本发明专利技术涉及地震传感器阵列装置及其数据采集方法，该装置包括地震传感器、采集卡和计算机，通过履带滚动前行，地震传感器排列设置在履带上，构成地震传感器阵列；履带与探测面接触部分上的相应地震传感器阵列，接收接触面地震波信号，并将振动信号转换成电信号，再通过采集卡和滑动连接器将信号有线传送到所述计算机或地震记录仪记录，或通过无线通信装置，将信号无线传送到所述计算机或地震记录仪记录。地震传感器阵列滚动行进，交替接触探测面，实现快速测量。通过传感器触地鞋的设置，使传感器与探测面更加紧密地耦合。本发明专利技术的装置可适应复杂地面和恶劣条件地区探测，也可适用于月球表面、建筑物基础面或其他固体物的探测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体涉及利用可连续运动陆 用地震传感器阵列(Continuous Land Streamer)进行实时数据采集的装置以及该装 置的数据采集方法。
技术介绍
地震勘探和声波无损检测是以弹性波为测试信号的地球物理方法，测试信号可以 是人工激发或者自然激发的信号源(震源)所发出的弹性波(地震波)，信号透过地下 介质，通过反射、折射等传播方式到达接收传感器阵列，由传感器(检波器)把携带 有目标信息的弹性波转换成电信号并由地震仪器或数字信号采集器记录下来，再通过 信号数据处理和分析，确定出检测目标的几何形状和物理特征。传统的陆用地震数据采集方法是采用人工插置检波器的方法，其效率很低。寻找 一种高效快速的陆用地震检波器接收阵列， 一直是地震勘探所热衷的课题。近十几年， 美国国家科学基金(NSF)，能源部(DOE)基金，国防部(DOD)基金，更是在相关课 题上给予大力资助。其中由美国蒙大拿科技和PFM制造公司(Montana Tech and PFM Manufacturing)承担的美国国家科学基金会资助的小公司技术转化项目(SBTT 2003-2005)，沿用了海洋地震勘探彩色浮标带的陆用传感器阵列(Land Streamer), 实现了四排陆用传感器阵列(Land Streamer)并联组合的面积阵列。由于该方法采用 大动力拖车，直接拖动传感器托带，因此对地面条件要求很高， 一般只适用于平滑的 地面，而且所能拖曳的传感器面积阵列非常有限。而美国堪萨斯大学近10年研究的3D 小面积检波器阵列AutoJuggie装置及美国专利US6532190B2的地震传感器阵列，主要是 采用人力或液压机械装置插植检波器阵列，但由于检波器置于刚性支架上，不仅要求 地面平坦，刚性支架也会产生钢管波干扰，影响测量精度，探测面积同样极为有限。 除此之外，瑞士的ETH，丹麦的COWI,美国堪萨斯地质测量，瑞典的Ramboll等公司都 发展了基于拖带或拖缆的陆用传感器阵列(land Streamers)。鉴于地表条件的复杂性，尽管各国在相关的课题上每年都在加大开发力度，但目 前尚没有可以在大面积的测试范围上进行连续移动测试的接触式弹性波接收系统。
技术实现思路
本专利技术针对以上现有技术的不足，其目的在于提供一种能够在大面积的测试范围 上进行快速测量，也可实现连续移动测量，且能够与地面实现紧密耦合的地震传感器 阵列装置。本专利技术是通过以下技术方案实现的-地震传感器阵列装置，包括地震传感器、采集卡和计算机，其特征在于该阵列装 置通过履带滚动前行，所述地震传感器排列设置在履带上，构成可滚动行进的连续地 震传感器阵列。所述履带与探测面接触部分上的相应地震传感器阵列，接收接触面弹性波信号， 并将振动信号转换成电信号，再通过采集卡和滑动连接器将信号有线传送到所述计算 机或地震记录仪记录，或通过无线通信装置，将信号无线传送到所述计算机或地震记 录仪记录。所述地震传感器的前端凸出于履带外周，其上设触地鞋。所述地震传感器为单分量传感器、二分量传感器、三分量传感器或多分量传感器；所采集的弹性波为纵波、横波和面波。所述触地鞋形状为柱形、圆锥形、三角锥形、多角锥形、凸台形或凸球形。 所述履带为橡胶履带、金属履带或其他材料组成的连续环带。 所述履带为椭圆形履带、三角形履带或多角形履带运动系统。 当信号有线传输时，所述滑动连接器与所述地震传感器对应联接，所述滑动连接器由运动导体和固定导体组成，运动导体固定在履带内侧，随履带运动，固定导体固定在履带架上，两导体滑动接触，实现电信号连接。