专利名称：一种用于地球物理勘探的辅助道板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于地球物理勘探的辅助道板。
背景技术：
随着石油的勘探开发朝精细方向发展，地球物理勘探领域对高精度勘探的需求越来越大，推动着高分辨地震勘探技术的不断发展，总体上地震勘探方法向着多维、多分量、 超多道的方向发展。另外，组成采集系统的基础部件的通用化、标准化程度不高，也一定程度上限制了地震勘探技术的推广应用及发展。随着地震勘探技术和地震数据处理解释技术的发展，需要采集的辅助数据越来越多，对数据的高精度采集、实时处理和传输等技术提出了很大的挑战。现有的辅助道数据采集系统采用独立箱体采集结构，体积庞大，复杂且造价高，技术落后，可靠性低。另外，目前的辅助道数据的采集采用传统的低精度模数转换器，采集精度低，传输数据量小，可采集辅助道道数少，无法满足日益精进的地震勘探开发需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通讯方便、数据采集精度高、数据传输量大且采集辅助道道数多的辅助道板。为了解决上述问题，本发明提供了一种用于地球物理勘探的辅助道板，包括辅助道采集板，所述辅助道采集板插接在CPCI背板(Compact PeripheralComponent Interconnect简称CPCI，又称紧凑型PCI)上，分别通讯连接传感器与CPCI背板，所述辅助道采集板接收所述传感器发送来的信号，并进行信号放大、模数转换、数字滤波后组成数据帧发送给CPCI背板，并在所述CPCI背板发送来的指令下进行动作；CPCI背板，所述CPCI背板分别通讯连接所述辅助道采集板与辅助道传输板，并在所述辅助道采集板与辅助道传输板之间进行数据交互；辅助道传输板，所述辅助道传输板插接在所述CPCI背板上，分别通讯连接所述 CPCI背板与室内系统，所述辅助道传输板将所述CPCI背板发送来的数据帧进行组拼后发送给所述室内系统，并将所述室内系统指令转发给所述CPCI背板。进一步，所述辅助道采集板包括阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络分别通讯连接所述传感器与放大器，所述阻抗匹配网络按照室内系统指令将所述传感器发送来的数据进行阻抗匹配后发送到所述放大器；放大器，所述放大器分别通讯连接所述阻抗匹配网络与模数转换模块，所述放大器按照室内系统指令将所述阻抗匹配网络发送来的数据进行放大后发送到所述模数转换模块；模数转换模块，所述模数转换模块分别通讯连接所述放大器与数字滤波模块，所述模数转换模块按照室内系统指令将所述放大器发送来的数据转换为数字信号后发送到所述数字滤波模块；数字滤波模块，所述数字滤波模块分别通讯连接所述模数转换模块与 FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)，所述数字滤波模块按照室内系统指令将所述模数转换模块发送来的数据进行数字滤波后发送到所述FPGA ；FPGA，所述FPGA分别通讯连接所述数字滤波模块与收发模块，所述FPGA按照室内系统指令将所述数字滤波模块发送来的数据组成数据帧后发送到所述收发模块；收发模块，所述收发模块分别通讯连接所述FPGA与CPCI背板，所述收发模块在所述FPGA与CPCI背板之间进行数据交互。进一步，所述辅助道传输板包括通讯模块，所述通讯模块分别通讯连接所述CPCI背板与数据处理模块，所述通讯模块在所述CPCI背板与数据处理模块之间进行数据交互；数据处理模块，所述数据处理模块分别通讯连接所述通讯模块与数据传输模块， 所述数据处理模块将所述通讯模块发送来的数据进行数据帧组拼后发送到所述数据传输模块；数据传输模块，所述数据传输模块分别通讯连接所述数据处理模块与室内系统， 所述数据传输模块在所述数据处理模块与室内系统之间进行数据交互。进一步，所述数据传输模块包括缓存单元，所述缓存单元分别通讯连接所述数据处理模块、并串转换单元及串并转换单元，所述缓存单元将所述数据处理模块、并串转换单元及串并转换单元发送来数据进行缓存后转发；并串转换单元，所述并串转换单元通讯连接所述缓存单元、光传输单元及电传输单元，所述并串转换单元将所述缓存单元发送来的数据进行并转串后发送到所述光传输单元及电传输单元；光传输单元，所述光传输单元分别通讯连接所述并串转换单元、串并转换单元及室内系统，并在所述并串转换单元、串并转换单元及室内系统之间进行数据传输；电传输单元，所述电传输单元分别通讯连接所述并串转换单元、串并转换单元及室内系统，并在所述并串转换单元、串并转换单元及室内系统之间进行数据传输；串并转换单元，所述串并转换单元分别通讯连接所述缓存单元、光传输单元及电传输单元，所述串并转换单元将所述光传输单元及电传输单元发送来的数据进行串转并后发送到所述缓存单元。