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专利名称：一种三分量震动信号采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地震勘探仪器领域，特别涉及一种三分量震动信号采集装置。
技术背景 地震观测仪是一种监视地震的发生、记录地震相关参数的仪器。在地震勘探中，地震观测仪也用于记录人工激发的地震波。目前常用的地震仪是采用外挂单分量地震检波器的宽频地震观测仪。单分量地震仪能在勘探中获取一个分量的地震信号数据，地震仪通过线缆外接采集地震信号的检波器。采集地震数据时，通常需要采集三个分量(水平的正东、正北方向和竖直方向)的地震信号数据。若要同时获取三个分量的地震信号数据，就需要三台单分量地震仪分别外接检波器的获取三个分量。如图I所示，一台地震观测仪包括三个检波器、三个单分量地震仪。野外工作时，经常需要几百上千台地震观测仪，每台单分量地震仪均需要连接检波器，然后将一台地震观测仪(包括三个单分量地震仪和三个检波器)都安放在事先挖好的土坑中，并埋好。采用单分量地震仪采集三分量地震信号时，每个采集点需要布置三台单分量地震仪外接三分量检波器，工作量大。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种三分量震动信号采集装置，将传统的三个检波器和三个单分量地震仪组合简化，简化了采集点的布置工作。一种三分量震动信号采集装置，包括采集目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号的第一检波器；采集所述目标位置点所处水平正北方向的第二震动信号的第二检波器；采集所述目标位置点所处竖直方向的第三震动信号的第三检波器；分别与所述第一检波器、第二检波器和第三检波器相连，获取所述第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号，并分别对所述第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行调整转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号及第三震动数字信号的信号采集板。上述的装置，优选的，所述信号采集板包括分别获取所述第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号的信号获取器；与所述信号获取器相连，分别对所述第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行转换得到与其对应的第一震动电信号、第二震动电信号及第三震动电信号的第一转换器；与所述第一转换器相连，分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号及所述第三震动电信号进行调整得到与其对应的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号及第三震动标准电信号的信号调整器；与所述信号调整器相连，分别将所述第一震动标准电信号、所述第二震动标准电信号及所述第三震动标准电信号转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号和第三震动数字信号的第二转换器。上述的装置，优选的，还包括与所述信号采集板相连，保存所述第一震动数字信号、第二震动数字信号和第三震动数字信号的信号存储器。上述的装置，优选的，所述信号调整器包括依据设定的放大倍数，分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号和所述第三震动电信号进行放大得到与其相对应的第一放大震动电信号、第二放大震动电信号和 第三放大震动电信号的信号放大单元；与所述信号放大单元相连，依据过滤条件，分别对所述第一放大震动电信号、第二放大震动电信号和第三放大震动电信号进行过滤，得到与其相对应的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号和第三震动标准电信号的滤波单元。上述的装置，优选的，所述信号采集板还包括分别与所述信号获取器和所述第一转换器相连，调节所述信号采集板的输入阻抗与所述第一检波器、所述第二检波器和所述第三检波器的输出阻抗相匹配的阻抗匹配电阻。上述的装置，优选的，还包括调节所述装置在目标位置点的水平状态的水平调节器。本实用新型提供了一种三分量震动信号采集装置，包括采集目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号的第一检波器；采集所述目标位置点所处水平正北方向的第二震动信号的第二检波器；采集所述目标位置点所处竖直方向的第三震动信号的第三检波器；分别与所述第一检波器、第二检波器和第三检波器相连，获取所述第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号，并分别对所述第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行调整转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号及第三震动数字信号的信号采集板。采用本实用新型的一种三分量震动信号采集装置能够同时采集得到一个采集点的三个方向的震动信号，并将三个震动信号分别转换调整为适于传输的数字信号，在野外工作时，减小布置采集点时的工作量。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是现有技术中采用外挂单分量地震检波器的地震观测仪的结构示意图；图2是本实用新型一种三分量震动信号采集装置的外壳俯视图；图3是本实用新型一种三分量震动信号采集装置的外壳主视图；图4是本实用新型一种三分量震动信号采集装置实施例I的结构示意图；[0033]图5是本实用新型一种三分量震动信号采集装置实施例I的一具体结构示意图；图6是本实用新型一种三分量震动信号采集装置实施例I的另一具体结构示意图；图7是本实用新型一种三分量震动信号采集装置实施例2的结构示意图；图8是本实用新型一种三分量震动信号采集装置实施例3的结构示意图；图9是本实用新型一种三分量震动信号采集装置中三个检波器的排放图；图10是本实用新型一种三分量震动信号采集装置的经典使用场景。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置实施例中包括调节所述装置在目标位置点的水平状态的水平调节器，所述水平调节器设置在装置外壳上，包括水平显示泡和水平调节脚组。