当信号无线传输时，所述采集卡内设无线信号发射器，所述计算机或地震记录仪内设无线信号接收器，或在履带架上设无线信号接收器再通过信号传输线送到计算机或地震记录仪。所述的传感器相对于探测面位置由阵列装置参考点的当前坐标确定。 所述阵列装置由动力源拖曳，所述动力源为机械动力源、电动力源或人工动力源。本专利技术的另一目的是提供利用上述地震传感器阵列装置进行数据采集的方法，包括a、 地震传感器通过其触地鞋及履带压紧作用，使之与探测面紧密耦合；b、 随着履带的滚动，地震传感器阵列滚动前行，交替接触探测面，实现整条测 线的测量；c、 依次接收探测面的弹性波信号，并将弹性波信号转换成相应的电信号；d、 由GPS提供当前坐标，确定地震传感器相对于探测面的坐标位置；e、 通过滑动连接器或无线连接将相应的电信号传到记录仪并记录下来；f、 所探测的弹性波信号是由人工激发或自然激发的震源所产生的；人工激发震 源也可以是运动的，以实现连续运动测量。所述地震传感器阵列可通过串行连接，组成更大的传感器阵列，实现大排列纵测 线测量。所述地震传感器阵列可通过并行连接或并行加串行组合连接，实现面积阵列，从 而实现三维地震数据采集。所述探测面是指地面、月球表面、建筑物基础面或其他固体物的探测表面。本专利技术的有益效果将地震传感器设置于履带上，随着履带的滚动，实现地震传 感器阵列的排布。地震传感器阵列滚动行进，交替接触探测面，实现快速测量。通过传感器触地鞋的设置，使传感器与探测面更加紧密地耦合，确保采集数据的准确性。 对于锥形传感器触地鞋，在履带运动中，前驱动轮将传感器椎压入土中，加上履带的 压力，从而实现传感器与地面的紧密耦合。在履带不动时，其传感器与地面耦合如同 压实插值的传感器效果。在履带运动测量时，可以实现极快速地震数据采集。与可连 续移动震源结合使用，组成连续运动测量的地震系统，可实现对勘测目标的高速扫描， 极大地提高了探测效率；该装置通过串行连接，可以实现较长排列测量；通过并行连接或并行加串行组合 连接，可实现面积组合阵列，以完成三维地震测量。该装置可适应复杂地面、浅水交 接区域和恶劣条件地区探测，也可适用于月球表面、建筑物基础面或其他固体物的探 测。本专利技术的基本应用领域是地震勘探和声波(超声波)无损检测，其范围从浅表层 的工程检测、中浅层的资源勘探到深层的油气田勘探。本专利技术也可扩展应用到月球的震动研究，月壤、月岩构造探测，军事车辆和集团运动目标定位，工程构件无损探测， 微震及自然振动源检测，人体骨骼声波扫描等领域。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。图l为本专利技术整体结构示意图；图2为传感器阵列在履带上的布置方式示意图；图3为传感器在履带上装配示意图；图4为两轮、三轮和多轮支起履带结构示意图；图5为滑动联接器设置示意图；图6为有线信号传输结构联接框图；图7为无线信号传输结构联接框图；图8为锥形触地鞋、凸台形触地鞋、凸球形触地鞋与探测面耦合示意图；图9为车拖曳及组合方式示意图；附图说明图10为传感器位置当前坐标确定方式示意图。图中1、履带；2、地震传感器；3、滑动连接器；4、采集卡；5、传感器连线； 6、履带支撑轮；7、拖曳杆；8、支架；9、触地鞋；10、震源；11、探测面；12、震 源拖动；13、地震射线；14、探测目标；15、仪器连接大线；16、地震记录仪或计算 机；17、触地传感器排列；18、触地传感器；19、履带支撑轮导轨；20、传感器芯体； 21、传感器连线密封件；22、传感器外套；23、传感器封盖；24、拖曳架；25、拖车； 26、 GPS接收系统；27、履带坐标参考点；28、轴芯位本文档来自技高网...
【技术保护点】
地震传感器阵列装置，包括地震传感器、采集卡和计算机，其特征在于该阵列装置通过履带滚动前行，所述地震传感器排列设置在履带上，构成地震传感器阵列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖毅，
申请(专利权)人：廖毅，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
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