进一步，所述数据传输模块还包括级联数据接收单元，所述级联数据接收单元接收与发送级联命令，并将级联命令数据通过所述电传输单元发送到所述缓存单元。本发明具有如下优点1、本发明采用辅助道采集板与辅助道传输板，分别插接在CPCI背板上，并通过 CPCI背板进行通讯，辅助道采集板可进行阻抗匹配、信号放大、模数转换及数字滤波、数据帧整合，辅助道传输板可对数据帧进行组拼，并方便数据交互，采用多种方式进行数据传输，本发明可与多种系统对接，通讯方式灵活可靠，稳定性高，且数据采集精度高、数据传输量大，可采集辅助道可进行级联，满足多种作业需求。
2、本发明结构简单、稳定性高，易于操作，且制作成本低廉，适应性广泛，可用于多种不同作业系统。
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明图1示出了本发明一种用于地球物理勘探的辅助道板结构示意图；图2示出了本发明一种用于地球物理勘探的辅助道板中辅助道采集板结构示意图；图3示出了本发明一种用于地球物理勘探的辅助道板中辅助道传输板结构示意图；图4示出了本发明一种用于地球物理勘探的辅助道板中数据传输模块结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括辅助道采集板1、CPCI背板2及辅助道传输板3。其中， 辅助道采集板1用于采集、处理数据，辅助道传输板3用于传输数据，CPCI背板2用于插装辅助道采集板1与辅助道传输板3。辅助道采集板1插接在CPCI背板2上，分别通讯连接传感器4与CPCI背板2。辅助道采集板1接收传感器4发送来的信号，并进行信号放大、模数转换、数字滤波后组成数据帧发送给CPCI背板2，并在CPCI背板2发送来的指令下进行动作。辅助道采集板1中包含八个采集单元，美观采集单元采集4道辅助数据，共可采集 32道辅助数据。辅助道采集板1将水下拖缆中传感器4发送来的数据按照室内系统5指令进行采集、处理后再发送到室内系统5。该传感器4共计32个，均勻排列在水下拖缆中。CPCI背板2分别通讯连接辅助道采集板1与辅助道传输板3，并在辅助道采集板1 与辅助道传输板3之间进行数据交互。CPCI背板2上设置有插口，方便辅助道采集板1及辅助道传输板3在CPCI背板2上插拔，并可根据实际需要确定板子数量。辅助道传输板3插接在CPCI背板2上，分别通讯连接CPCI背板2与室内系统5， 辅助道传输板3将CPCI背板2发送来的数据帧进行组拼后发送给室内系统5，并将室内系统5指令转发给CPCI背板2。辅助道传输板3首先对数据帧进行组拼，然后根据室内系统5需要进行光传输与电传输，以保证数据传输的稳定、可靠。另外，辅助道传输板3可根据辅助道数据道数进行级联，下级辅助道传输板3接收上级辅助道传输板3指令，以进一步扩展数据传输功能。本发明采用辅助道采集板1与辅助道传输板3，分别插接在CPCI背板2上，并通过 CPCI背板2进行通讯，辅助道采集板1可进行阻抗匹配、信号放大、模数转换及数字滤波、数据帧整合，辅助道传输板3可对数据帧进行组拼，并方便数据交互，采用多种方式进行数据传输，本发明可与多种系统对接，通讯方式灵活可靠，稳定性高，且数据采集精度高、数据传输量大，可采集辅助道可进行级联，满足多种作业需求。如图2所示，辅助道采集板1包括阻抗匹配网络11、放大器12、模数转换模块13、 数字滤波模块14、FPGA15及收发模块16。
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阻抗匹配网络11分别通讯连接传感器4与放大器12，阻抗匹配网络11按照室内系统5指令将传感器4发送来的数据进行阻抗匹配后发送到放大器12。阻抗匹配网络11 包括四组匹配单元，每组匹配单元对一道数据进行阻抗匹配。放大器12分别通讯连接阻抗匹配网络11与模数转换模块13，放大器12按照室内系统5指令将阻抗匹配网络11发送来的数据进行放大后发送到模数转换模块13。放大器12个数与阻抗匹配网络11个数相同，一一对应。放大器12中采用CS3302实现模拟信号放大。模数转换模块13分别通讯连接放大器12与数字滤波模块14，模数转换模块13按照室内系统5指令将放大器12发送来的数据转换为数字信号后发送到数字滤波模块14。 每个模数转换模块13对应两个放大器12，也就是每个模数转换模块13处理两道数据。模数转换模块13中采用CS5372A实现模数转换。数字滤波模块14分别通讯连接模数转换模块13与FPGA15，数字滤波模块14按照室内系统5指令将模数转换模块13发送来的数据进行数字滤波后发送到FPGA15。