一种微地震检波信号前端处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微地震检波信号前端处理系统，其特点是该系统包括：用于采集微地震信号的检波器模块、用于接收检波器模块输出的微地震信号的检波信号放大模块、检波滤波模块、检波转换模块、用于将微地震信号转换为数字信号的模数转换模块、主控模块，以及均与主控模块连接的触发电路模块、存储电路模块、通讯电路模块和电源模块。本发明专利技术与现有技术相比具有对开采诱发的微弱地震进行早发现、早预警，增强微地震信号以及降噪处理，能够捕获微弱的地震检波信号，为后续对微地震信号的具体分析提供了更加准确的数据来源，电路结构简单，设计巧妙，使用方便，成本低廉，适于在微地震检测中应用。震检测中应用。震检测中应用。

【技术实现步骤摘要】
一种微地震检波信号前端处理系统
[0001]

[0002]本专利技术涉及勘探信号处理
，具体地说是一种微地震检波信号前端处理系统。

技术介绍

[0003]微地震是一种小型的地震（mine tremor or microseismic），在地下矿井深部开采过程中发生岩石破裂和地震活动，常常是不可避免的现象。由开采诱发的地震活动，通常定义为，在开采坑道附近的岩体内因应力场变化导致岩石破坏而引起的那些地震事件(Cook，1976)，它是在生产过程中自然发生，具有能量小，持续时间短等特点。开采坑道周围的总的应力状态，是开采引起的附加应力和岩体内的环境应力的总和。对地下开采诱发的地震活动性的研究表明，矿震不一定全都发生在开采的地点，且不同地区的最大震级也不相同，但矿震深度一般对应于开采挖掘的深度。大多数的微地震事件频率介于200
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1500Hz之间，持续时间小于1s，能量级别很低，一般在里氏
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3~+1级之间。由于微地震信号易受周围噪声遮蔽或影响，并且在传播过程中，岩石等介质的吸收效应也会使其能量受到不同程度影响。
[0004]现有技术对于一些微弱的地震检波信号很难检测到，对开采诱发的微弱地震不能早发现、早预警。因此，增强微地震信号以及对其进行降噪处理是微地震监测中不可缺少的环节，也是微地震监测技术今后发展的重要课题之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供的一种微地震检波信号前端处理系统，采用多个检波器模块配置与检波信号放大模块、检波滤波模块、检波转换模块、模数转换模块、主控模块、触发电路模块、存储电路模块和通讯电路模块组成的微地震检波信号前端处理系统，利用检波信号放大模块将多个检波器采集的微地震信号进行放大，实现对微地震有效监测和预警，低成本的信号采集和处理的电路，有效地增强了检波器获得的微地震信号的强度和准确度，为后续对微地震信号的具体分析提供了更加准确的数据来源，电路结构简单，使用方便，成本低廉，使用方便，实施效果好，在微地震检测中具有一定的应用前景。
[0006]实现本专利技术目的具体技术方案是：一种微地震检波信号前端处理系统，其特点是该微地震检波信号前端处理系统由检波器模块与检波信号放大模块、检波滤波模块、检波转换模块、模数转换模块、主控模块、电源模块、触发电路模块、存储电路模块和通讯电路模块组成，利用检波信号放大模块将多个检波器采集的微地震信号进行放大，实现对微地震有效监测和预警。
[0007]所述检波器模块与检波信号放大模块、检波滤波模块、检波转换模块、模数转换模
块和主控模块依次连接；所述触发电路模块、存储电路模块和通讯电路模块分别与主控模块连接；所述电源模块为主控模块以及检波信号放大模块、检波滤波模块和检波转换模块供电。
[0008]所述检波器模块为设置在微地震采集点的若干个检波器，检波器模块将采集的微地震信号经检波信号放大模块放大后输入检波滤波模块；所述检波滤波模块将输入的微地震检波信号经滤波、降噪处理后输入检波转换模块；所述检波转换模块将滤波后的微地震检波信号转换成模拟信号；所述模数转换模块将输入的模拟信号转换成数字信号后输入主控模块；所述主控模块将处理后的微地震信号通过通讯电路模块发送至上位机；所述触发电路模块用于唤醒主控模块进行前端信号采集和处理；所述存储电路模块用于临时存储处理后的信号。
[0009]所述检波信号放大模块包括：放大芯片U1、与放大芯片 U1的IN
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引脚连接的电阻R2、输出端与电阻R2连接的运放OP1、与运放OP1的正相输入端连接的电阻R1、与放大芯片U1的IN+引脚连接的电阻R3、1号引脚电阻R3连接且2号引脚与电阻R1连接的用于连接检波器模块的接口J1、负极连接接口J1的2号引脚且正极接负相供电的二极管D1、相互并联后正极连接接口J1的2号引脚且负极接正相供电的二极管D2和二极管D3、相互并联后负极连接接口J1的1号引脚且正极接负相供电的二极管D4和二极管D5、正极连接接口J1的1号引脚且负极接正相供电的二极管D6、串联后连接于放大芯片U1的两个RG引脚之间的电容C2和电阻R6、一端与放电芯片U1的REF引脚连接且另一端接地的电阻R5、一端与放大芯片U1的Vout引脚连接且另一端作为输出与检波滤波模块连接的电阻R4，以及一端与电阻R4输出端连接且另一端接地的电容C1。其中，运放OP1的负相输入端与输出端连接，放大芯片U1的V+引脚接正相供电，V
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引脚接负相供电。
[0010]所述检波滤波模块包括：滤波芯片U2、串联后与滤波芯片U2的+IN引脚连接的电阻R7和电阻R8、一端连接于电阻R7和电阻R8之间，且另一端与滤波芯片的
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IN引脚和OUT引脚均连接的电容C3、一端与滤波芯片U2的+IN引脚连接且另一端接地的电容 C6、并联后一端与滤波芯片U2的V
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引脚连接，且另一端接地的电容C7和电容C8，以及并联后一端与滤波芯片U2的V+引脚连接，且另一端接地的电容C4和电容C5。其中，电阻R7作为输入与检波信号放大模块连接，滤波芯片U2的OUT引脚作为输出与检波转换模块连接，滤波芯片U2的V
