井下磁力计数据采集系统的研制*

胡星星，滕云田，张 炼，王晓美，张 敏

(中国地震局地球物理研究所，北京 100081)

地震观测是地球科学研究和地震监测与预报研究的基础，地磁观测是地震观测的重要组成部分。中国已经建成了分布较广、观测手段较为完备的数字化地面观测台网。但地面观测易受交通、工业等人为噪音影响，使微小地震和来自地下微弱的地球物理信息混杂在高噪音背景下无法辨认和识别［1－2］。而井下观测则可以极大地减小地面噪音干扰的影响，提高观测的信噪比［1－2］。因此，20 世纪90年代以来，随着世界科学技术的进步，深井地球物理综合观测在世界发达国家迅速得到发展［1－2］。由于深井观测仪器要固定在井底，即使仪器发生故障也不能从井下取出来。因此深井观测仪器不同于一般仪器，要充分保证仪器几乎不发生任何故障［1－2］。仪器所有的功能操作也只能在地面远程控制［3］。本文针对井下仪器的高可靠性和高精度实时观测及需要远程监控要求，以MSP430F1611单片机为主控制器设计了井下磁力计传感器单元的数据采集、控制和实时传输系统，对AD采集的高分辨率和高实时性、背景磁场的自动补偿控制方案的设计，以及和其它传感器单元共用RS－422总线与上位机进行数据通信的可靠性协议解析等问题进行了讨论和分析，介绍了监控软件的功能设计，最后给出了磁力计整体单元的测试和应用结果。

1 井下磁力计数据采集系统

1.1 系统设计

井下集成综合观测系统是在一口深井中自上而下分别布置着宽频带地震计、温度计、倾斜计、应变计、地磁计等，各传感器探头实现观测数据数字化，地面主机用RS－422总线与各传感器进行实时数据通讯，如图1所示。……