一种多功能综合集成高精度智能微震监测系统

摘要

本发明公开了一种多功能综合集成高精度智能微震监测系统，主要包括微震采集仪和微震系统服务器等。微震采集仪主要包括信号硬件滤波模块、AD采集模块、信号特征分析模块和多指标智能滤波模块和数据与高精度时间融合模块等，主要负责信号滤波、分析、采集与传输；微震系统服务器包括信号采集控制模块、信号存储和分析模块和时间源模块等，主要完成参数设置、信号分析和时间同步等功能。本发明提高了时间同步精度，能满足现场高精度试验需要；既能连续有效的记录微震数据，又能将噪音水平保持在较低的水平；可根据实际需求，进行智能滤波，波形采集设置，实现了数据的稳定传输、存储与处理，为灾害快速分析快速预警提供了保障。

主权项

一种多功能综合集成高精度智能微震监测系统，包括微震采集仪，其特征在于，微震采集仪包括中央处理器(14)和信号硬件滤波模块，信号硬件滤波模块依次通过AD采集模块(12)、信号特征分析模块(8)和多指标智能滤波模块(9)与中央处理器(14)连接，信号特征分析模块(8)包括：频谱分析模块(8‑1)，用于通过离散傅立叶变换建立位移‑频率或速度‑频率或加速度‑频率关系，获取信号的最大振幅频率和平均频率；计数分析模块(8‑2)，用于统计波形信号振幅超过预先设置的电压门槛值的次数；上升时间分析模块(8‑3)，用于计算波形信号的振幅超过预先设置的电压门槛值到振幅最大的时间；下降时间分析模块(8‑4)，用于计算波形信号从振幅最大到振幅低于预先设置的电压门槛值的时间；持续时间分析模块(8‑5)，用于计算波形信号从振幅超过预先设置的电压门槛值到振幅低于预先设置的电压门槛值的时间；振幅分析模块(8‑6)，用于记录波形信号的最大振幅；转角频率分析模块(8‑7)，用于通过最小二乘法反分析确定微震事件的转角频率；能量计算模块(8‑8)，用于计算岩石破裂P波能量、S波能量和总能量；短时平均比长时平均模块(8‑9)，用于计算信号在第n个采样点时的短时平均值和长时平均值的比值；多指标智能滤波模块(9)，用于将信号特征分析模块(8)获得的参数根据预定的筛选方式与预设的阈值范围进行比较，选取滤除后的信号，多指标智能滤波模块(9)包括单指标滤波模块(9‑1)，单指标滤波模块(9‑1)预先设定平均频率、最大振幅频率、转角频率、计数、上升时间、下降时间、持续时间、振幅、能量和短时平均比长时平均指标中的1个指标的阈值范围，然后和信号特征分析模块(8)的分析结果进行比较，若信号特征分析模块(8)的分析结果在单指标滤波模块(9‑1)设定的范围内，则滤除该信号，否则进行采集和存储，多指标智能滤波模块(9)还包括多指标滤波模块(9‑2)，多指标滤波模块(9‑2)预先设定平均频率、最大振幅频率、转角频率、计数、上升时间、下降时间、持续时间、振幅、能量和短时平均比长时平均指标中若干个指标的范围，然后和信号特征分析模块(8)的分析结果进行比较，若信号特征分析模块(8)的分析结果均在多指标滤波模块(9‑2)设定的范围内，则滤除该信号，否则进行采集和存储，多指标智能滤波模块(9)还包括智能学习滤波模块(9‑3)，智能学习滤波模块(9‑3)通过BP神经网络对波形信号进行滤除，BP神经网络包括1个输入层、2个中间层和1个输出层，输入层包括平均频率、最大振幅频率、转角频率、计数、上升时间、下降时间、持续时间、振幅、能量和短时平均比长时平均这10个神经元，输出层包括信号类型1个神经元。