相比，逐次靠近型A／D直接比較型A／DA／DA／D也比較低，所以它已成為目前應(yīng)用最廣的A／D轉(zhuǎn)換器。很多地震勘探儀器所使用的A／D轉(zhuǎn)換器就是逐次靠近型A／D轉(zhuǎn)換器.24位Δ-ΣA／D轉(zhuǎn)換技術(shù)高區(qū)分卒地震勘探要求地震信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)120dB，這就要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)A／D轉(zhuǎn)換器不低于20位，這在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)先將連續(xù)的地震信號(hào)進(jìn)展采樣，之后再對(duì)多路串行的離散樣電壓(于樣電壓)進(jìn)展A／D量化，A／DA／D來(lái)保證這些權(quán)電壓的精度是很難做到的。上述兩方面的問(wèn)題都因Δ-ΣA／D轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用而得到解決。以SN—388(法國(guó)產(chǎn))和SYSTEM—2023(美國(guó)產(chǎn))為典型代表的當(dāng)代徭測(cè)地震24位Δ-ΣA／DΔ-ΣA／D轉(zhuǎn)換器根本原理及在地震勘探中的應(yīng)用對(duì)地球物理工程技術(shù)人員是格外重要的。地震勘探儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)是依據(jù)勘探技術(shù)指標(biāo)的要求將野外地震數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，之后再由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理中心對(duì)所采集的野外地震數(shù)據(jù)進(jìn)展精細(xì)處理是從地震勘探儀器入口到模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)所經(jīng)過(guò)的電路系統(tǒng)據(jù)采集系統(tǒng)的根本組成原理，同時(shí)介紹數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要部件的電路原理。地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的根本組成原理一、集中掌握式地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)20世紀(jì)7(0年月中期，數(shù)字地震儀的消滅，把地震勘探帶入了一個(gè)嶄的時(shí)代，消滅了以DFS—vSN—338為代表的集中專(zhuān)用掌握式數(shù)字地震儀。到了80年月，隨著電子技SN—358MDS—16為代表的計(jì)算機(jī)集中掌握式數(shù)字地震儀。所謂集中掌握式系統(tǒng)是指整個(gè)儀器系統(tǒng)的掌握局部承受統(tǒng)一的數(shù)字規(guī)律電路完成算機(jī)集中掌握式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。專(zhuān)用集中掌握式地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)專(zhuān)用集中掌握式地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的—般框圖如圖4—1所示。承受這種掌握方式的地震儀主要有美國(guó)得克薩斯州儀器公司的DFs—vSN—338型地震儀和國(guó)產(chǎn)SDZ—751地震儀等。4—1中，虛線(xiàn)中的功能單元構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)律掌握局部，各功能單元承受專(zhuān)用設(shè)計(jì)的硬件電路，從而構(gòu)成集中掌握式系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，整個(gè)信號(hào)的處理流程為：送至大線(xiàn)濾波器以濾除共模干擾和高頻干擾，濾波之后的信號(hào)送至低噪聲前置放大器放大，后再送入多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)展時(shí)分復(fù)用轉(zhuǎn)換并同時(shí)完成采樣送瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器(IFP)進(jìn)展可變?cè)鲆?對(duì)于小信號(hào)自動(dòng)調(diào)整選擇較大增益，對(duì)于大信號(hào)自動(dòng)選擇較小增益)IFP15位逐次靠近型A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)展模數(shù)轉(zhuǎn)換；IFP315A／D轉(zhuǎn)換的尾數(shù)送入格式編排電路依據(jù)規(guī)定的格式進(jìn)展編排，編排的結(jié)果送入數(shù)字磁帶機(jī)記錄。包括反格式編排、自動(dòng)增益掌握、D／A轉(zhuǎn)換、反多路轉(zhuǎn)換、回放濾波等處理，最終用繪圖儀形成回放記錄。符合質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)磁帶需要送計(jì)算中心完成員后的處理與解釋。計(jì)算機(jī)集中掌握式地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集中掌握式地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一般框圖如圖4—2所示。