原创《地震科学探测台阵流动观测仪器系统的运维与相关问题解决》
本文是关于问题解决类研究生毕业论文范文和运维和地震和观测类硕士论文开题报告范文。
李 程
（中国地震局地球物理勘探中心,河南 郑州 450002）
摘 要：通过对地震科学探测台阵流动观测仪器系统的日常运维进行分析, 总结整个运维工作的一些要点,并整理出具有代表性的故障问题及解决方案.
关键词：流动观测仪器系统 运维 相关问题的解决
中图分类号：R725 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）07-0233-01
引言
中国地震局地球物理勘探中心承担着中国地震科学探测台阵当中,大部分流动观测仪器系统相关设备的运维工作,作为台阵的核心部分,流动观测仪器设备的正常运转,直接关系到国家 “十五” 重点建设项目—《中国数字地震观测网络工程》的顺利进行,因而定期进行细致的设备运维工作,就显得尤为重要.
一、流动观测仪器系统的组成
中国地震局目前所使用的流动观测仪器系统是一种高精度、低消耗的三分向地震数据采集系统,它的野外适用能力极强,主要应用于天然地震数据以及大当量爆破的人工地震数据采集.其构成系统的主要仪器设备有：地震数据采集系统（包括REFTEK公司的130系列数据采集器,Güralp公司的CMG和3ESPC系列三分向地震计） ；太阳能供电系统SGSS（包括60瓦太阳能电池板组、12V 100A UPS铅酸蓄电池组、电源管理器） ；无线传输系统；GPS全球定位系统以及PDA个人掌上操作系统.
二、流动观测仪器系统的运维
所谓系统的运维主要是指：针对整个流动观测仪器系统内所有相关的仪器设备,进行常规保养,通过模拟不同的环境进行不同的参数的设定,进行系统运行并收集测试数据,来完成系统的整体测试,及时发现在系统运行中出现的各类问题,试验及整理出相关问题的解决方案.
1.常规保养
此项工作是针对系统中各类设备的整体外观和附属配件,进行完整性和破损度检测,电缆风化破损检测以及清洁、除锈、防水、电池更换等,以保证系统硬件基础的完好程度,在外部检测中应重点关注两部分：
首先,地震计上方标准26针航空接口的锈蚀处理问题.它是由于地震计所处的野工区中,昼夜温差及降水等环境因素形成的水蒸气,长期对插头金属部分的锈蚀形成的,它会造成针与针之间的连电短路,影响地震计内部元器件和印刷版之间的导通性和连接性,使得地震计的采集到的正常地动信号,在转化为数字信号并通过摆线传输时产生错误,不能形成有效的数据采集.
其次,系统内所有仪器设备的完整性和风化破损度检测.流动观测仪器系统设计之初就是为了应对野外环境下的长地震观测,因而仪器设备的技术指标都有着严格的要求,可在-20℃~+60℃范围内正常运行,密封等级到达IP67,最高适应36V电压,耐磨抗风化等.但不可否认在很大程度上依旧会受到野外环境影响,尤其是连接GPS和太阳能供电系统的各类电缆及其他连接线路,长期风化和遭啮齿类动物啃食,造成设备损坏的问题最为突出.
对于出现以上两种情况的设备,都需要我们在常规保养时,按照不达标设备的要求进行分类整理,及时更换或报废处理不可修复的系统零配件,减少此类情况对野外工作造成的影响.
