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加強型Summit II plus地震儀
一、概述 SummitⅡplus地震儀是德國DMT公司研發的新一代地震數據采集系統。DMT公司位于德國埃森高技術園區，它已有150多年歷史，其營業范圍包括物探儀器研發和生產，承包和咨詢物探測量任務以及資料處理和解釋，礦山和工程設計，安全開采，煤炭綜合利用等眾多領域。 二、Summit Ⅱ plus地震儀組成及特點
圖1 SummitⅡplus 地震儀三維排列組成 1. SummitⅡplus數據采集單元
該單元是SummitⅡplus地震儀的部分，負責采集和傳送來自地下的地震信號，其質量優劣決定著地震信號的采集質量(圖2) 。SummitⅡplus數據采集系統是雙道的，其主要技術性能:
● SummitⅡplus數據采集單元具有24位分辨率，120dB的瞬時動態范圍，小于0.2μV的輸入噪聲和0.5-120K的道記錄長度，即具有高分辨率、大動態范圍、高信噪比、高保真度以及大的道存貯能力
● SummitⅡplus數據采集單元的采樣率為1/48，1/32，1/16，1/8，1/4，1/2,1.0,2.0,4.0和8.0ms，采樣率與工作道數無關，它既適合于煤田和油氣田勘探，也適合于淺層和超淺層地震勘探。
● SummitⅡplus數據采集單元內置功能強大的數據處理器，可直接對來自檢波器的模擬信息進行數據化、濾波、疊加和相關處理，它的每個采集單元都可視為一個獨立的雙道地震儀。 圖2 SummitⅡplus數據采集單元 重1.2Kg，尺寸15×16×8cm ● 在使用單個Summit USB接口卡和壓縮傳輸下，傳輸速度為2M；在使用兩個Summit USB接口卡時為4M
● SummitⅡplus數據采集單元是金屬外殼，防潮、防水、防雷電、牢固，僅重1.2Kg，平均功耗0.7W，工作溫度-30— +80攝氏度，非常輕便靈活
SummitⅡplus數據采集單元分集中供電和非集中供電兩種類型:
● 集中供電電源為12-36VDC，電纜為四芯，兩芯負責供電，兩芯負責傳輸數字化后的地震信號。可通過智能型中繼站或USB 接口卡或任何一個采集單元實現集中供電（圖3） ● 非集中供電電源是微型的12V電池，它與采集站相連并裝在一個小型挎包內。非集中供電的電纜是雙芯扁平電纜，它僅負責傳輸數字化后的地震信號。所以道間距可任意改變。由于改進了老型Summit地震儀的SNAP連接技術，新的連接技術非常容易建立排列，并能保持長時間的穩定連接，大大提高了野外工作效率（圖4） 圖3 集中供電型SummitⅡplus地震排列
圖4 非集中供電型SummitⅡplus地震排列，由微型可充電電池分別供電 （電池高95mm，寬68mm，厚45mm，可與采集單元裝在挎袋內） 2. 智能型中繼站
Summit智能型中繼站可以把Summit數據采集單元組成一個你所期望的地震觀測系統，例如任意長的二維觀測剖面或各種復雜的三維觀測系統。
智能型中繼站可與主機直接通訊，在線顯示地震排列的工作狀態和主從循環冗余校正值（CRC）以及數據傳輸電纜的電阻值和電源狀態等一系列參數，以幫助操作人員隨時監視地震排列的工作狀態。
一般情況下，每隔330m的測線長度加上一個中繼單元。在三維觀測時，中繼單元也可做為交叉站使用。此時中繼單元可以連接在地震排列的任何位置上，因此利用智能型中繼單元可以在任何復雜的地形、地理條件下組成你所期望的三維觀測系統。 3. 主機
SummitⅡplus地震儀主機由Summit USB接口卡，任意一款筆記本電腦和Summit數據采集軟件組成
1）Summit USB接口卡：
