氣槍控制器檢測信號發(fā)生器的研制

1 選題理由

氣槍控制器包含三大工作模塊，模塊之間以及水上水下連接電纜眾多,同時電子設(shè)備在潮濕的環(huán)境下容易發(fā)生故障。2012年物探處共使用5套氣槍控制器,累計(jì)發(fā)生電子故障43次,排查總時長為51h。2013年共使用7套氣槍控制系統(tǒng),累計(jì)發(fā)生故障61次，排查總時長為75h。海上自然環(huán)境多變，因此地震隊(duì)在海上施工的單日有效時窗非常不確定，作為氣槍震源的核心設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個地震隊(duì)的停工。因此如何縮短氣槍控制器檢測周期，減少檢測過程中的資金投入，成為保證野外采集項(xiàng)目順利生產(chǎn)必須解決的問題。

氣槍控制器的常用故障排查方法是：將氣槍震源充壓放入水中后，使用故障氣槍控制器對震源中的氣槍進(jìn)行激發(fā)，通過查看氣槍控制器各通道實(shí)時反饋波形，排查系統(tǒng)中的故障點(diǎn)，整個檢測時間預(yù)計(jì)為1.2h。這種檢測方法需要動用整船資源，耗時費(fèi)力，增加了地震隊(duì)的運(yùn)營成本。為此需要提出一套新檢測方法,避免氣槍震源和整船資源的投入，從而快捷有效地排查氣槍控制器板件、接口和連線故障。

2 設(shè)定目標(biāo)

1）縮短檢測時間（不超過30min)。

2）檢測不受場地限制。

3 最佳方案

針對課題小組提出機(jī)械信號發(fā)生器和電子信號發(fā)生器2種方案。小組成員通過可行性分析和評估打分的方式，最終選定了優(yōu)點(diǎn)較為突出的電子信號發(fā)生器方案。該套方案的特點(diǎn)是產(chǎn)生的信號可以被氣槍控制器采用，波形輸出穩(wěn)定，起跳沿明顯、檢測同步靈敏度高，同時體積相比另一種方案更小巧。

4 方案實(shí)施

首先設(shè)計(jì)了檢測信號發(fā)生電路，氣槍控制器對接收到觸發(fā)信號5ms后的100ms內(nèi)的傳感器信號進(jìn)行數(shù)字化，提供的模擬波形需要持續(xù)時間不低于110ms。產(chǎn)生波形主要靠振蕩電路完成，當(dāng)接受到觸發(fā)信號，連續(xù)振蕩信號中斷25ms，電路將會生成一個5V雙極性方波，該中斷后出現(xiàn)的第一個方波信號為主脈沖信號。

接下來設(shè)計(jì)了信號發(fā)生觸發(fā)電路，該電路設(shè)計(jì)就是將點(diǎn)火脈沖信號轉(zhuǎn)化為發(fā)生電路的觸發(fā)信號，用以控制發(fā)生電路完成110ms的波形輸出，為此需要對100V以上的點(diǎn)火輸出電壓進(jìn)行調(diào)時和降壓處理，防止擊穿信號發(fā)生電路。考慮到電路的整體穩(wěn)定性，將拾取到的點(diǎn)火脈沖信號進(jìn)行第一次極性轉(zhuǎn)換，經(jīng)過整形濾波和第二次極性轉(zhuǎn)換才最終形成觸發(fā)方波脈沖。

最后對2組電路進(jìn)行了整合，并加裝了保護(hù)和指示電路。

5 取得效果

氣槍控制器檢測信號發(fā)生器被應(yīng)用在2014年3個項(xiàng)目中的4套氣槍控制器上，通過現(xiàn)場驗(yàn)證操作人員拆除故障設(shè)備平均花費(fèi)2min，安裝檢測裝置花費(fèi)1min，觸發(fā)氣槍控制器進(jìn)行故障檢測平均花費(fèi)5min，更換故障板件或纜線平均花費(fèi)12min。排查故障恢復(fù)生產(chǎn)的平均時間為20min，同時檢測工作不受場地限制，超出預(yù)期效果。從燃油成本、人工成本、設(shè)備使用成本及小隊(duì)施工成本4個方面計(jì)算，使用傳統(tǒng)方法花費(fèi)為1.36萬元/h，新型方法的花費(fèi)為238元/h，按照2014年的故障情況至少為全部地震勘探采集項(xiàng)目節(jié)省37.2萬元。

單位名稱：東方地球物理勘探有限責(zé)任公司

小組名稱：船舶中心QC一組

小組聯(lián)系人：高斌聯(lián)系電話：15802282067

路萍

2015-11-09