一种天然源面波的勘探仪器及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地震勘探资料采集技术领域，尤其涉及一种天然源面波的勘探仪器及其使用方法，更具体地涉及一种可在现场同时获得天然源面波信号和面波频散曲线的勘探仪器及其使用方法。
【背景技术】
[0002]到目前为止，国内外利用天然源面波进行地质勘探，都是通过仪器设备在现场采集天然源面波记录，采集完成后将数据备份到磁盘，而后再回放到电脑中进行数据处理，其中，现场采集的一部分天然源面波记录能够获得面波频散曲线，即用于地质勘探的成果曲线，而另一部分天然源面波记录则不能获得满意的面波面波频散曲线。
[0003]但是，由于国内外的天然源面波勘探仪器一般只在现场进行数据采集，不能直接得到勘探成果，即面波频散曲线。因此，现有技术中的勘探仪器存在以下缺陷:1、天然源面波是随机信号，采集过程中得到的信号均是杂乱无章的震动信号，技术人员无法判断采集记录的好坏，无法判断采集的记录能否满足勘探要求，只能按着固定的时间长度、逐个测点的盲目采集。2、现场采集数据完成后提交处理，若不合格则需要重新回到现场补测，并且又需要重新布置装置，直至往复补测合格，存在生产效率低下的缺陷。3、以往为了克服这种脱节现象，会采用采集人员和处理人员同在现场配合工作的办法，这样会发生增加技术人员或技术骨干的困难。4、这种采集和处理脱节的方式，在有些条件下几乎难于完成任务、或要花费大量的工作量，例如在城区强干扰背景和复杂地质地形的条件下勘探时，往往需要大量调整测量装置才能满足测点的需要，不能直接看到结果的盲目采集要花费大量时间重复工作。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是提供了一种天然源面波的勘探仪器及其使用方法，能在采集天然源面波的振动信号的同时，获得并显示面波频散曲线，解决了传统方法采集与处理脱节的问题，提高了工作效率。
[0006]( 二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种天然源面波的勘探仪器，包括检测模块、采集模块、处理模块和人机交互模块，所述检测模块、采集模块和处理模块依次连接，所述人机交互模块分别与所述采集模块和处理模块连接；所述人机交互模块分别向所述采集模块和处理模块输入采集参数及控制命令，所述采集模块控制所述检测模块检测天然源面波信号并传输至所述处理模块，所述处理模块通过处理所述天然源面波信号得到原始信号波形和面波频散曲线并反馈至所述人机交互模块，所述人机交互模块同时显示所述原始信号波形和面波频散曲线。
[0008]进一步的，还包括箱体，所述箱体顶部设有面板，所述采集模块和处理模块设置于所述箱体内，所述人机交互模块设置于所述面板上，所述检测模块设置于所述箱体外，并通过电缆与所述控制模块连接。
[0009]进一步的，前述采集模块包括采集单元和A/D转换单元；所述采集单元分别与所述检测模块、所述A/D转换单元和所述人机交互模块连接；所述人机交互模块控制所述采集单元接收所述检测模块检测到的天然源面波信号，所述天然源面波信号通过A/D转换单元转换为数字信号并传递至所述处理模块。
[0010]进一步的，前述处理模块包括顺序连接的滤波器、空间自相关处理器、筛选器和叠加器；所述滤波器与所述A/D转换单元连接，所述叠加器与所述人机交互模块连接；所述滤波器对天然源面波信号进行滤波，所述空间自相关处理器对滤波后的所述天然源面波信号进行处理并获得所述原始信号波形和面波频散曲线；所述筛选器对所述原始信号波形和面波频散曲线分别进行筛选；所述叠加器对筛选后的所述原始信号波形和面波频散曲线分别进行叠加并反馈至人机交互模块中显示。
[0011]进一步的，前述滤波器为带通滤波器，所述带通滤波器的低频范围为0.1-1HZ，所述带通滤波器的高频范围为5-20Hz。
[0012]进一步的，前述人机交互模块包括输入装置和显示装置，所述输入装置包括按键和/或旋钮，所述显示装置包括显示屏。
[0013]进一步的，前述检测模块为低频检波器，所述低频检波器的数量为1+3N个，其中N为 1-5。