图2所示的是本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置的外壳俯视图，在本实用新型的装置外壳的盖上，设置有水平显示泡，内有一个小气泡，用于显示装置是否处于水平状态，小气泡在水平显示泡的正中位置时，装置在目标位置点处于水平状态，否则，装置需要调平。图3所示的是本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置的外壳主视图，在本实用新型的装置的外壳底部，设置有水平调节脚组，水平调节脚设置在装置的底部，三个水平调节脚的安装位置连线组成一个正三角形。当水平显示泡的小气泡不在正中位置时，说明装置还没有处于水平状态，调节水平调节脚的高度，直到小气泡到达水平显示泡的正中位置，装置在目标位置点处于水平状态，就可以进行震动信号采集。参见图4，示出了本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置实施例I的结构不意图，包括第一检波器101、第二检波器102、第三检波器103和信号米集板104 ；其中第一检波器101米集目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号,第二检波器102采集所述目标位置点所处水平正北方向的第二震动信号，第三检波器103采集所述目标位置点所处竖直方向的第三震动信号；将三个检波器集中在本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置中，能够同时采集同一个目标位置点的水平正东、水平正北和竖直方向三个方向的震动信号。分别与所述第一检波器、第二检波器和第三检波器相连的信号采集板104获取所述第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号，并分别对所述第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行调整转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号及 第三震动数字信号。其中，参见图5，所述信号采集板104包括信号获取器1041、第一转换器1042、信号调整器1043和第二转换器1044 ；[0049]其中，信号获取器1041分别获取第一检波器101、第二检波器102和第三检波器103分别采集的目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号、水平正北方向的第二震动信号和竖直方向的第三震动信号；其中，第一转换器1042与所述信号获取器101相连,分别对第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行转换得到与其对应的第一震动电信号、第二震动电信号及第三震动电信号；将震动信号转换为电信号是为了在信号采集板104将易受到干扰的震动信号转换为不易受到干扰数字信号，但是震动信号不能直接转换为数字信号，分别将采集得到震动信号先将震动信号转换为电信号，为后续转换提供基础。其中，信号调整器1043与所述第一转换器1042相连，分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号及所述第三震动电信号进行调整得到与其对应的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号及第三震动标准电信号； 由于采集得到的震动信号存在干扰等各种情况，转换得到的电信号也会受影响，所以，需要对分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号和所述第三震动电信号进行调整得到符合要求的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号及第三震动标准电信号。其中，第二转换器1044与所述信号调整器1043相连，分别将所述第一震动标准电信号、所述第二震动标准电信号及所述第三震动标准电信号转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号和第三震动数字信号。由于数字信号比震动信号、电信号受噪声影响更�。中藕旁诖涔讨心芙虾玫谋３钟敕⑺投艘谎杉瓿珊蟮姆治龉绦枰既返男藕牛越鸲藕抛晃中藕牛鸲藕挪荒苤苯幼晃中藕牛枰茸晃缧藕旁僮晃中藕�。传输转换调整得到的数字信号到与本实用新型的一种三分量震动信号采集装置配套使用的PC或PDA或GPS (global positioning system,全球定位系统)中，比传输震动信号效果更好。其中，参见图6，所述信号调整器1043包括信号放大单元10431和滤波单元10432 ；信号放大单元10431依据设定的放大倍数，分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号和所述第三震动电信号进行放大得到与其相对应的第一放大震动电信号、第二放大震动电信号和第三放大震动电信号；其中，所述信号放大单元10431还包括倍数设定子单元104311。由于所述第一检波器101和/或第二检波器102和/或第三检波器103采集的震动信号可能存在信号强度较小或较大的情况，所以需要将强度大小不符合的震动信号进行放大或缩小到最佳的计算范围，由倍数设定子单元104311对信号放大单元10431的放大倍数进行设定。滤波单元10432与所述信号放大单元10431相连，依据过滤条件，分别对所述第一放大震动电信号、第二放大震动电信号和第三放大震动电信号进行过滤，得到与其相对应的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号和第三震动标准电信号。[0062]由于所述第一检波器101和/或第二检波器102和/或第三检波器103采集的震动信号中会有干扰信号，为了除去这些干扰信号，将真正的地震信号过滤出来，需要将滤波单元10432的滤波条件限定在地震震动信号的有效带宽中。参见图7，示出了本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置实施例2的结构示意图，本实用新型实施例是在实施例I的基础上，信号采集板104还包括信号存储器1045。信号存储器1045暂时保存所述第一震动数字信号、第二震动数字信号和第三震动数字信号，当需要将采集得到的信号输出时，再将所述震动数字信号输出。参见图8，示出了本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置实施例3结构示意图，本实用新型实施例是在实施例I的基础上，本装置的信号采集板104还包括阻抗匹配电阻1046。 分别与所述信号获取器1041和所述第一转换器1042相连，调节所述信号采集板104的输入阻抗与所述第一检波器、所述第二检波器和所述第三检波器的输出阻抗相匹配的阻抗匹配电阻。第一检波器101、第二检波器102和第三检波器103并联接入信号采集板，只要信号采集板104的输入阻抗与其中之一的检波器输出阻抗相匹配，就能达到阻抗匹配的目的。当所述第一检波器101、第二检波器102和第三检波器103的输出阻抗与信号采集板104的输入阻抗相匹配，检波器采集得到的震动信号就能够不畸变不失真地转换为数字信号。参见图9，示出了本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置中三个检波器的排放图，三个检波器是按笛卡尔坐标排放的，可以同时采集两个水平方向(正东、正北)和一个竖直方向共三个方向的震动信号，图中T、L为水平方向，Z为竖直方向，L为水平的正东方向。参见图10，示出了本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置的经典使用场