Summit USB接口卡把筆記本電腦和地震排列連成完整的野外觀測系統。它很小，重僅0.5Kg，尺寸14×13.5×5.5cm（圖6）。它還具有下列功能：
● 啟動脈沖輸出：收到來自主機的啟動指令之后，輸出+3.3V、1ms的脈沖
● 觸發脈沖輸出：收到來自主機、觸發單元或觸發閉路器的指令后，輸出+3.3V、1ms的脈沖
● 觸發脈沖輸入：可以產生2.5V-5V，1ms正脈沖，任何其它觸發線路都可以與該輸入口連接，以觸發地震排列
● 觸發斜坡輸入：如果該輸入口短路，地震排列被觸發
● 5V直流電源/500mA：如果Summit USB接口卡直接連接在PC機的USB插孔上，就不需要這個電源。如果Summit USB接口卡連接在PC機之外的、被動型USB插孔上，則需要此電源
● USB2.0接口：該接口是標準的USB-B接口，包括USB1.1和高速的USB2.0、Summit USB接口卡通過該接口與PC機USB接口相連 圖5 智能型中繼站 重1.2Kg 尺寸19.0×16.6×8.0cm
圖6 SummitⅡplus地震儀USB接口卡 2) Summit數據采集軟件
Summit數據采集軟件(也叫Acquirer)是對用戶友好的地震數據采集軟件，它是針對windows2000和windowsXP設計的。很容易把該軟件安裝在任何筆記本電腦或臺式PC機上。
Acquirer對所有的Summit單元進行完全控制。可在筆記本電腦或PC機顯示屏上監視整個地震排列，測試所有Summit單元的各項技術指標和檢波器指標，采集地震數據和管理整個地震調查，在與可控震源連接時進行疊前和疊后相關處理等等。Acquire執行高質量的地震數據采集。安裝Acquirer特別簡單。升級軟件請登錄DMT的“customer area”。
Summit數據采集軟件新特點
● 完全支持新SummitⅡplus系統，并與老Summit系統兼容
● 由USB接口卡控制管理地震排列中的各種Summit單元，并對硬件指標和整個系統進行測試
● 可擴展采集道數至無限，可單獨組成輔助道
● 可全面展示所采集的地震數據(AGC.按比例、放大、屬性疊加)
● 可以改變觸發和延遲時間
● 具有靈活的數據采集模式及道記錄長度，例如：動態模式可達120K樣品數；疊加模式可達40K樣品數；可控源模式可達60K樣品數
● 在滾動模式中支持Summit單元的自動定位
● 在可控源模式中可改善炮點集的顯示（如果與輔助道相關，則顯示相關道并存貯）
● 可以改善地震排列的色調 [NextPage] 4. Summit袖珍定位器 圖7 Summit袖珍定位(藍牙技術) 地震儀中的每個數據采集單元在野外接收地震信號時都要給出該單元所處的線號和樁號。有兩種方法定義SummitⅡplus數據采集單元的線號和樁號：
● 由軟件設定，但此時數據采集單元必須沿同一測線、按單元的物理地址號順序向前滾動
● 由袖珍型定位器給定數據采集單元所在的線號和樁號。當向前滾動時只需給滾動的單元再輸入其所在的線號和樁號，而不必考慮單元的物理地址號
Summit 袖珍定位器由袖珍pc機（PDA）和Summit定位軟件組成（圖7），它是專門為SummitⅡplus而研制的。它利用蘭牙技術給SummitⅡplus單元定位，包括線號和樁號。SummitⅡplus單元裝有接收定位模塊，所以可不用任何電纜連接就可以定出每個Summit單元所在的線號和樁號，非常簡單、快速。
DMT公司可提供二種不同的袖珍PC機用來定位
● 極其牢固的PDA加上Summit定位軟件
● 小型、輕便的商用PDA加上Summit定位軟件（我們推薦使用防水、防塵的袖珍PDA）