每个数字滤波模块14对应两个模数转换模块13，也就是每个数字滤波模块14处理4道数据。数字滤波模块14中采用CS5376A实现数字信号处理，对信号进行数字滤波。FPGA15分别通讯连接数字滤波模块14与收发模块16，FPGA15按照室内系统5指令将数字滤波模块14发送来的数据组成数据帧后发送到收发模块16。FPGA15与数字滤波模块14一一对应，实现采集电路的主控制器，通过主控制器启动、配置并且控制套片及整个采集电路的工作运行。FPGA15通过CS4373A与模拟开关实现采集电路上的自检测回路， 并组成12Byte的数据帧。收发模块16分别通讯连接FPGA15与CPCI背板2，收发模块16在FPGA15与CPCI 背板2之间进行数据交互。收发模块16与FPGA15 —一对应，采用RS485协议与水下传输电路进行通讯。如图3所示，辅助道传输板3包括通讯模块31、数据处理模块32及数据传输模块 33。辅助道传输板3接收上级传输板或者室内系统5发来的命令，转发给下一级传输板并解析命令；接收本级辅助道采集板发来的数据和下级传输板发来的数据，组帧后发送给上一级传输板。通讯模块31分别通讯连接CPCI背板2与数据处理模块32，通讯模块31在CPCI 背板2与数据处理模块32之间进行数据交互。数据处理模块32分别通讯连接通讯模块31与数据传输模块33，数据处理模块32 将通讯模块31发送来的数据进行数据帧组拼后发送到数据传输模块33。数据传输模块33分别通讯连接数据处理模块32与室内系统5，数据传输模块33 在数据处理模块32与室内系统5之间进行数据交互。如图4所示，数据传输模块33包括缓存单元331、并串转换单元332、光传输单元 333、电传输单元334及串并转换单元335。缓存单元331分别通讯连接数据处理模块32、并串转换单元332及串并转换单元 335，缓存单元331将数据处理模块32、并串转换单元332及串并转换单元335发送来数据进行缓存后转发。并串转换单元332通讯连接缓存单元331、光传输单元333及电传输单元334，并串转换单元332将缓存单元331发送来的数据进行并转串后发送到光传输单元333及电传输单元334。光传输单元333分别通讯连接并串转换单元332、串并转换单元335及室内系统 5，并在并串转换单元332、串并转换单元335及室内系统5之间进行数据传输。电传输单元334分别通讯连接并串转换单元332、串并转换单元335及室内系统 5，并在并串转换单元332、串并转换单元335及室内系统5之间进行数据传输。串并转换单元335分别通讯连接缓存单元331、光传输单元333及电传输单元 334，串并转换单元335将光传输单元333及电传输单元334发送来的数据进行串转并后发送到缓存单元331。本发明中，数据传输模块33还包括级联数据接收单元336，该级联数据接收单元 336接收与发送级联命令，并将级联命令数据通过电传输单元334发送到缓存单元331。该级联数据接收单元336包括网口插座，以方便收发级联命令数据。本发明结构简单、稳定性高，易于操作，且制作成本低廉，适应性广泛，可用于多种不同作业系统。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围， 因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于地球物理勘探的辅助道板，其特征在于，包括辅助道采集板(1)，所述辅助道采集板(1)插接在CPCI背板(2)上，分别通讯连接传感器(4)与CPCI背板O)，所述辅助道采集板(1)接收所述传感器(4)发送来的信号，并进行信号放大、模数转换、数字滤波后组成数据帧发送给CPCI背板( ，并在所述CPCI背板(2) 发送来的指令下进行动作；CPCI背板O)，所述CPCI背板(2)分别通讯连接所述辅助道采集板(1)与辅助道传输板(3)，并在所述辅助道采集板(1)与辅助道传输板(3)之间进行数据交互；辅助道传输板(3)，所述辅助道传输板(3)插接在所述CPCI背板(2)上，分别通讯连接所述CPCI背板(2)与室内系统(5)，所述辅助道传输板(3)将所述CPCI背板(2)发送来的数据帧进行组拼后发送给所述室内系统(5)，并将所述室内系统(5)指令转发给所述CPCI 背板⑵。
