[发明专利]一种伪随机编码震源系统

说明书

本发明提供了一种伪随机编码震源系统，包括上位机、控制器、交流调压模块以及震源，所述控制器连接上位机和交流调压模块，所述上位机用于产生伪随机序列并将伪随机序列传递给控制器，所述控制器用于将收到的伪随机序列解码为脉冲序列并通过脉冲序列控制交流调压模块的输出电压，所述交流调压模块连接所述震源为震源提供电源，通过控制交流调压模块的输出电压变化频率实现控制震源的往复冲击频率。结合伪随机编码和机械冲击震源，实现震源伪随机变频冲击，增强地震信号的抗干扰能力；同时通过多次冲击能量的叠加，达到震源激发能量的最大化，提高地震信号的强度和可靠性，提高地质预报的有效距离。

技术领域

本发明涉及地震法地质探测用可控冲击震源技术领域，具体涉及一种伪随机编码震源系统。

背景技术

国民经济建设中的重大地质问题、所需各类矿产资源、水资源与环境问题、隧道施工安全问题等是社会稳定持续发展的条件和基础，地质勘察和地质预报是攻克这些问题的主要技术手段，因地质条件不明造成施工事故的危害是巨大的，有效的地质勘察和地质预报对信息化施工、灾害防治和安全保障具有重要作用，是矿产资源开采和隧道施工中必不可少的环节。

如何有效实现地质结构精确勘察和预报，现有的技术手段主要有隧道TSP超前预报系统、电磁法地质预报和勘察系统和可控震源地质预报和勘察系统等。其中，以炸药作为震源的TSP超前预报系统具有高风险、高破坏性的特点，尤其不适用于TBM施工工法隧道。电磁法地质预报系统主要针对富含水层的地质结构效果明显，水体探测优势突出，而对于溶洞、断层、破碎带等的探测效果不明显。此外，现有的可控机械震源地质预报系统存在探测距离短，探测精度差的问题，究其原因，主要在于噪声和干扰的严重影响以及震源冲击能量不足。

综上所述，急需一种伪随机编码震源系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种伪随机编码震源系统，具体技术方案如下：

一种伪随机编码震源系统，包括上位机、控制器、交流调压模块以及震源，所述控制器连接上位机和交流调压模块，所述上位机用于产生伪随机序列并将伪随机序列传递给控制器，所述控制器用于将收到的伪随机序列解码为脉冲序列并通过脉冲序列控制交流调压模块的输出电压，所述交流调压模块连接所述震源为震源提供电源，通过控制交流调压模块的输出电压变化频率实现控制震源的往复冲击频率。

以上技术方案中优选的，还包括反馈器件，所述反馈器件设置于震源上并且与上位机相连，所述反馈器件用于记录震源的震动频率，并将震动频率反馈给上位机，所述上位机将所述震动频率还原成编码序列，通过上位机将编码序列和上位机产生的伪随机序列进行自相关计算。

以上技术方案中优选的，还包括第一电源和第二电源，所述第一电源用于给上位机和交流调压模块供电，所述第二电源用于给控制器供电。

以上技术方案中优选的，所述第一电源为交流220V，所述第二电源为直流24V。

以上技术方案中优选的，所述反馈器件为电感式接近开关或压电式加速度传感器。

以上技术方案中优选的，所述伪随机序列为二元M序列、Gold序列、GMW序列、级联GMW序列、Kasami序列、Bent序列或No序列中的一种。

以上技术方案中优选的，所述控制器为PLC。

以上技术方案中优选的，所述震源为机械震源，通过控制交流调压模块的输出电压变化频率实现控制机械震源中电机的转速，从而实现控制往复冲击频率。

以上技术方案中优选的，所述伪随机序列的序列指令为1时，通过控制器控制交流调压模块持续输出电压实现震源进行一次冲击；所述伪随机序列的序列指令为0时，通过控制器控制交流调压模块停止输出电压实现震源停止冲击。

以上技术方案中优选的，所述伪随机序列的序列指令发送间隔为20～200ms。