一种电火花震源的控制监护系统设计

苏俊杰 钟超 罗诗 罗小刚

摘 要：目前，电火花震源在石油开采和工程物探中的应用越来越多，电火花震源的地位不容忽视。该设计通过一套完整的控制系统来使电火花震源能实现更好的同步，可以随时监护仪器的运行情况，确保能及时发现可能对仪器产生的威胁。

关键词：电火花震源 控制器 gps 控制系统 监护系统

中图分类号：TB47 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0018-01

目前，电火花震源在石油开采和工程物探中的应用越来越多，电火花震源的地位不容忽视。该设计来源于国家地震局在四川西昌一个地震监测点的一个项目，监测点位于西宁河断裂带，如图1所示震源和采集分别位于断裂带的两侧，因为应力的不同而引起地震波在地层中的传播情况不同，所以通过采集的数据可以分析地层应力的分布情况，以此来达到地震监测的目的。而目前项目需要的是一种控制器，能保证仪器能在无人值守的情况下控制和监护仪器，所以本设计还是很有必要的。

该设计通过一套完整的控制系统来使电火花震源能实现更好的同步，可以随时监护仪器的运行情况，确保能及时发现可能对仪器产生的威胁，如周边野兽或者恶劣天气对仪器的损坏。

1 系统设计

如图2控制器和电火花震源通过总线通信，控制器会读取电火花震源的参数，然后通过无线模块传送到本地安卓设备，这样就可以在现场采集时清楚的看到各种参数，本地安卓设备也可以发送数据到控制器上来修改参数和控制电火花震源。本地Android设备也可以通过移动运营商的网络和远端设备通信，来时刻通知远端设备仪器的运行情况，实现完整的控制监护系统。图3为控制器的内部结构图。

手动模式：需要现场采集数据时用的模式，安卓设备上有手动自动两种模式可以切换，现场采集时就切换到手动模式，来手动控制电火花的充电放电，使整个过程更方便。

自动模式：无人值守时采用的模式，通过Android设备设置好充电时间和充电周期，gps的数据可以使得同步更加精准，之后仪器就可以自动运行了。gps的重要性不言而喻，在系统里面它能使系统有条不紊的进行，因为它能时刻校准时钟。系统中用到的gps的数据格式如下：$GPZDA， hhmmss.ss，xx，xx，xxxx，，*hh。控制器中的高速芯片通过串口解析gps数据。

监护模式：在自动模式下用，Android设备会收集周边坏境的信息，一旦发现异常，报警来警告周围可能出现的野兽或者盗窃者，也可以通知远端设备，在仪器运行不正常的情况下维护人员可以及时赶到维修。

2 应用效果

在四川西昌的应用中，能完成现场采集任务和无人值守平稳运行的任务，很好的证明了设计的可行性。

参考文献

[1] 王军民.大功率井中瞬變电磁场源研究[D].武汉：中国地质大学，2008.

[2] S.Crampin，T.Volti， R.Stefánsson，阮爱国.一次成功的应力预测地震[J].世界地震译丛，2000（2）：25-31.

[3] 庄玉飞，黄琦，井实.基于GPS和IEEE-1588协议的时钟同步装置的研制[J].电力系统保护与控制，2011，39（13）：111-115.