地震传感器测试系统及方法与流程

本公开涉及传感器测试
技术领域：
，特别涉及一种智能化的地震传感器测试系统及方法。
背景技术：
：在地震勘探领域，随着三维勘探的普及，勘探精度要求越来越高，对地震检波器的采集精度要求也随之提高。传感器是地震检波器的核心，对地震检波器的精度、灵敏度等性能参数起决定性作用。目前，国内自主研发生产的地震传感器对外界激发的响应效果还不够稳定，所以在使用前需要进行测试。地震传感器测试是一个精细的过程，为了得到精确且全面的测试结果，测试参数的设定要考虑实际应用时的各类环境条件，测试数据的采样样点要足够多以确保外界环境的干扰降到最小。当前地震传感器的测试过程是设定好某一组参数后开始采集数据，采集到的样点满足测试需求后存储数据并设定下一组参数，设定参数与存储数据都需要手动操作软件，自动化程度低。此外，由于测试条件对外界环境要求比较高，人正常的自然活动都可能产生噪声影响测试结果。因此在设定完各组参数开始采集数据时，测试员只能静坐在计算机前等待。若以产品化的目标进行大规模生产，将带来很大的人工资源浪费。技术实现要素：本公开的目的是提供一种地震传感器测试系统及方法，其能够对地震传感器测试过程进行智能化控制，自动设置测试条件以及自动存储和处理数据，实现地震传感器测试的实时无人测试。本公开的一方面提供一种地震传感器测试系统，包括：激发模块，用于响应控制指令，向待测试地震传感器发出激发信号；采集模块，用于响应所述控制指令，采集并传输待测试地震传感器的感测信号；显示模块，用于响应所述控制指令，接收并显示所述感测信号；条件设定模块，用于响应所述控制指令，根据测试需求设定测试条件；数据存储和处理模块，用于响应所述控制指令，存储和处理所述感测信号；以及控制模块，用于发出所述控制指令，指示所述条件设定模块设定测试条件、所述激发信号发出激发信号、所述采集模块采集并传输感测信号、所述显示模块接收并显示所述感测信号以及所述数据存储和处理模块存储和处理所述感测信号。优选地，所述测试条件包括所述激发信号的频率和幅度、所述采集模块的采样频率、所述数据存储和处理模块的数据存储格式的至少其中之一。优选地，所述测试条件包括所述待测试地震传感器的测试参数以及所述测试参数的数值、测试顺序和测试时间。优选地，所述数据存储和处理模块根据所述测试条件分类存储所述感测信号。优选地，所述控制模块包括脚本程序。本公开的另一方面提供一种地震传感器测试方法，包括以下步骤：步骤1：发出控制指令，以便基于所述控制指令依次设定测试条件、发出激发信号、采集并传输待测试传感器的感测信号、接收并显示所述感测信号以及存储和处理所述感测信号；步骤2：响应所述控制指令，根据测试需求设定测试条件；步骤3：响应所述控制指令，向待测试地震传感器发出激发信号；步骤4：响应所述控制指令，采集待测试地震传感器的感测信号，并传输所述感测信号；步骤5：响应所述控制指令，接收并显示所述感测信号；以及步骤6：响应所述控制指令，存储和处理所述感测信号。优选地，所述测试条件包括所述激发信号的频率和幅度、所述感测信号的采样频率、所述感测信号的数据存储格式的至少其中之一。优选地，所述测试条件包括所述待测试地震传感器的测试参数以及所述测试参数的数值、测试顺序和测试时间。优选地，根据所述测试条件分类存储所述感测信号。优选地，通过脚本程序发出所述控制指令。本公开的有益效果在于能够对地震传感器测试过程进行智能化控制，自动设置测试条件以及自动存储和处理数据，实现了地震传感器的长时间连续的实时无人测试。既解决了人为自然活动带来的噪声干扰问题，也为日后面向产品化的大规模生产打下了节约人工资源的基础。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据示例性实施例的地震传感器测试系统的示意图；图2示出了根据示例性实施例的地震传感器测试方法的流程图；图3显示在第一示例中根据标准传感器数据得到的高斯分布曲线图；以及图4显示在第一示例中，根据待测传感器数据得到的高斯分布曲线图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整， 并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。