专利名称：人工震源的精密控制单元的制作方法
技术领域：
本实用新型属于精密可控震源的控制装置，具体的涉及对精密可控震源进行高精 度控制的人工震源的精密控制单元。
背景技术：
要预测地震，首先要能监视地震孕育区地下结构及物性的变化。我国的破坏性地 震主要发生在地下5-20Km深的地方，了解这一地区的详细结构，监测这一地区的结构及物 性的动态变化，对判断这一地区是否正在孕育地震，并进而预测地震是非常有意义的。但是 要全面地、确定地、高分辨地、动态地监视一个地区的地下结构及物理性质变化是困难的， 主要困难来自地震震源。精密可控震源相对于天然地震震源而言具有时间、地点、震源特征明确确定，可重 复，安装使用范围广泛等特点，特别适于地震预报需要的对地震危险区域进行地下精细结 构研究及其动态变化监测的应用。精密可控震源用于动态监视地下结构，研究地震孕育、发 生、发展的规律，为攻克地震预报提供一种有效的途径。精密可控震源系统是开展主动地震 监测研究，探索新的、有效的地震预报途径的关键设备。要实现对精密可控震源的高精度控制，需要一个核心、专业的信号发生和控制系 统。现有的通用型信号发生仪器，无法满足精密可控震源的设计要求。其主要表现在无法与 GPS时间严格同步，无法输出激发波的多样性，以及无法保持激发波的高精度性和高重复性 等方面。

实用新型内容本实用新型提供了一种高精度的、专用于地震观测领域信号发生和控制的人工震 源的精密控制单元，其能够实现与高精度GPS时钟的同步，并以IOM时钟为基准产生高精度 的脉冲序列输出，实现控制大功率三相异步电机高精度地带动偏心振动体旋转，从而牵引 地面同步震动，可以实施较小功率进行远距离的地震波传输。本实用新型所采用的技术方案如下—种人工震源的精密控制单元，其特征在于包括一 GPS时钟模块，该GPS时钟模块 连接设置一主控制电路板，该主控制电路板连接设置一控制接口板，该控制接口板连接设 置有电源接口、通讯接口和电机控制接口。具体的讲，所述主控制电路板上设置一 CPU控制芯片和一 FPGA芯片，该主控制电 路板还连接设置有液晶显示屏、状态指示灯和电源模块。一实施方式中，所述主控制电路板控制还连接LAN网络电路模块。另一实施方式中，所述精密控制单元包括一箱体，所述箱体内固定设置GPS时钟 模块、主控制电路板和控制接口板。另一实施方式中，所述箱体具有一前面板，该前面板上设置有液晶显示屏、状态指 示灯和电源开关，所述液晶显示屏、状态指示灯和电源开关连接所述控制电路板。[0012]再一实施方式中，所述箱体具有一后面板，所述后面板上设置有电源接口、通讯接 口、电机控制接口和GPS天线接口。该人工震源的精密控制单元是人工震源的核心控制部分，其必须能够与GPS时间 严格同步，对各地震台检测到震动波形进行数据分析处理时，一个核心的物理量就是不同 台站震动波形传输的到达时间不同，因此精密控制单元需要与各地震台数据采集仪器的时 间高度同步，在此基础上，所有的数据分析处理才有意义。另外，考虑到实际应用中的不同 观测目的，以及对震动波形数据分析处理时的能量泄露要尽量小的要求，要求精密控制单 元要能输出多种设计激发波对应的脉冲序列。再者，考虑到对震动波形进行数据分析处理 时，有可能在更远距离处需要进行简单的波形叠加，以达到扩展震源有效传输距离的目的， 因此精密控制单元要求有高精确度的、与GPS同步的时钟基准，对偏心振动块的相位控制 要精确、有效，必要时进行偏心振动块的初始相位调整。最后，根据精密可控震源的设计要 求，精密控制单元不仅要实现脉冲序列输出、实时状态监测，还要实现丰富的控制指令，例 如设置工作模式、设置偏心振动块的运转方向、对偏心振动块的初始相位的手动微调等功 能。