旦
o本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置与信号处理软件相配套使用。将本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置采集得到的目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号、水平正北方向的第二震动信号和竖直方向的第三震动信号分别调整转换得到的第一震动数字信号、第二震动数字信号及第三震动数字信号，输出到信号处理软件中进行信号分析处理。信号处理软件可以为PC (personal computer,个人计算机)或PDA (personaldigital assistant,掌上电脑)等。实际操作中，在装置的外壳的盖上有指示正东或正北方向的箭头，安装时，按照箭头指示的方向安装装置。在实际操作中，为了保证本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置中的数字信号能够输出到配套使用的设备，如PC或PDA或GPS中，装置还包括通讯接口，用于输出所述震动数字信号和接收配套设备发送的指令。在实际操作中，为了保证本实用新型提供的一种三分量震动信号采集装置的供电，本装置还包括可充电源，用于对所述装置进行充电。可充电源可通过通讯接口进行充电。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种三分量震动信号采集装置，其特征在于，包括 采集目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号的第一检波器； 采集所述目标位置点所处水平正北方向的第二震动信号的第二检波器； 采集所述目标位置点所处竖直方向的第三震动信号的第三检波器； 分别与所述第一检波器、第二检波器和第三检波器相连，获取所述第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号，并分别对所述第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行调整转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号及第三震动数字信号的信号采集板。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述信号采集板包括 获取所述第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号的信号获取器； 与所述信号获取器相连，分别对所述第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行转换得到与其对应的第一震动电信号、第二震动电信号及第三震动电信号的第一转换器； 与所述第一转换器相连，分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号及所述第三震动电信号进行调整得到与其对应的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号及第三震动标准电信号的信号调整器； 与所述信号调整器相连，分别将所述第一震动标准电信号、所述第二震动标准电信号及所述第三震动标准电信号转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号和第三震动数字信号的第二转换器。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，还包括 与所述信号采集板相连，保存所述第一震动数字信号、第二震动数字信号和第三震动数字信号的信号存储器。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号调整器包括 依据设定的放大倍数，分别对所述第一震动电信号、所述第二震动电信号和所述第三震动电信号进行放大得到与其相对应的第一放大震动电信号、第二放大震动电信号和第三放大震动电信号的信号放大单元； 与所述信号放大单元相连，依据过滤条件，分别对所述第一放大震动电信号、第二放大震动电信号和第三放大震动电信号进行过滤，得到与其相对应的第一震动标准电信号、第二震动标准电信号和第三震动标准电信号的滤波单元。
5.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述信号采集板还包括 分别与所述信号获取器和所述第一转换器相连，调节所述信号采集板的输入阻抗与所述第一检波器、所述第二检波器和所述第三检波器的输出阻抗相匹配的阻抗匹配电阻。
6.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，还包括 调节所述装置在目标位置点的水平状态的水平调节器。
专利摘要本实用新型提供了一种三分量震动信号采集装置，包括第一检波器，用于采集目标位置点所处水平正东方向的第一震动信号；第二检波器，用于采集目标位置点所处水平正北方向的第二震动信号；第三检波器，用于采集目标位置点所处竖直方向的第三震动信号；信号采集板，用于获取第一震动信号、第二震动信号和第三震动信号，并分别对第一震动信号、第二震动信号及第三震动信号进行调整转换得到与其对应的第一震动数字信号、第二震动数字信号及第三震动数字信号。采用本实用新型的一种三分量震动信号采集装置和方法，能同时采集得到一个采集点的三个方向的震动信号，在野外工作时，在一个采集点只需布置一台该装置，减小布置采集点时的工作量。
文档编号G01V1/22GK202453511SQ20122008321
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者李英康, 王桂梅 申请人:重庆地质仪器厂