2.模拟测试
这是整个流动观测仪器系统运维的核心工作,需要我们定期的对自野外施工回收和库存的流动观测系统的相关仪器设备进行统一测试（如左图） .它是通过PDA对不同设备在不同要求下进行不同的参数设定,来简易模拟系统的正常运行并记录采集数据,结合使用RT_View软件对其分析,从而检测三分向地震计、数据采集器、GPS等系统内各类仪器设备的工作情况来完成的,并在整个过程中发现故障设备并分类整理,为下一步的维护工作做好准备.在整个模拟测试过程中,我们使用到的最重要参数就是标定参数：sensor calibration signal和sensor calibrationschedule（传感器校准信号和计划,统称标定信号参数） .通过对这一参数的修改设定,我们可以命令数据采集器在一定的时间范围内,按照平均间隔周期性的向地震计发送出特定的标准信号（SINE STEP RandomSweepBB等） ,通过采集到的地震计反馈信号来测试包括地震计的工作状态、摆线的传输状态、数据采集器的记录存储功能和一致性、内置时钟的校准在内的多项核心技术指标.
三、流动观测仪器系统的问题及解决
在整个流动观测仪器系统的运维过程中,会出现各类常规以及其他代表性的问题,对此我们通常会通过实验来尝试解决并整理出相关问题的正确解决方案,用以服务于中国数字地震观测网络工程的顺利进行,就目前而言,我们已经发现并解决的问题主要有以下几点：
1.130系列数据采集器系统丢失问题
数据采集器的有效工作电压范围是10~36V,而长时间的低电压工作（低于12V,一般是由于太阳能采光不足造成供电系统持续亏电造成的）会导致用于保持系统的内置3.3V电池耗损殆尽,此后在系统运行期间若遭遇断电情况的发生,就会造成数据采集器的系统丢失问题.解决方案：拆解数据采集器,使用特定的恢复电路板替换AD电路板,再接通电源使原始系统自动储存进数据采集器,之后使用储存卡进行系统升级处理.
2.地震计开解锁异常问题
目前我们所使用的Güralp公司的三分向地震计都安装有摆锤锁定装置,以保证地震计在不使用和长途运输的情况下,摆锤能稳固在机械腔内,不会因晃动撞击而损坏.而开解锁异常的问题通常是由于运输不当造成摆锤偏离质心卡死、或内置电机故障以及在温度低于-20℃的工区环境中使用造成机械腔内部分金属元器件粘连而造成的.解决方案：在温暖干燥的环境内,使用电源变压器提高输入电压至20~30V之间,人为提升开解锁电机的输出功率,尝试解除地震计开解锁异常问题.在没有专业人员的情况下,杜绝拆解地震计,防止地震计整体损毁情况的发生.
3.PDA标定信号定时参数设定问题
主要表现为我们在使用PDA进行参数设定时,不能将数据采集器的标定信号定时启动参数设定为每个月的1~10号（如右图） ,它是由于PDA操作程序自身的系统BUG造成的.由于技术封锁,在没有PDA程序源代码的情况下无法对操作程序作出修改,目前我们找出的临时性解决方案是：统一将标定信号的启动时间设定为前一个月的最后一天23点,并将标定信号的间隔时间控制在2~4小时以内,以求在有效的时间范围内最大限度的获取更多的有效标定数据.
4.无线传输系统异常问题
无线传输系统主要用于监控已经在野外环境中完成架设并开始正常的数据采集工作的流动观测仪器系统,目前并不用于数据传输,但是对工区通信环境要求同样很高,必须要架设在通讯运营商的信号塔辐射范围以内,并且至少达到3G信号标准.无线传输系统的常见问题主要是监控信息因为通信信号衰减不能及时传输,从而不断堆积占用数据采集器内部缓存,堵塞正常的数据采集转存通道,导致缓存功能失效,数据采集器停止工作.解决方案：流动观测仪器系统外部加装信号放大器,增强信号搜索和传输功率,同时设置数据采集器的Auto—wrap功能,保证内部缓存的Threshold（临界点）在达到66％以后,自动转存到数据存储卡,避免数据采集器停止工作的情况发生.在通信环境未达到3G的区域,不建议建设无限传输系统.
问题解决论文参考资料：
该文总结:本文是一篇适合运维和地震和观测论文写作的大学硕士及关于问题解决本科毕业论文，相关问题解决开题报告范文和学术职称论文参考文献。
