氣槍控制器檢測信號發生器的研制

氣槍控制器檢測信號發生器的研制

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,同時電子設備在潮濕的環境下容易發生故障。2012年物探處共使用5套氣槍控制器,累計發生電子故障43次,排查總時長為51h。2013年共使用7套氣槍控制系統,累計發生故障61次，排查總時長為75h。海上自然環境多變，因此地震隊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備，一旦出現故障將導致整個地震隊的停工。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目順利生產必須解決的問題。

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行激發，通過查看氣槍控制器各通道實時反饋波形，排查系統中的故障點，整個檢測時間預計為1.2h。這種檢測方法需要動用整船資源，耗時費力，增加了地震隊的運營成本。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 設定目標

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械信號發生器和電子信號發生器2種方案。小組成員通過可行性分析和評估打分的方式，最終選定了優點較為突出的電子信號發生器方案。該套方案的特點是產生的信號可以被氣槍控制器采用，波形輸出穩定，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 方案實施

首先設計了檢測信號發生電路，氣槍控制器對接收到觸發信號5ms后的100ms內的傳感器信號進行數字化，提供的模擬波形需要持續時間不低于110ms。產生波形主要靠振蕩電路完成，當接受到觸發信號，連續振蕩信號中斷25ms，電路將會生成一個5V雙極性方波，該中斷后出現的第一個方波信號為主脈沖信號。

接下來設計了信號發生觸發電路，該電路設計就是將點火脈沖信號轉化為發生電路的觸發信號，用以控制發生電路完成110ms的波形輸出，為此需要對100V以上的點火輸出電壓進行調時和降壓處理，防止擊穿信號發生電路。考慮到電路的整體穩定性，將拾取到的點火脈沖信號進行第一次極性轉換，經過整形濾波和第二次極性轉換才最終形成觸發方波脈沖。

最后對2組電路進行了整合，并加裝了保護和指示電路。

5 取得效果

氣槍控制器檢測信號發生器被應用在2014年3個項目中的4套氣槍控制器上，通過現場驗證操作人員拆除故障設備平均花費2min，安裝檢測裝置花費1min，觸發氣槍控制器進行故障檢測平均花費5min，更換故障板件或纜線平均花費12min。排查故障恢復生產的平均時間為20min，同時檢測工作不受場地限制，超出預期效果。從燃油成本、人工成本、設備使用成本及小隊施工成本4個方面計算，使用傳統方法花費為1.36萬元/h，新型方法的花費為238元/h，按照2014年的故障情況至少為全部地震勘探采集項目節省37.2萬元。

單位名稱：東方地球物理勘探有限責任公司

小組名稱：船舶中心QC一組

小組聯系人：高斌聯系電話：15802282067

路萍

2015-11-09