2.如权利要求1所述的用于地球物理勘探的辅助道板，其特征在于所述辅助道采集板⑴包括阻抗匹配网络(11)，所述阻抗匹配网络(11)分别通讯连接所述传感器⑷与放大器(12)，所述阻抗匹配网络(11)按照室内系统(5)指令将所述传感器(4)发送来的数据进行阻抗匹配后发送到所述放大器(12)；放大器(12)，所述放大器(1 分别通讯连接所述阻抗匹配网络(11)与模数转换模块(13)，所述放大器(12)按照室内系统(5)指令将所述阻抗匹配网络(11)发送来的数据进行放大后发送到所述模数转换模块(13)；模数转换模块(13)，所述模数转换模块(1 分别通讯连接所述放大器(1 与数字滤波模块(14)，所述模数转换模块(13)按照室内系统(5)指令将所述放大器(12)发送来的数据转换为数字信号后发送到所述数字滤波模块(14)；数字滤波模块(14)，所述数字滤波模块(14)分别通讯连接所述模数转换模块(13)与 FPGA(M)，所述数字滤波模块(14)按照室内系统( 指令将所述模数转换模块(1 发送来的数据进行数字滤波后发送到所述FPGA (15)；FPGA(15) Jy^iFPGA(IS)分别通讯连接所述数字滤波模块(14)与收发模块(16)，所述 FPGA(15)按照室内系统( 指令将所述数字滤波模块(14)发送来的数据组成数据帧后发送到所述收发模块(16)；收发模块(16)，所述收发模块(16)分别通讯连接所述FPGA(M)与CPCI背板O)，所述收发模块(16)在所述FPGA(M)与CPCI背板( 之间进行数据交互。
3.如权利要求1所述的用于地球物理勘探的辅助道板，其特征在于所述辅助道传输板⑶包括通讯模块(31)，所述通讯模块(31)分别通讯连接所述CPCI背板( 与数据处理模块 (32)，所述通讯模块(31)在所述CPCI背板(2)与数据处理模块(3 之间进行数据交互； 数据处理模块(32)，所述数据处理模块(3 分别通讯连接所述通讯模块(31)与数据传输模块(33)，所述数据处理模块(3 将所述通讯模块(31)发送来的数据进行数据帧组拼后发送到所述数据传输模块(33)；数据传输模块(33)，所述数据传输模块(3 分别通讯连接所述数据处理模块(32)与室内系统(5)，所述数据传输模块(33)在所述数据处理模块(3 与室内系统(5)之间进行数据交互。
4.如权利要求3所述的用于地球物理勘探的辅助道板，其特征在于所述数据传输模块(33)包括缓存单元(331)，所述缓存单元(331)分别通讯连接所述数据处理模块(32)、并串转换单元(33 及串并转换单元(335)，所述缓存单元(331)将所述数据处理模块(32)、并串转换单元(33 及串并转换单元(33 发送来数据进行缓存后转发；并串转换单元(332)，所述并串转换单元(33 通讯连接所述缓存单元(331)、光传输单元(33 及电传输单元(334)，所述并串转换单元(33 将所述缓存单元(331)发送来的数据进行并转串后发送到所述光传输单元(33 及电传输单元(334)；光传输单元(333)，所述光传输单元(33 分别通讯连接所述并串转换单元(332)、串并转换单元(335)及室内系统(5)，并在所述并串转换单元(332)、串并转换单元(335)及室内系统( 之间进行数据传输；电传输单元(334)，所述电传输单元(334)分别通讯连接所述并串转换单元(332)、串并转换单元(335)及室内系统(5)，并在所述并串转换单元(332)、串并转换单元(335)及室内系统( 之间进行数据传输；串并转换单元(335)，所述串并转换单元(33 分别通讯连接所述缓存单元(331)、光传输单元(33 及电传输单元(334)，所述串并转换单元(33 将所述光传输单元(333)及电传输单元(334)发送来的数据进行串转并后发送到所述缓存单元(331)。
5.如权利要求4所述的用于地球物理勘探的辅助道板，其特征在于所述数据传输模块(3 还包括级联数据接收单元(336)，所述级联数据接收单元(336)接收与发送级联命令，并将级联命令数据通过所述电传输单元(334)发送到所述缓存单元(331)。
全文摘要
本发明提供了一种用于地球物理勘探的辅助道板，包括辅助道采集板插接在CPCI背板上，辅助道采集板接收传感器发送来的信号，并进行信号放大、模数转换、数字滤波后组成数据帧发送给CPCI背板，并在CPCI背板发送来的指令下进行动作；CPCI背板在辅助道采集板与辅助道传输板之间进行数据交互；辅助道传输板插接在CPCI背板上，辅助道传输板将CPCI背板发送来的数据帧进行组拼后发送给室内系统，并将室内系统指令转发给CPCI背板。本发明可与多种系统对接，通讯方式灵活可靠，稳定性高，且数据采集精度高、数据传输量大，可采集辅助道可进行级联，满足多种作业需求。
文档编号G01V1/18GK102169186SQ20111000677
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者曾翔, 朱耀强, 邱永成, 阮福明, 陈曦 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司