GSP地震波探测仪

产品应用：

GSP200地震波探测仪(Geological Survey Predictor)是先进的地质勘探技术与现代电子技术和人工智能相结合的高科技产品， 系统主要应用于隧道开挖过程中探测掌子面前方地质构造的位置和产状，并对前方围岩进行评价，以保证隧道安全生产和工作量的准确评估。广泛地应用于城市交通、桥梁、隧道、城建、工业与民用建筑等领域。

产品功能 ：

GSP200地震波探测仪由主机、传感器、 震源、数据处理分析软件等四部分组成。仪器具有24/48个独立的高精度采集通道（24 位模数转换器），可驳接三分量加速度传感器或速度型地震检波器8到16 只（通常观测系统使用 1~2 只）。仪器主机超小型设计、轻便灵活（整套配置可由一人携带），内置锂电池，充满电后可支持主机连续工作10小时以上， 实现了数据采集与数据处理于一体，极大地方便了测试工作人员。

通常测试过程需要施工单位配合方能完成，而且在打炮眼和测试过程需要较长时间，耽误施工单位的正常生产。GSP200采用多通道设计，可同时布置 8 到 16 个三分量的传感器，在布置过程中不影响施工单位正常生产。并且测试时只需放一炮，便可获取多道接收共炮点水平地震反射波法资料，极大的方便了测试方和施工方，而且在数据处理过程中可增加反射波幅频特性分析方法，进一步提高超前探测的解译精度。同时， 这种探测技术可以在施工不间断的情况下 （如盾构法施工） 实时监测前方岩体完整性，为隧道超前预报技术提供新的研究思路。

GSP200 系统震源设计即能够使用传统的爆炸震源，还可以使用较安全的锤击震源及特殊制造的电火花震源等非爆炸震源。

技术指标： 

检测主机参数：

通道数：12~36道

频带范围：0.5Hz~10kHz

前置放大：20dB（量程±1v）

输入阻抗：80kΩ

A/D转换：24bit

采样率：0.010ms~1.0ms（7档可选）

采样长度：2k~24k（5档可选）

动态范围：144dB

道间抑制比：90dB

放大器内部噪音：1μV

检波器（三分量加速度传感器）技术参数：

各道检波器之间固有频率相差：±5%

各道检波器之间灵敏度相差：±5%

各道检波器之间相位相差：＜0.5ms

失真度：＜0.1%

最大横向灵敏度比：±5%

绝缘电阻：15MΩ

最大允许加速：5g

供电电压/电流：18~24V（DC）/4~20mA

工作温度：-40~120℃

各地震记录道之间的相位差：＜1.0ms

各地震记录道之间的振幅差：＜10%

电缆技术参数：

道间绝缘电阻：15MΩ

对地电阻：30MΩ

触发装置技术参数：

触发信号延迟时间：＜0.5ms

起跳尖锐，振幅能够触发仪器触发仪器内计时电路。

软件系统：

1、数据采集软件

GSP200 地质超前预报系统的数据采集软件是基于 Windows开发， 该软件可以在每次探测时或后处理时进行滤波处理（滤波功能有去 DC 漂移、AGC 自动增益控制、背景去除、带通滤波等），采集图像实时显示。                                               

2、数据处理软件

隧道超前探测处理软件用于处理和解释GSP200 地质超前预报系统探测的数据， 提供探测范围内岩体构造空间产状要素及岩体的动力学参数 （纵、 横波速度， 泊松比、 动弹性模量），该系统包括初至拾取，能量均衡，扩散补偿，滤波，波场分离，P、S 波分离，速度扫描，偏移成像，成果解译等功能模块。在数据处理过程中实时保存处理参数及处理结果，以便进行数据回放及再处理。

（1）初至拾取：可拾取三个分量的初至时间，用于计算直达波速度，同时考虑炮延时，利用最小二乘法进行炮时基校正；校正由于放炮引起的延时；提供初始速度模型，用于后续计算。

（2）能量均衡：由于爆炸震源药量、炮孔深度、耦合条件等条件不同造成震源能量，从而引起波形畸变， 该功能设计有两种方式的能量计算方法及能量的衰减模式用以校正由此造成的畸变。有效提高后续处理精度。  

（3）扩散补偿：由于隧道地质条件复杂，地震波在传播过程中频率和能量均有衰减，该功能用于补偿弹性波衰减，设计有三种补偿方式。可有效提高单位能量下探测距离和精度。  

（4）频率域滤波：由于探测施工环境噪声严重，特别是在不间断施工过程中进行探测干扰更为严重，有效波的信噪比较低，为有效提取有效波，去除干扰波。可利用该模块进行频率分析，进而采用多边形滤波方法去噪，提高信噪比。

（5）波场分离：由于接收到的反射波为全空间范围内界面的反射波，而对于隧道开挖过程中较为关心的是掌子面前方的结构面，为有效提取来自掌子面前方界面的反射波，采用高精度波场分离模块可以有效的提取有效的反射波。

（6）P、S波分离：为实现对岩体进行定量化评价，利用该模块功能可以计算出岩土体的纵、横波速度参数，可为岩体评价提供如动弹性模量Ed，泊松比等参数。

（7）速度扫描：为了探测出掌子面前方岩体的速度变化，更好的为施工提供施工参数，速度扫描模块可以准确地计算出前方被测岩体在空间上的速度分布状况， 从而定量的评价前方岩体的软硬程度。

（8）深度偏移：采用 Kirchhoff 深度偏移方法对被测岩体进行地质界面成像，用以确定地质界面的产状。

（9）综合解释：计算出掌子面前方有效探测范围内岩体的纵、横波速度分布图、纵横波速度比值分布图、弹性模量、泊松比分布图和前方结构面空间产状图。

（10）三维成像：该模块利用三维可视化技术实现被探测岩体结构面三维空间展示。便于工程技术人员更为直观的分析测试结果。最终解译成果与AutoCAD 具有良好的数据接口，可导出标准化图件。