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产品信息

ISS地震数据采集系统

ISS是由数据采集单元,通讯单元和中心处理机以及地震信号处理软件系统所组成,是一种集成式的、数字化、智能化、高分辨率的地震检测和控制系统。可对地震事件进行在线处理,分析和可视化;此外还可监视非地震性的、缓慢的地壳变动和其它参数变化。每个采集单元可与单分量、双分量和三分量传感器连接。可借助于电缆、光纤或无线电把很多个采集单元连接成网络系统。ISS可与ISSI公司生产的低频检波器(频宽1Hz-2000Hz)或加速针(频带0.2Hz-2300Hz)相匹配。ISS数据采集单元具有五种型号,各自具有不同的特点。
硬件:地震传感器, 数据采集单元,通讯单元,中心处理机

 

 
软件:走时系统(RTS),地震信号处理系统RMTS或XMTS,地震活动性的可视化和解释系统XDI,地  震活动性的可视化和解释系统JDI 
     
    ISS系统主要用于矿山井下塌方、冒顶和稳定性监测,隧道开挖和水库大坝监测,油井稳定性监测以及地震活动性和火山监测等
 
矿   山
工    程
石    油
地震、火山和水库监测
开采稳定性
岩爆
block caving
goafing
巷道稳定性
blosting
隧道和隧道开挖
边坡稳定性
结构勘探
大坝监测
划定断层
油井稳定性监测
油藏管理
地震活动性
火山监测
水库监测
 
监视地下开采安全性:

 

 
1、操作

 


     在坑道中安装固定式的地震仪,位于地面上的中心站(台式运行时间系统,DRTS)负责通讯,实时监视岩体的地震活动。GPS授时,于是所记录到的地震数据就可以与附近区域内的地震活动数据进行综合分析。

 

 
2、通讯

 


     在此RS485通讯接口可降低成本。用这种方法QS数据采集单元可用便宜的两芯双对铜电缆串连一起。如果两个终点距离超过1.2km,必须应用中继站。每个链可以支持10台QS数据采集单元。

 

 
3、 地震传感器

 


     每个QS数据采集单元可以监视和预处理6个地震信号,可把任何形式的地震传感器联合在一起,即可连接检波器也可连接加速计(压电石英和力平衡)。

 

 
4、地震数据处理和解释

 


     每个地震事件被传输到地面中心站(DRTS)并被记录下来,对其进行自动处理并计算出震源参数;包括震中位置、震动时间、辐射的地震能量和共震非弹性变形等。最后由软件RMTS和XMTS处理结果加以确认。再由XDI或JDI软件对地震活动的时空趋势作出判断。
 
Quake地震仪是集成式地震系统(ISS)的第四代产品,其技术指标如下:

 


 

·6道(两个三分量或6个单分量或其间的任意组合)
·软件选择采样率(50到24000样品/每秒)
·24位A/D转换
·触发模式和/或连续记录模式
·小型,轻便(3.2Kg)
·低功耗(〈1W/每道〉
·多逻辑道
·FSK,RS485 or RS232通讯选择
·智能型,容错双向通讯。
 
地震传感器
     
    集成式的ISS地震系统可以与单分量、双分量和三分量检震器,加速计或力平衡加速计做任何形式的连接。按其振幅范围,频率范围,可靠性和价格,每种传感器都有其自身的优点。三分量传感器(tri-axial)堪称为具有最精确的源参数。
    
ISS公司可根据客户的应用范围,提供最佳的传感器类型和布置形式。
     
   检波器通常是在矿山应用中首选的一种传感器,因为它的价格低,频带宽,可靠性高。ISS公司生产两种检波器,自然频率分别为4.5Hz和30Hz。4.5Hz检波器的频带为3Hz-2000Hz;30Hz检波器频带为15Hz-2000Hz。
     
   在这些检波器中可以应用电子频带—依赖放大器。此时,4.5Hz检波器的频率下限可达1Hz,30Hz检波器的频率下限可扩展至6Hz。
     
   加速计通常用于记录高频率事件,记录精度高。ISS公司制造的加速计其频宽为0.2Hz-2300Hz,固有噪声非常低。
 
非地震传感器
 
     任何具有缓慢变化输出的传感器,其输出电压在+5V和-5V之间,或输出电流在4mA和20mA之间均可以与ISS系统相匹配。这类传感器包括应变计,蠕变计,倾斜仪和温度计等等。它们都可以有效地与ISS系统连接,用以监视非地震活动的各种地壳和地质运动。
 