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引脚接负相供电，V+引脚接正相供电。
[0011]所述检波转换模块包括：作为输入与检波滤波模块连接的电容C9、一端均与电容C9连接的电阻R9和电阻R10、正相输入端与电阻R9另一端连接的运放OP2、一端与运放OP2的输出端连接的电阻R15、连接于运放OP2的负相输入端和输出端之间的电阻R12、正相输入端与电阻R10另一端连接的运放OP3、一端与运放OP3的输出端连接的电阻R16、连接于运放OP3的负相输入端和输出端之间的电阻R14、连接于运放OP2输出端和运放OP3负相输入端之间的电阻R13、连接于运放OP2负相输入端和运放OP3正相输入端之间的电阻R11、连接于运放OP2正相输入端和运放OP3正相输入端之间的电容C10、一端与运放OP2的
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5V供电端连接且另一端接地的电容C11，以及一端与运放OP2的+5V供电端连接且另一端接地的电脑人C12。其中，运放OP3的正相输入端接地，电阻R15和电阻 R16的输出分别为与模数转换模块连接的P3+和P3
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输出端。
[0012]所述模数转换模块包括与检波转换模块连接的用于接收放大处理后的微地震检
波信号的转换调理电路，以及与转换调理电路连接并与主控模块连接的模数转换器。
[0013]所述转换调理电路包括：作为输入端P3+接收检波转换模块的正输出信号的电阻R17、一端与电阻R17输入端连接且另一端接地的电阻R19、一端与电阻R17输出端连接且另一端接地的电容C13、一端与电阻R17输出端连接且另一端作为输出AINP的电阻R18、作为输入端P3
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接收检波转换模块的负输出信号的电阻R21、一端与电阻R21输入端连接且另一端接地的电阻R20、一端与电阻R21输出端连接且另一端接地的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微地震检波信号前端处理系统，其特征在于该微地震检波信号前端处理系统由检波器模块与检波信号放大模块、检波滤波模块、检波转换模块、模数转换模块、主控模块、电源模块、触发电路模块、存储电路模块和通讯电路模块组成，利用检波信号放大模块将多个检波器采集的微地震信号进行放大，实现对微地震有效监测和预警，所述检波器模块为若干个检波器构成的模组；所述检波器模块与检波信号放大模块、检波滤波模块、检波转换模块、模数转换模块和主控模块依次连接；所述触发电路模块、存储电路模块和通讯电路模块分别与主控模块连接；所述电源模块为主控模块以及检波信号放大模块、检波滤波模块和检波转换模块供电；所述检波器模块将采集的微地震信号经检波信号放大模块放大后输入检波滤波模块；所述检波滤波模块将输入的微地震检波信号经滤波、降噪处理后输入检波转换模块；所述检波转换模块将滤波后的微地震检波信号转换成模拟信号；所述模数转换模块将输入的模拟信号转换成数字信号后输入主控模块；所述主控模块将处理后的微地震信号由通讯电路模块发送至上位机；所述触发电路模块用于唤醒主控模块进行前端信号采集和处理；所述存储电路模块用于临时存储处理后的信号。2.根据权利要求1所述的微地震检波信号前端处理系统，其特征在于所述检波器在微地震采集点为多个布置。3. 根据权利要求1所述的微地震检波信号前端处理系统，其特征在于所述检波信号放大模块包括：放大芯片U1、一端与放大芯片 U1的IN
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引脚连接，且另一端与运放OP1负极连接的电阻R2、一端与运放OP1正相输入端连接，且另一端与接口J1的2号引脚连接的电阻R1、一端与放大芯片U1的IN+引脚连接，且另一端与接口J1的1号引脚连接的电阻R3、负极连接接口J1的2号引脚，且正极接3.3V负相供电的二极管D1、相互并联后正极与接口J1的2号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D2和二极管D3、相互并联后负极与接口J1的1号引脚连接，且正极接3.3V负相供电的二极管D4和二极管D5、正极与接口J1的1号引脚连接，且负极接3.3V正相供电的二极管D6、串联后连接于放大芯片U1的两个RG引脚之间的电容C2和电阻R6、一端与放电芯片U1的REF引脚连接，且另一端连接接地的电阻R5、一端与放大芯片U1的Vout引脚连接，且另一端作为输出P1与检波滤波模块连接的电阻R4，以及一端与输出P1连接，且另一端连接接地的电容C1，所述运放OP1的负相输入端与输出端连接；所述放大芯片U1的V+引脚接3.3V正相供电，V
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引脚接3.3V负相供电。4. 根据权利要求1所述的微地震检波信号前端处理系统，其特征在于所述检波滤波模块包括：滤波芯片U2、串联后与滤波芯片U2的+IN引脚连接的电阻R7和电阻R8、一端连接于电阻R7和电阻R8之间，且另一端与滤波芯片的
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IN引脚和OUT引脚均连接的电容C3、一端与滤波芯片U2的+IN引脚连接，且另一端连接接地的电容 C6、并联后一端与滤波芯片U2的V
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引脚连接，且另一端连接接地的电容C7和电容C8，以及并联后一端与滤波芯片U2的V+引脚连接，且另一端连接接地的电容C4和电容C5，所述电阻R7作为输入P1与检波信号放大模块连接；所述滤波芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟，朱云峰，崔然，吴丰收，
申请(专利权)人：中船勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：