[0014]本发明还提供了一种天然源面波的勘探仪器的使用方法，其特征在于:包括如下步骤:
[0015]S1、将低频检波器布置于勘探现场；所述低频检波器包括一个位于中心的第一检波器和位于四周的多组第二检波器，每组所述第二检波器的数量为3个，且与所述第一检波器的距离依次增大；每组所述第二检波器的连线形成的正三角形同心，所述第一检波器分别位于各组所述第二检波器的连线形成的正三角形的中心；
[0016]S2、通过输入装置分别向采集模块和处理模块输入采集参数和控制指令，使所述低频检波器检测天然源面波信号、处理单元对所述天然源面波信号进行处理，从而获得原始信号波形和面波频散曲线；
[0017]S3、根据所述显示装置显示的所述原始信号波形和面波频散曲线进行对比；
[0018]S4、调整所述低频检波器的布置位置，使设置于最外侧一组的第二检波器与第一检波器的距离增大，并重复步骤S2-S3，直至所述面波频散曲线符合要求。
[0019]进一步的，前述步骤S1中，相邻的两组所述第二检波器中，位于内侧的一组第二检波器分别设置于位于外侧的一组第二检波器两两连线的中点上。
[0020]进一步的，前述步骤S2中，所述采集参数包括:采集样间隔为10ms，采集时间为600-3600so
[0021](三)有益效果
[0022]本发明的上述技术方案具有以下有益效果:
[0023]本发明提供的一种天然源面波的勘探仪器，包括检测模块、控制模块和人机交互模块，人机交互模块向控制模块输入采集参数及命令，控制模块控制检测模块进行检测，人机交互模块同时显示原始信号波形和面波频散曲线。该勘探仪器可在采集天然源面波数据的过程中直接获得地质勘探需要的面波频散曲线，解决了以往采集者只知采集而不知效果、处理者知道成果不足也不能及时补测的问题。
[0024]本发明提供的一种天然源面波的勘探仪器，由于可以在勘探现场直接获得面波频散曲线，可以在城区强干扰背景和复杂地质地形条件下勘探时，通过调整检测模块的分布及时提高勘探成果质量的需要。
[0025]本发明提供的天然源面波的勘探仪器的使用方法，该使用方法简单，并且可在采集天然源面波数据的过程中直接获得地质勘探需要的面波频散曲线，解决了传统方法采集与处理脱节的问题，提高了工作效率。
【附图说明】
[0026]图1为本发明天然源面波的勘探仪器的模块示意图；
[0027]图2为本发明天然源面波的勘探仪器的结构示意图；
[0028]图3为本发明的低频检波器布置示意图；
[0029]图4为本发明的显不装置的显不界面不意图。
[0030]其中，1:低频检波器；2:箱体；3:面板；4:显示器；5:旋钮；6:按键；7:电缆；8:第一检波器；9:第二检波器。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是1+3N个，其中N为1-5 ;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034]实施例一
[0035]如图1所示，本实施例提供的一种天然源面波的勘探仪器，包括检测模块、采集模块、处理模块和人机交互模块，检测模块、采集模块和处理模块依次连接，人机交互模块分别与采集模块和处理模块连接；人机交互模块分别向采集模块和处理模块输入采集参数及控制命令，采集模块控制检测模块检测天然源面波信号并传输至处理模块，处理模块通过处理天然源面波信号得到原始信号波形和面波频散曲线并反馈至人机交互模块，人机交互模块同时显示原始信号波形和面波频散曲线。
[0036]如图2，还包括箱体2，箱体2顶部设有面板3，采集模块和处理模块设置于箱体2内，人机交互模块设置于面板3上，检测模块设置于箱体2外，并通过电缆7与控制模块连接。其中，检测模块为低频检波器1，低频检波器1的数量为1+3N个，其中N为1-5。需要说明的是，面板3上还可以设有电压指示灯用于显示工作电压，还能设有USB接口，用于将获得的数据导出，并传输至计算机内。
[0037]本实施例中，低频检波器11为速度型1Hz检波器，频率响应曲线在ΙΗζ-ΙΟΟΗζ范围内灵敏度不小于700V/M/S，可以检测到天然源面波信号，无需人工制造地震波后再进行检测。
[0038]进一步的，前述采集模块包括采集单元和A/D