图1示出了根据示例性实施例的地震传感器测试系统的示意图，根据示例性实施例的地震传感器测试系统包括：激发模块1，用于响应控制指令，向待测试地震传感器7发出激发信号；采集模块2，用于响应控制指令，采集并传输待测试地震传感器的感测信号；显示模块3，用于响应控制指令，接收并显示感测信号；条件设定模块4，用于响应控制指令，根据测试需求设定测试条件；数据存储和处理模块5，用于响应控制指令，存储和处理感测信号；以及控制模块6，用于发出控制指令，指示条件设定模块设定测试条件、激发信号发出激发信号、采集模块采集并传输感测信号、显示模块接收并显示感测信号以及数据存储和处理模块存储和处理所述感测信号。作为优选方案，激发模块例如是震源，通过条件设定模块可以设定震源发出的激发信号的频率和幅度，使得震源发出具有指定频率和振幅的震动信号。采集模块是连接待测试地震传感器与显示模块的枢纽，可包括数据采集卡，用于采集待测试地震传感器的感测信号，并传输该感测信号。通过条件设定模块可以设定采集模块的采样频率。采集模块还可以包括滤波器、放大器、模数转换器等，用于对感测信号进行滤波、放大、模数转换操作。显示模块可以包括监视器及相应的监视软件，显示模块能够实时接收并显示采集模块传输的感测信号，包括信号的波形、频率、幅度等。此外，可通过监视软件选择感测信号的显示形式，例如可通过数字或图形界面的形式进行显示。数据存储和处理模块可以是计算机等，其能够以特定的数据存储格式存储显示模块接收的感测信号，也能够存储条件设定模块设定的测试条件。数据存储和处理模块还可以对感测信号进行处理，例如计算感测信号的信噪比。此外，在不同的测试条件下，地震传感器的响应状态有很大差异，因此数据存储和处理模块可以对测试条件进行分类，并分类存储不同测试条件下接收 到的感测信号，以便于后续的查阅和利用。条件设定模块用于根据测试需求设定测试条件，测试条件例如包括：激发模块发出的激发信号的频率和/或幅度、采集模块的采样频率、数据存储和处理模块的数据存储格式、待测试地震传感器的测试参数以及各个参数的数值、测试顺序及测试时间，等等。测试条件还包括地震传感器测试系统进行优化操作的其他工作条件。控制模块，用于发出控制指令，在控制指令的指示下，条件设定模块、激发信号、采集模块、显示模块、数据存储和处理模块依次自动执行各自的操作，从而可以代替当前必须由测试人员手工执行的鼠标和键盘动作，实现测试过程的完全自动化。具体来说，控制模块通过控制指令指示其他各个模块依次执行以下操作：条件设定模块设定上述测试条件，例如测试参数、测试时间、采样频率等；激发模块发出激发信号；采集模块采集并传输感测信号；显示模块接收并显示感测信号；数据存储和处理模块按照预先设定的数据存储格式存储感测信号及处理感测信号，例如可按照待测传感器编号及测试条件分类存储测试结果。作为优选方案，控制模块包括脚本程序。通过脚本程序的控制指令，结合现有的地震传感器测试软件，可以指示各个模块依次执行各自的操作，代替当前必须由测试人员手工执行的鼠标和键盘动作，从而可以实现测试过程的完全自动化。图2示出了根据示例性实施例的地震传感器测试方法的流程图，根据示例性实施例的地震传感器测试方法包括以下步骤：步骤1：发出控制指令发出控制指令，控制指令中包含以下指令：设定测试条件、发出激发信号、采集并传输待测试传感器的感测信号、接收并显示所述感测信号、存储和处理所述感测信号。从而可以基于控制指令依次执行这些操作。在实际应用中，常常通过安装于计算机上的监视软件(例如geophonems) 来设定测试条件、接收和显示感测信号、存储和处理感测信号。在这种情况下，控制指令细化监视软件的操作，指示监视软件依次地设定测试条件、接收和显示感测信号、存储和处理感测信号。例如，控制指令将设定测试条件的操作细化为：点击监视软件的参数输入窗口、输入测试参数，控制指令将存储感测信号的操作细化为：点击监视软件的菜单文件、点击保存、选择存储位置、点击确认保存。步骤2：响应控制指令，根据测试需求设定测试条件。在测试地震传感器时，需要根据测试需求设定测试条件。