如果用戶愿意的話，也可以使用自已的PDA機，而僅向DMT公司購買Summit定位軟件。此時，請注意用戶自已的PDA機（Windows Mobile 2003或更高版本）必須裝有新Widcomm stack集成蘭牙器件。 5. Summit觸發單元 圖8 Summit觸發單元 Summit觸發單元的主要功能是觸發地震排列。一般而言，Summit 觸發單元像Summit數據采集單元一樣可以連接在野外排列的任何位置上。
Summit觸發單元的另一個特點是可以測量井口時間。為此，要把一個位于炮井旁邊的檢波器連接到觸發單元的輸入端。這樣，就可以記錄到井口時間并自動存儲在炮點集中。 SummitⅡplus有以下觸發方式
● 由震源信號(包括炸藥、可控震源、雷管、錘擊等等)啟動觸發單元，
再由觸發單元啟動各地震數據采集單元
● 主機發出指令觸發遙爆系統，遙爆系統在引爆的同時返回主機一個信息，以觸發各數據采集單元
● 由Summit USB接口卡觸發，包括短路觸發和脈沖觸發
● 可由可控震源或夯源觸發，進行疊前相關或疊后相關 6. SummitⅡplus地震儀電纜
正如前述SummitⅡplus地震儀有集中供電方式和非集中供電方式兩種類型，每種類型應用不同的電纜。
1）集中供電方式需要三種電纜：
● 功率電纜（黃色，圖9）：
集中供電的功率電纜是四芯電纜，其中兩芯用來傳輸地震數字信號，另外兩芯用來供電。電纜重40g/m。電纜一端裝有四針公接頭，另一端裝有四孔母接頭。接頭防水、防塵。每條功率電纜的長度取決于道間距。由于采用特殊的接頭技術，用戶可以把兩條或多條較短的功率電纜連在一起以適應更大的道間距長度。功率電纜也可用來將地震排列與主機連接起來
● 終端電纜（蘭色）：
終端電纜（1m）一端焊接90歐姆的電阻，另一端與中繼站連接。終端電阻的目的是防止沿功率電纜傳輸的地震數字信號出現反射
● 電源－終端電纜（蘭色）：
電源－終端電纜是把電源電纜和90歐姆的終端電阻裝配在長約1.0m的四芯電纜里。電纜的一端與供電電瓶連接，另一端與中繼站連接 圖9 SummitⅡplus地震儀電纜 2）非集中供電的方式需要兩種電纜：
● 數據傳輸電纜
它是雙芯扁平電纜，每根電纜的長度330m，重30g/m,電纜兩端各接一個90歐姆的終端電阻，以防止沿電纜傳輸的地震數字信號出現反射。通過特殊插件將該電纜與地震數據采集站連接。數據采集站可以連接在數據傳輸電纜的任意位置上。每330m長的數據傳輸線電纜多可連接60個采集站。數據傳輸電纜兩端與中繼站連接，從而可以使地震排列無限延長
● 電源電纜
非集中供電SummitⅡplus系統的每個數據采集站外接一個微型電池（12V，2.2A或更大）。電源線一端與電池連接，另一端與采集站連接。 該電纜長度約0.5m 7. 電源
DMT提供對所有Summit地震儀合適的商用電池（電源），用戶也可以使用自已的電池。
8. 繪圖儀
可選任何型號的繪圖儀或打印 三、Summit II plus地震儀技術指標 四、Summit II plus地震儀的重要特點 世界上先進地震儀的技術指標基本相似，因為它們采用的都是的器件并且都有幾十年研發地震儀的經驗。世界上先進地震儀的主要差異，在于各自獨有的特點。SummitⅡplus地震儀的獨有特點是：
● 非常輕便：一套480道SummitⅡplus系統（包括Summit單元272個），重約320kg，各種電纜總長11，100m長、重約450kg，外加8個24V電池和一臺記本電腦擔當主機
● 適應任何野外工作壞境：由于SummitⅡplus系統非常輕便，道間距可變，采集站具有自身的物理地址，所以它可以在地形復雜的山區、沼澤區、村莊密集區、高速路以及河流阻隔等地區順利的布置三維觀測系統