数据采集单元
 
集成式的ISS地震系统有五种数据采集单元:
 
1) Quake地震仪(QS)具有高精度采样,智能式触发和辨认错误(fault-tolerant)功能,进行实时地震监测。
 
2) SA型Quake地震仪(SAQS)具有QS的同样优点,但它可以独立的对地震数据进行存储,GPS授时。
 
3) Mini型Quake地震仪是一种性能价格比优越,由内部电池运转的地震仪,通过ASCII下载内部网页把地震数据存贮在存储器之中。
 
4)连续式地震仪建筑在小型自含式单元基础之上,通过无线或hoc网通讯提供无需基础设施的、实时地震网络系统。每个单元都对地震信号进行预处理以便对局部的微破裂群体提供统计数据,由此使其成为一种地震安全性的监测系统。
 
5)记录式地震仪(RS)是世界上最小的地震数据采集单元,有拳头大小。该单元有内部可充电电池,在野外可工作3周以上,把记录到的地震信号存储起来以便以后下载
 
通讯单元
 
1、 调制解调器
 
1)组合形式
 
   *对于ISS地震仪而言,调制解调器是单个插入卡。
   *对于中心站或多道系统而言,调制解调器机柜/RS232编排板是由每道一个接收调制解调器和每个机柜一个共用的发射/时间调制解调器所组成。
 
2) 描述
 
     通过同步通讯线,把每个ISS地震仪与中心站连成一体,ISS调制解调器和RS232编排板可与特殊需要的时间同步和来自于中心站的指令相适应。
·应用4芯铜线9600比特/秒,19200或38400比特/秒的频移键控调制(FSK);
·带有光纤或数字无线电的RS232接口可做为标准支持的RS232;
·支持多道ISS地震仪的RS485接口;
·借助固定的或移动的电话拨号(SAQS);
·参照智能型多路调制解调器表。
 
2、智能型多路调制解调器
 
1)描述
 
智能型多路调制解调器(IM)可把来自于ISS网络中的数据压缩到一个单一的通讯链上。
 
2)特点
 
   ·8或15端口;
   ·连接到中心计算机上(115Kb/S);
   ·110-220V电源。
 
3)应用环境
 
可应用于恶劣的地下采挖条件中。
 
地震数据处理软件包对地震事件进行处理和分析:
 
·高质量地定出地震事件的方位,震源位置和地方地震的谱参数。
·对于震相拾取,地方震震源位置,幅度,谱参数以及张量矩(震源机制解)和源时间函数等具有交互功能。
 
·具有可视化功能,可显示波形、旋转分量、极化图、地震辐射波能量、P和S波谱以及叠加谱位移等。用户可根据上部和下部的截止频率来选择滤波器波形。也可以显示地面运动参数。
 
·可以处理由检波器或加速计记录的三分量和单分量波形。
 
·在交互处理之后,可以修正由运行时间系统(amts)所产生的源参数。
地震数据处理(XMTS)
 
可视化和解释(XDI)、(JDI)
 
     XDI是ISS可视化和解释软件包。地震数据的可视化和解释包括应用amts或xmts从地震图中提取地震事件参数。可视化参数,包括辐射的地震能量,地震矩,幅度,地震时间等等,用符号类型、大小和颜色表示。可用时间周期,地震参数值范围和矿山边界,工作场所等等对地震事件进行滤波。以等值线形式描述地震事件的各种参数。以这种方式可以很容易确定出高地震活动的区域。大小分布表明在某一震级之上的地震事件的平均复发时间。以所收集的地震资料为基础,可以计算出在某一时间周期内,某种震级地震将会发生的经验机率。随时间变化的曲线表示地震活动的时间特性,它对于判断潜在的不稳定地区和方向趋势很有用。
 
可视化和解释软件(JDI)
 
JDI是ISS最先进的可视化和分析软件包。其特点有:
 
·全三维交互
·综合型事件滤波和检验
·在任意面上的立体和线状等值线表示
·应用于Windows和Linux系统
与上述特点一起,JDI还提供一种直觉的用户界面,该界面可使您快速地和有效地开始你的工作。
在哪些情况下,你需要JDI软件:
·你在正研究三维矿体和构造(断层,岩脉等)
·你正在集成模型和地震数据
·你要对地震活动进行更全面和完善的分析