该人工震源的精密控制单元采用内置GPS时钟模块的方式，GPS时钟模块与主控 制电路板间以IOM时钟为基准产生高精度的脉冲序列输出，并可实现该精密控制单元通过 多个控制接口完成多种控制指令的输出，并可通过主控制电路板和控制接口板实现偏心振 动块的初始相位调整。本实用新型的有益效果在于，该人工震源的精密控制单元具有较高精度，其能够 实现与高精度GPS时钟的同步，并以IOM时钟为基准产生高精度的脉冲序列输出，实现控制 大功率三相异步电机高精度地带动偏心振动体旋转，从而牵引地面同步震动，可以实施较 小功率进行远距离的地震波传输。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的阐述。
图1是本实用新型的组成结构示意图；图2是本实用新型的连接结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，该人工震源的精密控制单元主要由一个箱体10，箱体内部的 GPS时钟模块20、主控制电路板30、控制接口板40组成，该箱体内固定设置GPS时钟模块、 主控制电路板和控制接口板。箱体具有一前面板11，该前面板上设置有液晶显示屏111、状 态指示灯112和电源开关113，液晶显示屏、状态指示灯和电源开关连接控制电路板。箱体 还具有一后面板12，后面板上设置有电源接口 121、通讯接口 122、电机控制接口 124和GPS 天线接口 123。GPS时钟模块连接设置主控制电路板，该主控制电路板连接设置控制接口 板，该控制接口板连接设置有电源接口、通讯接口和电机控制接口。主控制电路板上设置一 ARM CPU控制芯片和一 FPGA芯片，该主控制电路板还连接设置有液晶显示屏IXD、状态指示 灯、电源模块CF和LAN网络电路模块。
权利要求一种人工震源的精密控制单元，其特征在于包括一GPS时钟模块，该GPS时钟模块连接设置一主控制电路板，该主控制电路板连接设置一控制接口板，该控制接口板连接设置有电源接口、通讯接口和电机控制接口。
2.根据权利要求1所述的人工震源的精密控制单元，其特征在于所述主控制电路板上 设置一 CPU控制芯片和一 FPGA芯片，该主控制电路板还连接设置有液晶显示屏、状态指示 灯和电源模块。
3.根据权利要求1所述的人工震源的精密控制单元，其特征在于所述主控制电路板控 制还连接LAN网络电路模块。
4.根据权利要求1所述的人工震源的精密控制单元，其特征在于所述精密控制单元包 括一箱体，所述箱体内固定设置GPS时钟模块、主控制电路板和控制接口板。
5.根据权利要求4所述的人工震源的精密控制单元，其特征在于所述箱体具有一前面 板，该前面板上设置有液晶显示屏、状态指示灯和电源开关，所述液晶显示屏、状态指示灯 和电源开关连接所述控制电路板。
6.根据权利要求4所述的人工震源的精密控制单元，其特征在于所述箱体具有一后面 板，所述后面板上设置有电源接口、通讯接口、电机控制接口和GPS天线接口。
专利摘要一种人工震源的精密控制单元，其特征在于包括一GPS时钟模块，该GPS时钟模块连接设置一主控制电路板，该主控制电路板连接设置一控制接口板，该控制接口板连接设置有电源接口、通讯接口和电机控制接口。该人工震源的精密控制单元具有较高精度，其能够实现与高精度GPS时钟的同步，并以10M时钟为基准产生高精度的脉冲序列输出，实现控制大功率三相异步电机高精度地带动偏心振动体旋转，从而牵引地面同步震动，可以实施较小功率进行远距离的地震波传输。
文档编号G01V1/02GK201662625SQ20102010894
公开日2010年12月1日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者关庆峰, 庄灿涛, 张俊, 张妍, 朱小毅, 朱杰, 李建飞, 李本春, 杜松, 薛兵, 袁璐, 陈阳 申请人:北京港震机电技术有限公司