测试条件例如包括：激发模块发出的激发信号的频率和/或幅度、采集模块的采样频率、数据存储和处理模块的数据存储格式、待测试地震传感器的测试参数以及各个参数的数值、测试顺序及测试时间，等等。步骤3：响应控制指令，向待测试地震传感器发出激发信号。对控制指令进行响应，从而根据步骤2中设定的测试条件，例如通过震源向待测试地震传感器发出具有指定频率和振幅的激发信号，以使地震传感器发生响应。步骤4：响应控制指令，采集待测试地震传感器的感测信号，并传输感测信号。地震传感器感测到激发信号，输出相应的感测信号。对控制指令进行响应，按照步骤2中设定的采样频率采集该感测信号，并将采集到的感测信号传输出去。在感测信号被传输之前，可以对感测信号进行滤波、放大、模数转换等处理。步骤5：响应控制指令，接收并显示感测信号。根据控制指令的指示，接收该感测信号，并通过软硬件的结合以适当的形式显示感测信号，例如可以显示感测信号的波形及频率、幅度等相关参数。步骤6：响应控制指令，存储和处理感测信号。基于控制指令的指示，按照步骤2中设定的数据存储格式存储感测信号，并进行相应的处理，例如计算信号的信噪比等。应用示例根据示例性实施例的地震传感器测试系统包括震动台、数据采集卡nipci-4461、计算机及安装于计算机上的监视软件geophonems和lua脚本程序。数据采集卡nipci-4461与计算机通过同轴电缆连接。待测试的标准地震传感器通过同轴电缆与数据采集卡连接。开始测试时，运行脚本程序，脚本程序中包含控制指令，以依次执行以下操作：1.设定测试参数，每组测试参数分别代表一种测试条件，包括激发频率、幅度与接收采样频率等；2.根据采样频率与接收样点数量需求，计算各条件下的测试时间；3.激发震动台的震源，发出激发信号；4.启动数据采集卡开始采集待测传感器的感测信号；5.监视软件接收和显示感测信号；6.接收和存储数据，用于存储数据的数据文件名与待测传感器编号及测试条件一一对应。特别地，结合监视软件的使用，脚本程序将测试参数的设定细化为点击参数输入窗口、输入测试参数等几个操作步骤；将数据的存储细化为点击菜单文件、点击保存、选择存储位置、点击确认保存等几个操作步骤。在实际应用时，可以根据需要灵活地调整这些操作步骤的顺序和组合。运行脚本程序之后，震动台、数据采集卡、计算机及监视软件响应脚本程序的控制指令，依次执行以下操作：监视软件设置测试参数，包括震动台发出的激发信号的频率、幅度以及数据采集卡的采样频率等；震动台的震源根据测试参数进行震动，发出震动信号；待测试的地震传感器响应震动台发生的震动，数据采集卡根据设定的采样频率采集地震传感器的响应信号，并将该信号传输至计算机；监视软件在计算机上显示响应信号的相关数据与波形；采集到的相应信号数据样点与对应的测试条件参数以指定的数据文件名保存到计算机的测试结果数据库内。在本示例中，在30hz、600mv激发条件下对10个待测的地震传感器进行测试。待测传感器与标准传感器的主频响应强度如表1所示。待测传感器与标准传感器的主频响应强度相差较小，需要测试待测传感器的质量是否满足要求。表1序号标准传感器待测传感器11382161381602138346137266313751313742141378791374045138387137925613792513749971378061372268137566137224913773213737610138046137772图3显示根据标准传感器数据得到的高斯分布曲线图，图4显示按照上述过程进行测试后，根据待测传感器数据得到的高斯分布曲线图。如图3所示，标准传感器算数平均值μ＝137942，标准差σ＝305.4，则同样测试条件下待测传感器合格线为(μ-4.5σ)＝136567.7，待测传感器算数平均值μ＝137527>136567.7，故待测传感器满足质量要求。上述技术方案只是本发明的一种实施例，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开的原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例的描述，因此前面的描述只是优选的，而并不具有限 制性的意义。当前第1页12