【摘要】：地震勘探是我們用來獲取地下石油、天然氣等資源分布情況的有效手段,本文設(shè)計了一種基于地震勘探技術(shù)的數(shù)字檢波系統(tǒng),其將動圈式地震檢波器與數(shù)字采集傳輸模塊結(jié)合起來,在檢波器內(nèi)部完成地震波信號的數(shù)字化轉(zhuǎn)換后再進行傳輸,消除了傳統(tǒng)地震檢波器傳輸模擬信號時容易受到干擾的缺陷。本文先對動圈式地震檢波器的工作原理進行了分析,之后詳細介紹了基于FPGA的數(shù)字檢波系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),完成了軟硬件的設(shè)計及調(diào)試,在實驗室環(huán)境下成功實現(xiàn)了10個采集節(jié)點的數(shù)據(jù)采集與傳輸。設(shè)計使用Microsemi公司的IGLOO系列低功耗FPGA作為主控器,TI公司的C5000系列低功耗DSP作為數(shù)字處理器模塊,在信號采集部分使用了高精度低功耗的24位Σ-ΔADC,在數(shù)據(jù)傳輸部分使用了基于Po E原理的通信技術(shù),在通信過程中使用了自定義的傳輸控制協(xié)議,同時該系統(tǒng)還具有檢波器自檢測功能、環(huán)境測量功能、電源監(jiān)測和電能傳輸控制功能。由相關(guān)實驗結(jié)果可知,本文所設(shè)計的數(shù)字檢波器具有體積小、功耗低、可重構(gòu)、動態(tài)范圍大等優(yōu)點,系統(tǒng)可以在3.84Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率下實現(xiàn)對100Hz的模擬地震波信號的采集和傳輸控制,為下一步的研究和應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P631.436
【圖文】：

陸地地震勘探原理示意圖

也稱為動圈式檢波器。動圈式檢波器使用電磁感應(yīng)原理來實現(xiàn)震動信號到電信號的轉(zhuǎn)換，其基本結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，主要由磁系統(tǒng)和振動系統(tǒng)兩部分組成。檢波器的外殼由圓筒型軟鐵制成，外殼內(nèi)壁與永久磁鐵之間是振動系統(tǒng)，主要由線圈支架及其纏繞的線圈和支撐線圈的上下彈簧片組成，它們構(gòu)成了一個慣性體，線圈架上有兩組繞向相反、相互串連的線圈，兩線圈具有嚴(yán)格的匹配特性，可以保證動態(tài)平衡，使檢波器內(nèi)部的感應(yīng)完全抵消，即雙線圈工作時，兩線圈的感生電動勢相加，外界干擾磁場在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相互抵消，還有使用上下兩個環(huán)形彈簧片支撐的線圈架，使之受力均勻并減少橫向振動；中間的部分為磁系統(tǒng)，主要包括圓柱型永久磁鐵，磁鐵兩極裝有固定在外殼上的磁靴

圖 2.3 數(shù)字檢波器功能示意圖數(shù)字檢波器在數(shù)字檢波系統(tǒng)中以采集節(jié)點的形式工作，每進行一次地震勘探都需要采集若干個節(jié)點的數(shù)據(jù)，各采集節(jié)點結(jié)構(gòu)完全一致。采集節(jié)點結(jié)構(gòu)如圖 2.4 所示，本文所設(shè)計的數(shù)字檢波器包含了數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、電源模塊、外設(shè)傳感器模塊等，在檢波器內(nèi)部實現(xiàn)了地震波模擬信號的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，使得模擬信號的傳輸距離

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本文編號：2762230