地震勘探仪器几个基本概念
上海申丰地质新技术应用研究所有限公司郭乃根
一、为什么要24位A/D转换
高分辨地震勘探要求地震信号的动态范围高达120dB,这就要求数据采集系统A/D转换器不低于20位,传统的数据采集系统是无法实现的。
传统数据采集是将连续的地震信号进行采用,之后对多路串行的离散电压进行A/D量化,A/D转换器位数越多,每个子样的电压量化时间久越长,要求采样率越低,这样,高频的地震信号就记录不到,就无法满足高分辨率地震勘探。
地震信号是微弱信号检测(简称WSD)weak signal detection,采用的方法一是从传感器及放大器入手,降低固有噪声水平。
分析从测量有规律的信号,这是目前微弱信号测量的主要方法。
微弱信号的测量,这就要求传感器:测量范围宽、线性好、高灵敏度、低噪声、频带宽、相应快、匹配好、使用寿命长。
频域信号,是正弦信号,可以采取测量系统宽带的方法(窄带化技术)
信号采集,主要避免假频现象。
采样率必须是信号频率的两倍。
二、模数转换器,A/D转换24位
为满足数字信号处理要求,模拟信号必须转换成数字信号,A/D转换器就是模拟信号转换信号。
检波器接收到地震信号时,检波器转化成电信号,如果电信号是连续的,就要通过抽样变成离散信号或者抽样信号,再对抽样信号进行量化,而最终变成数字信号。
按照工作原理分,可以分成直接型A/D转换器和间接型A/D转换器两大类。
直接型A/D转换器是将模拟量直接转换成数字量代码,不加任何中间变量。
间接型A/D转换器需要借助时间、频率、脉冲宽度等中间变量才能完成A/D转换。
、24位A/D转换理论上可以达到138 dB,实际动态范围超过120 dB。
三、道间一致性与道间串音问题
各地震道结构一致,传输特性、振幅特征、相位特征均要求一致,要求记录振幅小于正负2%,时间误差应小于正负0.5ms。
各检波器,容易因相互感应,造成串音。
减少采集道数与增设回零开关,是解决串音的有效方法。
四、为什么数字自动控制增益AGC
人的生理特点,人眼只能分辨20 dB左右的动态范围,而记录磁带的动态范围100dB~120 dB的地震信号,就必须要动态压缩。
形成人眼容易辨认的地震监视波形。
直达波没有到达时称为初至区
直达波后,称为:续至区
地震勘探中,对地震波研究主要分为:波形、频谱、振幅、波前、射线、时距曲线、视速度。