一种单通道无缆地震仪供电装置的制造方法
【技术领域】
:
[0001]本实用新型涉及一种地震勘探仪器的供电系统，尤其是一种单通道无缆地震仪高效率高可靠性供电系统，特别适用于以单通道无缆地震仪为基本单元的地震勘探仪器系统。
【背景技术】
:
[0002]地球物理勘探主要包括重、磁、电、震、放五大类方法，即重力、磁法、电法、地震方法、放射性方法。作为地球物理勘探的一种重要方法，地震法一直扮演着不可替代的角色，广泛应用于油气、金属、煤、水等资源的寻找勘探以及断裂、突水等地质灾害的超前预测等领域。地震勘探系统的组成结构主要包括震源、地震波检测单元、同步单元、通信单元、控制总站等。其工作原理如下:首先震源在待测区域产生能量、方向、波形等可控的地震波，震源可以是炸药、电磁震源或者液压震源。分布在震源周围的各个地震波检测单元检测并记录各点的振动数据，各个检测单元的数据可以通过GPS同步或者通过线同步，探测结束后通过各种正反演数据处理算法就可以获知探测区域的地质结构及矿产的有无和含量多少等信息。
[0003]早期的地震勘探系统各个检测子站通过线缆连接，线缆完成供电、数据传递、同步等功能，但一个地震勘探系统通常包括数百个子站，分布在震源周边方圆数公里的范围内，这就使得有缆地震仪有许多弊端，如线缆量巨大、体积大成本高、施工慢、故障检修难度高等。为了解决上述弊端，随着技术的进步，人们开始研究无缆地震勘探系统，无缆地震勘探系统最重要的改变在于去掉了各个检测子站之间以及子站和主站之间的连接电缆，使各个子站成为相对独立的单元，子站与子站以及子站与主站之间的通信全部通过无线通信的方式实现。无线通信解决了上述弊端但也带来了一些问题，如供电问题。由于去掉了电缆，各个检测子站只能采用电池供电，受制于体积、成本、施工方便等因素，电池容量不可能无限大，而且通常子站包括一至多个数据采集单元、GPS同步单元、大容量数据存储单元、恒温晶振、中央控制器等组成部分，如此复杂的系统带来相当可观的功耗。另一方面，检测子站虽然在数据采集过程中功耗较高，但在整个地震勘探施工过程中，数据采集只占很小一部分时间，大部分的时间都处在调试、同步、测试等过程中，这部分时间内，为了尽量减小系统功耗，需要控制系统进入低功耗状态，关闭所有不用的模块。但数百个采集子站一一通过人工切换工作状态是很难实现的。
[0004]另一方面，地震勘探系统庞大、复杂，施工一次费用甚高，所以要求系统可靠性尽量高，尤其是各个子站供电可靠性高，能自动检测自身电量并及时与控制主站交换数据，若电量低于可靠工作点，及时通知主站派人更换电池，避免采集数据丢失或者采集数据失真等问题，减少返工，节约成本。
[0005]CN204331048U公开了《无缆存储式地震仪低功耗电源管理系统》，采集站内预置的低功耗电源管理模块是由电源经开关电路分别连接单片机、北斗模块、采集单元、GPS定位单元，单片机经模拟开关分别连接GPRS模块和主控单元，北斗模块经模拟开关分别连接单片机和主控单元，主控单元分别连接采集单元和GPS定位单元。电源经电压转换电路与单片机连接构成。该供电系统功能单一，系统不够完善，不适用于单通道无缆地震仪供电。
[0006]杨泓渊等在《电测与仪表》2009年第01期总第46卷第517期中公开了《无缆遥测地震仪采集站的低功耗设计》，文中选用低功耗元器件进行硬件电路设计和优化软件设计两方面入手来降低地震仪采集站功耗，以ARM为动态功耗管理的主控中心，虽然能从一定程度上降低地震仪采集站的功耗，但ARM功耗远大于MSP430单片机功耗;该设计未使用远程通信方式实现地震仪采集站低功耗，当有数百台地震仪在野外大面积区域工作时，其实用性必然受到一定程度的限制。
【发明内容】
:
[0007]本实用新型的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种单通道无缆地震仪供电装置。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]—种单通道无缆地震仪供电装置，是由STM32控制器6经电量检测单元2和锂电池充放电控制器I与外部供电电源连接，STM32控制器6经锂电池充放电控制器I分别于DC/DC电路3和充电电流检测电路4连接，电量检测单元2经锂电池5与供电方式切换电路7连接，锂电池5经充电电流检测模块4和DC/DC电路3与外部供电电源连接，STM32控制器6与供电方式切换电路7连接，STM32控制器6经启动、关机控制单元10与DC/DC变换器8连接，开关按键9与启动、关机控制单元10与DC/DC变换器8连接，STM32控制器6通过数据线分别与SD/TF存储单元、信号放大、滤波、调理单元、无线通信单元、以太网通信单元和GPS同步单元连接，STM32控制器6经AD采样单元与信号放大、滤波、调理单元连接，外部供电电源通过数据线和控制线与GPS同步单元、以太网通信单元、无线通信单元、信号放大、滤波、调理单元、SD/TF存储单元和STM32控制器6连接构成。
[0010]有益效果:电池充放电管理单元能自动检测到外界电压的接入，并兼容较宽的输入电压范围(13V-20V)自动给锂电池充电，先恒流充电再恒压充电，电池充满后自动断开充电电路。有外接电源时系统默认使用外接电源工作，同时将锂电池充满，无外接电源时使用锂电池供电，在锂电池电量过低时给控制器发出警报，使控制器停止采集工作，存储数据，等控制器完成一系列关机任务之后再停止供电，防止数据丢失，提高系统可靠性。当系统不处于数据采集状态时，控制各个模块进入低功耗状态，降低系统功耗，延长工作时间。供电电源采用BUCK降压DC/DC电路，供电电源处于开关状态，相比于传统线性电源，其效率更高，可达90%以上。综上，所提出的系统具有高效率、高可靠性的特点，尤其更适用于野外工作的无缆地震仪检测子站。
【附图说明】
:
[0011 ]图1为一种单通道无缆地震仪供电装置结构框图
[0012]图2为锂电池充放电控制及电量检测电路图
[0013]图3为降压DC/DC电路4的电路图
[0014]图4为按键、启动及关机控制电路图
[0015]图5为单通道无缆地震仪供电装置开关机工作流程图
[0016]I锂电池充放电控制器，2电量检测单元，3 DC/DC电路，4充电电流检测电路，5锂电池，6 STM32控制器，7供电方式切换电路，8 DC/DC变换器，9开关按键，10启动、关机控制单
J L ο
【具体实施方式】
:
[0017]下面结合附图和实施例对实用新型做进一步的详细说明: