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顶峰Summit

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加强型Summit II plus地震仪

加强型Summit II plus地震仪

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一、概述     SummitⅡplus地震仪是德国DMT公司研发的新一代地震数据采集系统。DMT公司位于德国埃森高技术园区，它已有150多年历史，其营业范围包括物探仪器研发和生产，承包和咨询物探测量任务以及资料处理和解释，矿山和工程设计，安全开采，煤炭综合利用等众多领域。 二、Summit Ⅱ plus地震仪组成及特点  

 

 图1   SummitⅡplus 地震仪三维排列组成 1. SummitⅡplus数据采集单元
     该单元是SummitⅡplus地震仪的部分，负责采集和传送来自地下的地震信号，其质量优劣决定着地震信号的采集质量(图2) 。SummitⅡplus数据采集系统是双道的，其主要技术性能:
●  SummitⅡplus数据采集单元具有24位分辨率，120dB的瞬时动态范围，小于0.2μV的输入噪声和0.5-120K的道记录长度，即具有高分辨率、大动态范围、高信噪比、高保真度以及大的道存贮能力
●  SummitⅡplus数据采集单元的采样率为1/48，1/32，1/16，1/8，1/4，1/2,1.0,2.0,4.0和8.0ms，采样率与工作道数无关，它既适合于煤田和油气田勘探，也适合于浅层和超浅层地震勘探。
●  SummitⅡplus数据采集单元内置功能强大的数据处理器，可直接对来自检波器的模拟信息进行数据化、滤波、叠加和相关处理，它的每个采集单元都可视为一个独立的双道地震仪。 图2  SummitⅡplus数据采集单元 重1.2Kg，尺寸15×16×8cm ●  在使用单个Summit USB接口卡和压缩传输下，传输速度为2M；在使用两个Summit USB接口卡时为4M
●  SummitⅡplus数据采集单元是金属外壳，防潮、防水、防雷电、牢固，仅重1.2Kg，平均功耗0.7W，工作温度-30— +80摄氏度，非常轻便灵活
SummitⅡplus数据采集单元分集中供电和非集中供电两种类型:
●  集中供电电源为12-36VDC，电缆为四芯，两芯负责供电，两芯负责传输数字化后的地震信号。可通过智能型中继站或USB 接口卡或任何一个采集单元实现集中供电（图3） ●  非集中供电电源是微型的12V电池，它与采集站相连并装在一个小型挎包内。非集中供电的电缆是双芯扁平电缆，它仅负责传输数字化后的地震信号。所以道间距可任意改变。由于改进了老型Summit地震仪的SNAP连接技术，新的连接技术非常容易建立排列，并能保持长时间的稳定连接，大大提高了野外工作效率（图4） 图3  集中供电型SummitⅡplus地震排列

图4  非集中供电型SummitⅡplus地震排列，由微型可充电电池分别供电 （电池高95mm，宽68mm，厚45mm，可与采集单元装在挎袋内） 2. 智能型中继站
     Summit智能型中继站可以把Summit数据采集单元组成一个你所期望的地震观测系统，例如任意长的二维观测剖面或各种复杂的三维观测系统。
     智能型中继站可与主机直接通讯，在线显示地震排列的工作状态和主从循环冗余校正值（CRC）以及数据传输电缆的电阻值和电源状态等一系列参数，以帮助操作人员随时监视地震排列的工作状态。
     一般情况下，每隔330m的测线长度加上一个中继单元。在三维观测时，中继单元也可做为交叉站使用。此时中继单元可以连接在地震排列的任何位置上，因此利用智能型中继单元可以在任何复杂的地形、地理条件下组成你所期望的三维观测系统。 3. 主机
     SummitⅡplus地震仪主机由Summit USB接口卡，任意一款笔记本电脑和Summit数据采集软件组成
1）Summit USB接口卡：
     Summit USB接口卡把笔记本电脑和地震排列连成完整的野外观测系统。它很小，重仅0.5Kg，尺寸14×13.5×5.5cm（图6）。它还具有下列功能：
●  启动脉冲输出：收到来自主机的启动指令之后，输出+3.3V、1ms的脉冲
●  触发脉冲输出：收到来自主机、触发单元或触发闭路器的指令后，输出+3.3V、1ms的脉冲
●  触发脉冲输入：可以产生2.5V-5V，1ms正脉冲，任何其它触发线路都可以与该输入口连接，以触发地震排列
●  触发斜坡输入：如果该输入口短路，地震排列被触发
●  5V直流电源/500mA：如果Summit USB接口卡直接连接在PC机的USB插孔上，就不需要这个电源。如果Summit USB接口卡连接在PC机之外的、被动型USB插孔上，则需要此电源               
●  USB2.0接口：该接口是标准的USB-B接口，包括USB1.1和高速的USB2.0、Summit USB接口卡通过该接口与PC机USB接口相连 图5  智能型中继站 重1.2Kg 尺寸19.0×16.6×8.0cm

图6  SummitⅡplus地震仪USB接口卡 2) Summit数据采集软件
     Summit数据采集软件(也叫Acquirer)是对用户友好的地震数据采集软件，它是针对windows2000和windowsXP设计的。很容易把该软件安装在任何笔记本电脑或台式PC机上。
     Acquirer对所有的Summit单元进行完全控制。可在笔记本电脑或PC机显示屏上监视整个地震排列，测试所有Summit单元的各项技术指标和检波器指标，采集地震数据和管理整个地震调查，在与可控震源连接时进行叠前和叠后相关处理等等。Acquire执行高质量的地震数据采集。安装Acquirer特别简单。升级软件请登录DMT的“customer area”。
Summit数据采集软件新特点
●  完全支持新SummitⅡplus系统，并与老Summit系统兼容
●  由USB接口卡控制管理地震排列中的各种Summit单元，并对硬件指标和整个系统进行测试
●  可扩展采集道数至无限，可单独组成辅助道
●  可全面展示所采集的地震数据(AGC.按比例、放大、属性叠加)
●  可以改变触发和延迟时间
●  具有灵活的数据采集模式及道记录长度，例如：动态模式可达120K样品数；叠加模式可达40K样品数；可控源模式可达60K样品数
●  在滚动模式中支持Summit单元的自动定位
●  在可控源模式中可改善炮点集的显示（如果与辅助道相关，则显示相关道并存贮）
●  可以改善地震排列的色调 [NextPage] 4. Summit袖珍定位器                  图7　Summit袖珍定位(蓝牙技术) 地震仪中的每个数据采集单元在野外接收地震信号时都要给出该单元所处的线号和桩号。有两种方法定义SummitⅡplus数据采集单元的线号和桩号：
●  由软件设定，但此时数据采集单元必须沿同一测线、按单元的物理地址号顺序向前滚动
●  由袖珍型定位器给定数据采集单元所在的线号和桩号。当向前滚动时只需给滚动的单元再输入其所在的线号和桩号，而不必考虑单元的物理地址号
Summit 袖珍定位器由袖珍pc机（PDA）和Summit定位软件组成（图7），它是专门为SummitⅡplus而研制的。它利用兰牙技术给SummitⅡplus单元定位，包括线号和桩号。SummitⅡplus单元装有接收定位模块，所以可不用任何电缆连接就可以定出每个Summit单元所在的线号和桩号，非常简单、快速。
DMT公司可提供二种不同的袖珍PC机用来定位
●  极其牢固的PDA加上Summit定位软件
●  小型、轻便的商用PDA加上Summit定位软件（我们推荐使用防水、防尘的袖珍PDA）
如果用户愿意的话，也可以使用自已的PDA机，而仅向DMT公司购买Summit定位软件。此时，请注意用户自已的PDA机（Windows Mobile 2003或更高版本）必须装有新Widcomm stack集成兰牙器件。 5. Summit触发单元 图8  Summit触发单元 Summit触发单元的主要功能是触发地震排列。一般而言，Summit 触发单元像Summit数据采集单元一样可以连接在野外排列的任何位置上。
     Summit触发单元的另一个特点是可以测量井口时间。为此，要把一个位于炮井旁边的检波器连接到触发单元的输入端。这样，就可以记录到井口时间并自动存储在炮点集中。 SummitⅡplus有以下触发方式
●  由震源信号(包括炸药、可控震源、雷管、锤击等等)启动触发单元，
再由触发单元启动各地震数据采集单元
●  主机发出指令触发遥爆系统，遥爆系统在引爆的同时返回主机一个信息，以触发各数据采集单元
●  由Summit USB接口卡触发，包括短路触发和脉冲触发
●  可由可控震源或夯源触发，进行叠前相关或叠后相关 6. SummitⅡplus地震仪电缆
  正如前述SummitⅡplus地震仪有集中供电方式和非集中供电方式两种类型，每种类型应用不同的电缆。
1）集中供电方式需要三种电缆：
●  功率电缆（黄色，图9）：
集中供电的功率电缆是四芯电缆，其中两芯用来传输地震数字信号，另外两芯用来供电。电缆重40g/m。电缆一端装有四针公接头，另一端装有四孔母接头。接头防水、防尘。每条功率电缆的长度取决于道间距。由于采用特殊的接头技术，用户可以把两条或多条较短的功率电缆连在一起以适应更大的道间距长度。功率电缆也可用来将地震排列与主机连接起来
●  终端电缆（兰色）：
终端电缆（1m）一端焊接90欧姆的电阻，另一端与中继站连接。终端电阻的目的是防止沿功率电缆传输的地震数字信号出现反射
●  电源－终端电缆（兰色）：
电源－终端电缆是把电源电缆和90欧姆的终端电阻装配在长约1.0m的四芯电缆里。电缆的一端与供电电瓶连接，另一端与中继站连接 图9  SummitⅡplus地震仪电缆 2）非集中供电的方式需要两种电缆：
●  数据传输电缆
    它是双芯扁平电缆，每根电缆的长度330m，重30g/m,电缆两端各接一个90欧姆的终端电阻，以防止沿电缆传输的地震数字信号出现反射。通过特殊插件将该电缆与地震数据采集站连接。数据采集站可以连接在数据传输电缆的任意位置上。每330m长的数据传输线电缆多可连接60个采集站。数据传输电缆两端与中继站连接，从而可以使地震排列无限延长
●  电源电缆
非集中供电SummitⅡplus系统的每个数据采集站外接一个微型电池（12V，2.2A或更大）。电源线一端与电池连接，另一端与采集站连接。  该电缆长度约0.5m 7. 电源
     DMT提供对所有Summit地震仪合适的商用电池（电源），用户也可以使用自已的电池。
8. 绘图仪
     可选任何型号的绘图仪或打印 三、Summit II plus地震仪技术指标 四、Summit II plus地震仪的重要特点 世界上先进地震仪的技术指标基本相似，因为它们采用的都是的器件并且都有几十年研发地震仪的经验。世界上先进地震仪的主要差异，在于各自独有的特点。SummitⅡplus地震仪的独有特点是：
●  非常轻便：一套480道SummitⅡplus系统（包括Summit单元272个），重约320kg，各种电缆总长11，100m长、重约450kg，外加8个24V电池和一台记本电脑担当主机
●  适应任何野外工作坏境：由于SummitⅡplus系统非常轻便，道间距可变，采集站具有自身的物理地址，所以它可以在地形复杂的山区、沼泽区、村庄密集区、高速路以及河流阻隔等地区顺利的布置三维观测系统
●  组成灵活，道间距可变：一套480道SummitⅡplus系统可以分解成两个个或多个独立的地震队，只要增加一个或多个USB接口便可；相反，一个小型的Summit地震队，可以任意扩展为大型的队伍，只要增加采集站和相应的中继站便可。Summit的重要特点之一是道间距可变
●  采样率1/48ms：可以采集高达几千周的地震信号用于探测超浅层和薄层结构。采样率与工作道数无关
●  没有模拟大线：由于每个数据采集站只含两个数据道，所以检波器非常靠近采集站，省掉了模拟大线，避免了外界干扰
●  采集站功能齐全，道数可无限扩展：每个SummitⅡplus数据采集站都是一个独立的地震数据采集单元，内置功能强大的数字处理器，可以对地    震信号进行叠加和相关处理，可以对仪器和检波器的各项技术指标进行实时检测和打印输出。由于每个采集站都是独立的单元，工作道数可无限扩展 ●  当与可控震源或夯源连接时，可以实现叠前相关或叠后相关
●  优质的售后服务：DMT在中国设有售后服务中心，对Summit地震仪出现的任何问题都能迅速做出反应，并及时解决。升级软件由售后服务中心及时提供或网上 五、Summit II plus地震仪观测系统 以下图示是SummitⅡplus地震仪部件图例：

图 10 1.集中供电二维排列：      每个中继站与其所连接的地震数据采集站一起称为一个地震数据采集段。一个地震数据采集段的长度为330m,在330m长度内可连接的采集站数取决于道间距长度。如果道间距5m，可连接33个采集站，共66道；如果道间距10m，可连接16个采集站共32道，依此类推。每个地震数据采集段由一个12V－36V电瓶供电。
每个地震数据采集段的两端分别做如下连接：
    一端连接Summit USB接口卡，笔记本电脑（主机）和电源，另一端与终端电缆（兰色，长1m）连接，以防止地震数字信号反射。
　　在二维地震排列中，可将若干个地震数据采集段连接在一起，以组成二维观测系统（见图12）。此时，主机（包括USB接口卡和笔记本电脑）可连接在震排列的任何位置上。 图 11 2.多个数据采集段的连接：      每个数据采集段（长330m）的末端连接一个中继单元和电瓶，该中继单元再与下一个数据采集段连接。按此连接可把二维排列无限延长。主机可以连接在二维排列的任何位置上。 图 12 3.触发单元连接方式： ● 触发单元可以连接在测线的任何位置上，但此时爆炸员在移动触发单元时将导致排列中断，而操作员又不知何故。
● 触发单元直接连接在中继单元上，这就避免了上述问题。
● 在炮点离测线较远的情况下，可外接一个中继单元，该中继单元一端与测线上的中继单元连接（距离不超过5m）另一端与触发单元连接。此时触发单元可以远离测线，但不应超过330m。 图 13 4.简单的三维排列： ● 每条测线由一个或几个数据采集段组成，每个数据采集段长度不超过330m，其末端接一个中继单元。
● 做为交叉站用的中继单元不需要连接电源，因为它仅仅用来传输数据。
● 主机与交叉线连接。
● 一个或多个触发单元可按上图连接。 图 14 5.复杂的三维排列：      在复杂的地理地貌环境下，例如在三维观测系统内存在村庄、河流、高速路、建筑物或其它障碍物而无法布设简单的三维观测系统时，可通过巧妙的安排中继单元位置，顺利地建成三维观测系统。例如在某两条或几条测线中有障碍物存在时，可在这些测线上加上辅助中继单元，并将它们用功率电缆（长330m）连接，便可建成完整的三维观测系统。 图 15 六.Summit II plus地震仪应用实例 在以下的应用实例中，我们列举一些Summit地震仪在国内石油勘探，煤田勘探，浅层和工程勘探（包括活断层探测，基底探测，土石坝和混凝坝病害诊断，地下溶洞探测，隧道选址，矿产资源探测和水域探测等）中的一些应用实例。