● 組成靈活，道間距可變：一套480道SummitⅡplus系統可以分解成兩個個或多個獨立的地震隊，只要增加一個或多個USB接口便可；相反，一個小型的Summit地震隊，可以任意擴展為大型的隊伍，只要增加采集站和相應的中繼站便可。Summit的重要特點之一是道間距可變
● 采樣率1/48ms：可以采集高達幾千周的地震信號用于探測超淺層和薄層結構。采樣率與工作道數無關
● 沒有模擬大線：由于每個數據采集站只含兩個數據道，所以檢波器非常靠近采集站，省掉了模擬大線，避免了外界干擾
● 采集站功能齊全，道數可無限擴展：每個SummitⅡplus數據采集站都是一個獨立的地震數據采集單元，內置功能強大的數字處理器，可以對地 震信號進行疊加和相關處理，可以對儀器和檢波器的各項技術指標進行實時檢測和打印輸出。由于每個采集站都是獨立的單元，工作道數可無限擴展 ● 當與可控震源或夯源連接時，可以實現疊前相關或疊后相關
● 優質的售后服務：DMT在中國設有售后服務中心，對Summit地震儀出現的任何問題都能迅速做出反應，并及時解決。升級軟件由售后服務中心及時提供或網上 五、Summit II plus地震儀觀測系統 以下圖示是SummitⅡplus地震儀部件圖例：
圖 10 1.集中供電二維排列： 每個中繼站與其所連接的地震數據采集站一起稱為一個地震數據采集段。一個地震數據采集段的長度為330m,在330m長度內可連接的采集站數取決于道間距長度。如果道間距5m，可連接33個采集站，共66道；如果道間距10m，可連接16個采集站共32道，依此類推。每個地震數據采集段由一個12V－36V電瓶供電。
每個地震數據采集段的兩端分別做如下連接：
一端連接Summit USB接口卡，筆記本電腦（主機）和電源，另一端與終端電纜（蘭色，長1m）連接，以防止地震數字信號反射。
在二維地震排列中，可將若干個地震數據采集段連接在一起，以組成二維觀測系統（見圖12）。此時，主機（包括USB接口卡和筆記本電腦）可連接在震排列的任何位置上。 圖 11 2.多個數據采集段的連接： 每個數據采集段（長330m）的末端連接一個中繼單元和電瓶，該中繼單元再與下一個數據采集段連接。按此連接可把二維排列無限延長。主機可以連接在二維排列的任何位置上。 圖 12 3.觸發單元連接方式： ● 觸發單元可以連接在測線的任何位置上，但此時爆炸員在移動觸發單元時將導致排列中斷，而操作員又不知何故。
● 觸發單元直接連接在中繼單元上，這就避免了上述問題。
● 在炮點離測線較遠的情況下，可外接一個中繼單元，該中繼單元一端與測線上的中繼單元連接（距離不超過5m）另一端與觸發單元連接。此時觸發單元可以遠離測線，但不應超過330m。 圖 13 4.簡單的三維排列： ● 每條測線由一個或幾個數據采集段組成，每個數據采集段長度不超過330m，其末端接一個中繼單元。
● 做為交叉站用的中繼單元不需要連接電源，因為它僅僅用來傳輸數據。
● 主機與交叉線連接。
● 一個或多個觸發單元可按上圖連接。 圖 14 5.復雜的三維排列： 在復雜的地理地貌環境下，例如在三維觀測系統內存在村莊、河流、高速路、建筑物或其它障礙物而無法布設簡單的三維觀測系統時，可通過巧妙的安排中繼單元位置，順利地建成三維觀測系統。例如在某兩條或幾條測線中有障礙物存在時，可在這些測線上加上輔助中繼單元，并將它們用功率電纜（長330m）連接，便可建成完整的三維觀測系統。 圖 15 六.Summit II plus地震儀應用實例 在以下的應用實例中，我們列舉一些Summit地震儀在國內石油勘探，煤田勘探，淺層和工程勘探（包括活斷層探測，基底探測，土石壩和混凝壩病害診斷，地下溶洞探測，隧道選址，礦產資源探測和水域探測等）中的一些應用實例。
