从20世纪30年代诞生第一代模拟光点记录地震仪器开始,经过了模拟磁带记录地震仪器、多道集中式数字地震仪器和遥测数字地震仪器,已经发展到24位的第五代全数字遥测地震仪阶段,各发展阶段地震仪主要性能指标见表。为了满足高分辨率勘探和大三维勘探的要求,从90年代推出的第四代遥测地震仪开始,采用了基于分布式数据采集的设计理念,提高了仪器的带道能力,为在三维地震勘探中开展万道地震波场观测提供了装备基础。
技术指标 | 第一代光点地震仪 | 第二代模拟磁带地震仪 | 第三代数字地震仪 | 第四代遥测地震仪 | 第五代全数字地震仪 | |||
ARIES | 408UL | IMAGE | 428XL | 508XT | ||||
系统动态范围/dB | 20 | 40 | 70 | 120 | 140 | 120 | 140 | 140 |
带道能力(采样率2ms) | 24 道以下 | 48 道以下 | 240道 | 1280道 | 19200 道 | 3000 道(1 ms) | 100000 道 | 1000000道 |
采样间隔/ms | — | — | 16,8,4,2,1, 0.5 | 8,4,3,2,1,0.5,0.25,0.125 | 4,2,1,0.5,0.25 | 4,2,1,0.5 | 4,2,1, 0.5,0.25 | 4, 2, 1, 0.5 |
串音/dB | — | — | 80 | 100 | 130 | 110 | 130 | 130 |
畸变/% | — | — | 0.05 | 0.0004 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0003 | 0.0003 |
频带宽度/Hz | 20左右 | 100以下 | 3~256 | 3~750 | 3~1640 | 3~800 | 3~1640 | 0~800 |
A/D 转换 | 无 | 无 | 15位(14+符号) | 24位(23+符号) | 24位(23 +符号) | 24位(23 +符号) | 24位 | 24位 |
检波器信号 | 模拟传输 | 模拟传输 | 模拟传输 | 模拟传输 | 模拟传输 | 模拟传输 | 数字传输 | 数字传输 |
采集站信号 | 模拟传输 | 模拟传输 | 模拟传输 | 数字传输 | 数字传输 | 数字传输 | 数字传输 | 数字传输 |
2002年,美国ION公司研制出微机电系统(MEMS)加速度检波器,替代传统的动圈式传感器,提升动态范围,解决了高频信号接收的问题,地震勘探仪又进入了一个新的发展阶段。以MEMS检波器接收为特征的全数字遥测地震仪中,无线采集系统的核心技术与器件为MEMS技术全数字传输记录。采集系统的外设能耗低、质量小、带道能力可达10万道以上,采用三分量全数字传感器接收,具有动态范围大、失真小、频带宽、幅频特性好、数据传输可靠性高等优点。