承受這種掌握方式的地震儀主要有美國(guó)的MDS—15B型地震儀和法國(guó)舍塞爾公司的SN—358型地震儀等。與圖4—1比照可以看出，計(jì)算機(jī)集中掌握式數(shù)字地震儀在數(shù)據(jù)編排局部之前與專(zhuān)用集中掌握式數(shù)字地IFP和逐次靠近型A／D后續(xù)數(shù)據(jù)編排和處理局部承受通用計(jì)算機(jī)掌握現(xiàn)。由于承受了計(jì)算機(jī)掌握，使儀器系統(tǒng)的整體掌握局部的功能更加完備、敏捷，并具有肯定的數(shù)據(jù)處理功能。因此，整個(gè)系統(tǒng)的智能化水平有了很大提高。IFP15位逐次靠近型A／D轉(zhuǎn)換器相互協(xié)作以獲得較大的信號(hào)處理動(dòng)態(tài)范圍。在實(shí)際系統(tǒng)中，IFP3—4位增益碼，A／D轉(zhuǎn)換器承受15位(1位符號(hào)位，14位尾數(shù))逐次靠近型，集中掌握式數(shù)字地震儀動(dòng)態(tài)范圍理論上可達(dá)168dB，但實(shí)際考慮儀器噪聲等因素的影響，儀器的動(dòng)態(tài)范圍一般不超過(guò)120dB。二、分布式遏測(cè)地震儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(一般稱(chēng)為“大線(xiàn)”)與采120道。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在地震儀中應(yīng)用的不斷深入，人們把數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的放大器、濾波器、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)傳輸掌握規(guī)律以及整體掌握用CPU完成。(cPU做在一個(gè)小箱體內(nèi)，稱(chēng)為“采集站”)將采集站放置在檢波點(diǎn)上，每個(gè)采集站用較短的模擬信號(hào)線(xiàn)(一般稱(chēng)為“小線(xiàn)”)1—8道檢波器連接，各采集站用數(shù)字信號(hào)線(xiàn)(數(shù)字大線(xiàn))或以無(wú)線(xiàn)方式與中心記錄主采集部件在檢波點(diǎn)而不在儀器車(chē)上，因此這類(lèi)系統(tǒng)又被稱(chēng)為“遙測(cè)地震儀4—3所示。遙測(cè)系統(tǒng)的采集站與中心記錄主機(jī)之間傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，采集站和記錄主機(jī)可以敏捷IFP24位Δ-ΣA／D型采集站。IFP型采集站IFP4—4DFS—1VMDS—16型地震儀和法國(guó)舍塞爾公SN—368型地震儀等。從圖4—4可以看出，承受IFP放大器的采集站的內(nèi)部構(gòu)造與計(jì)算機(jī)集中掌握式地震儀前端的構(gòu)造形式根本一樣。其主要電路構(gòu)造(前放濾波、多路轉(zhuǎn)換、浮點(diǎn)放大、A／D轉(zhuǎn)換和CPU掌握)與計(jì)算機(jī)集中掌握式地震儀相應(yīng)的電路也根本一樣，只是采集站的道數(shù)一般為6—8道，可以使檢波器通過(guò)較短距離的小線(xiàn)就近接入采集站。采集站中的掌握局部一般由cPu路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換、浮點(diǎn)放大器、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)傳輸接口的掌握。信號(hào)處理流程與集中掌握式地震儀類(lèi)似，在此不做贅述。IFP型采集站存在的問(wèn)題影響地震儀頻率特性的因素主要是模擬電路及A／D頻響應(yīng)而言，直流放大器和直流耦合技術(shù)，可以很簡(jiǎn)潔地滿(mǎn)足高區(qū)分率地震勘探3Hz低頻IFPfsfmax；IFP的單道調(diào)整時(shí)tcNfs＞2fmaxfs＝4fmax，系統(tǒng)的高截止轉(zhuǎn)折頻率fc=fmax，則有(4—1)式說(shuō)明：當(dāng)IFP的調(diào)整時(shí)間確定之后，地震儀的高截止轉(zhuǎn)折頻率與地震道數(shù)成反比。IFPtcIFP電路的限制不能做到很小，而現(xiàn)代高區(qū)分率地NIFPIFP式地震儀難以同時(shí)滿(mǎn)足較高的高截止頻率fc和較高的道數(shù)N的要求。不失真情號(hào)的幅值。當(dāng)模擬電路靜態(tài)工作點(diǎn)確定之后，(主要由電源和電路構(gòu)造本身確定)電路動(dòng)態(tài)持性的主要因素。一般狀況下，對(duì)于NA／D轉(zhuǎn)換器，其動(dòng)態(tài)范圍DR為A／DA／D轉(zhuǎn)換器和直接比較型A／D轉(zhuǎn)換器，由于電路本身噪聲特性的影響，其區(qū)分率很難到達(dá)18位。因此，直接使用傳統(tǒng)A／D轉(zhuǎn)換器的儀器系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)范圍難以到達(dá)110dB。IFP15A／D轉(zhuǎn)換器協(xié)作的數(shù)字地震儀，奇異地利用了浮點(diǎn)IFP的多級(jí)模擬放大器具有較大噪聲(8．86μv)而且15A／D168dB的動(dòng)態(tài)范圍。但實(shí)際上，由于模擬電路本底噪聲的影響，IFP15A／D轉(zhuǎn)換器協(xié)作的數(shù)字地震儀的實(shí)際動(dòng)態(tài)范圍不超過(guò)120dB主導(dǎo)地位的IFP構(gòu)造的采集站，很難在動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)上進(jìn)一步提高。IFP簡(jiǎn)單，功耗也比較大，這些都不符合現(xiàn)代電子技術(shù)集成化、數(shù)字化、低功耗(低電源電壓)、的需要。3