[科普中国]-可控震源同步器

同时使几台可控震源车的输出信号与地震勘探记录系统保持一致性的设备，它决定可控震源的技术性能。可控震源同步器一般由一个编码器和多个译码器组成。编码器通常安装在地震仪器车上，同地震记录仪相连；译码器(也称电控箱体)安装在每一台震源车上。

工作原理震源车启动振动时的一致性由编码器发送给译码器的启动码控制，启动则是通过分别安装在仪器车和震源车上的电台完成。在接收到启动码后，译码器开始控制震源车振动，进行振动扫描。编码器同译码器中的扫描信号必须保持一致，才能使得多台震源在同步振动时信号能量进行有效的叠加。对于不同的地表类型可选择不同的扫描信号类型。通常的扫描信号频率范围在5～120Hz之间，扫描长度为3～32s。在扫描的过程中，为了使该信号更好地达到要求，译码器对震动输出信号的相位和幅度要进行控制。

震源车的重锤和平板上各安装有一对加速度表。这些加速度表是用来测试震源的输出力。在一对加速度表中，有一路作为系统的反馈控制(称为环路加速度表)；另一路提供给一致性环路(称为一致性加速度信号)。一致性检查是确保所有的震源车在规定的范围内同步振动。

在振动扫描的过程中，译码器要进行大量的测试和检测。这些测试的结果在扫描结束时要传给编码器，称为PSS报告。通过连接在编码器上的笔记本电脑，可以实时监控每次振动的性能。

在利用可控震源进行地震勘探施工时，只有经过震源的零时校准，后续的El检、生产记录才是正确的。可控震源控制系统的零时校准主要完成震源控制系统时钟晶振频率校准及震源启动控制指令校准两项工作。现代地震勘探中所使用的主流可控震源电控系统的时钟晶振精度大都达到了百万分之一的误差精度。对于震源控制系统时钟晶振频率的测试应包括编码器和译码器(电控箱体)的时钟频率是否满足百万分之一的误差精度要求。

发展简史美国大陆石油公司(CONOCO)于1952年开始进行连续振动工作法试验。用于产生连续振动信号的设备称为可控震源，用于控制振动器振动的装置称震源电子控制系统，与仪器上配置的编码扫描信号发生器一起统称震源同步控制系统。1956年世界上第一个可控震源地震队成立，使用的可控震源是一套由机械装置控制的连续振动系统。

1959年出现液压伺服控制的可控震源。以维纳等研究成果为代表的经典自动控制论在20世纪60年代开始走向成熟，于是在1963年，以控制振动平板输出信号相位为目的的现代可控震源同步器的雏形开始投入野外作业。1969年出现编码扫描信号发生器，开始对可控震源进行同步激发控制。为了满足油气勘探对解决复杂地区和小幅度构造的要求，可控震源从早期的20000磅左右的出力已经发展到60000磅左右的出力。

1980年埃克森(EXXON)石油公司开始使用振幅(力)控制方式；1982年PELTON公司生产的同步器将振幅控制应用于实际生产。从20世纪80年代中期以来，可控震源控制系统的生产商有美国的TI公司、GEOSOURCE公司、PELTON公司，法国的SERCEL公司。其中，以法国SERCEL公司的VE系列震源控制系统和美国PELTON公司的ADVANCED系列为主要代表。最新版本的可控震源控制系统是法国VE432和美国的VIB PRO(ADV III)，均可以通过菜单设置完成转换。通过连接到译码器上的计算机，还可以完成GPS导航和震源信号数据的存储。

展望震源的同步器系统可以说是震源车的大脑，震源车振动性能主要由同步系统决定。随着电子和计算技术的迅速的发展，震源同步系统更新很快。如今在同步器上均安装了GPS全球定位系统，提高了施工效率和施工精度；操作界面均采用液晶显示系统及菜单操作模式，达到方便、直观、更加人性化；同步器向着更小巧的方向发展，功能更强大，以前需要费时费力的一致性测试，现在很容易实现。在软件控制方面也有很大的进步，如以前采用PLL的反馈控制方式，现在采用白适应控制方式，不仅提高了控制精度，而且在物探应用上也更加方便灵活。1

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学