IMS微震监测系统介绍.doc

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澳大利亚矿震研究院
IMS微震监测系统
产品概览
IMS提供了数字化，智能化，高分辨率的地震监测和控制系统，具有在线地震信息处理，分析和可视化功能。该系统易于使用，可在Microsoft Windows或Linux操作系统下运行。
除地震方面，许多非地震岩土工程传感器也可以用于监测。当信号或某些参数超过阈值时，具有报警、控制和（或）停机功能。该系统基于模块化设计，易于扩展，可从自记式监测单元扩展成连接数个台站的复杂网络。并提供全天候24小时技术支持。
硬件概览
IMS微震系统的硬件主要分为三个部分，即传感器，数据采集器和数据通信部分。
l 传感器将地面运动（地面速度或加速度）转换成一个可衡量的电子信号。非地震传感器也可以用于IMS地震网络。
l 数据采集器负责将来自传感器的模拟信号转换成数字格式。数据可以被连续记录采集，或采用触发模式，通过特殊算法来确定是否记录微震事件发生的数据。
l 地震数据同时被传输到一个中央计算机或本地磁盘以待储存或处理。系统可以采用多种数据通讯手段，以适应不同的系统环境需要。
微震传感器
微震传感器通过将地面运动（地面速度或加速度）转换成一个可衡量的电子信号来衡量微震活动。由于信号在本质上是模拟信号，传感器必须被连接到一个数据采集装置，将其转​​换成数字格式以待被计算机读取输出。
所有IMS传感器都包含智能电子元件以提供传感器类型，序列号和方向标识。此外，智能传感器能够产生内部的振动，以验证传感器的操作和检测安装后电缆布线是否正确。
传感器类型
微震传感器的分类取决于所要监测的地面运动类型，即地面速度（检波器）或地面加速度（加速度计和FBA）；传感器的传感轴数量和传感器是否部署在岩石钻孔里或岩石表面。每个传感器类型在幅度范围，频率范围，可靠性和成本方面等有不同的优势。一个IMS微震监测系统可基于检波器，加速计和力平衡加速计的任意组合，并同时搭配单分量和三分量传感器。三分量传感器能够提供最精确的信息
数据采集​​单元
NETADC
IMS的netADC是24位，4 或8通道，低噪声的模拟-数字转换器（ADC），以太网接口。netADC可以不断地将来自微震传感器的信号数字化和标记时间戳，再使用IMS的低延迟波形协议通过以太网将数据发送出去。
体积小，重量轻，35mm的DIN导轨可竖立机箱
l 4个或8个平衡，差分模拟输入通道
l 低功耗：0.6瓦/通道
l 具有检波器，宽带，力平衡或IEPE（压电）数字化仪接口
l 宽动态范围：147分贝@ 50 SPS
l 低噪音：低于新的低噪声模式（见所附积）
l 可配置化采样率：3 - 192000 SPS（配合外部处理器可无限抽取）
l 标准，完全兼容，10/100/1000BASE-TX（IEEE 802.3）以太网接口
l 具有以太网电源（PoE）能力
l 计时线，电源线和数据线可用单根CAT5电缆（如果使用IMSWoE开关）
l 传感器的状态测量
l 和微震传感器兼容（SMART传感器自我配置）
l 传感器的校准和控制功能
NETSP
微震处理器是一个嵌入式计算机，集成4端口以太网交换器，LED状态指示灯和用户输入按钮。嵌入式计算机用于运行数据采集软件，执行的任务有从netADC获取数据，触发采集，预触发滤波，缓冲数据和将数据传输到地震服务器。
嵌入式计算机的选择应满足应用的具体要求，如特殊的计算密集的信号处理任务。自适应频谱触发需要一个强大的CPU，而标准的触发或缓冲任务是可以在低端，廉价和高效的处理器上运行的。
微震处理器集成的4端口交换器是独一无二的，它可以分配netADCs所需要的时序信号（ATU），并且使用和数据传输一样的cat5电缆。无需为在netADCs和中央计时源之间的计时开通单独的通信线路。
通讯方式：XDSL（以太网络的延伸）
DSL技术通过使用标准电话线使以太网网链路得到延长。在已经存在电话网络和不方便安装光纤网络的工作现场，这项技术非常有吸引力。
IMS DSL调制解调器操作距离长达7公里，速度可达5.4 Mbit /秒，并可将信号数字化同步所需的时序信号融入到DSL编码数据里，而不需要GPS卫星定位系统的帮助，这一点对于位于地表下的台站十分重要。基于标准DSL的通信具有显着优势，不再需要为时序建立一个独立的通信通道，而保持每个链接的铜线或光纤的数量下降到只需一对。
软件产品概览
软件概览
IMS的软件用于记录、处理、可视化和分析IMS地震台站收集的矿山微震数据。
l Synapse Server 是一个运行时间系统，用来控制地震台网、帮助用户改变系统设置和提供关于地震台网状态和表现的反馈信息。并负责所有地震数据的中央记录。
l Trace 是一个软件包，用来可视化和处理IMS地震系统收集的地震波数据。地震波处理是指确认P波和S波的到达，以估计地震事件的震源参数，如位置、辐射地震能和非弹性共地震形变。
l Insight4D 通过比较来自应力模型和地震系统状态的数据，Insight4D可以可视化并在空间和时间上研究微震事件。
l Ticker3D是当地震事件发生时，可视化并预警的工具软件。也可以显示IMS系统状态信息和日常地震数据处理服务结果。
应用情况概览
IMS微震监测系统是被设计安装于露天矿和地下矿等严酷环境中，也适用于非矿山的应用，如核废料的地下储藏，地表区域性地震监测，水坝坝体监测等。IMS设备的耐用性，容错性和灵活性在业界具有良好的口碑。
微震监测系统举例和描述只是典型的系统布局，现实中，所有的布局要根据应用环境和客户要求来设计。