DSU3數(shù)字檢波器常見故障的維修

侯 俊，王博洲，苗 磊，牛萬勇

（中石油東方公司裝備服務(wù)處長慶作業(yè)部，銀川 750005）

1 引言

近年來，地震勘探技術(shù)水平的提高，傳統(tǒng)的常規(guī)檢波器獲取的信號(hào)已經(jīng)不能滿足勘探的需求。隨著MEMS技術(shù)的興起，其眾多良好特性，吸引了美國 I/O 公司和法國 Sercel 公司先后推出了應(yīng)用MEMS技術(shù)的三分量地震檢波器。維修人員也通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐，掌握了其工作原理和常見故障的維修方法。

2 DSU3簡(jiǎn)介

三分量數(shù)字檢波器（以下簡(jiǎn)稱DSU3）采用了可變電容器微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字信號(hào)的直接輸出。應(yīng)用到地震勘探中，由于不需要模擬電纜，所以不受任何外部電磁的干擾，動(dòng)態(tài)范圍大、頻帶寬，這些都提高了地震采集資料的品質(zhì)。而且其埋置傾斜度更大、功耗更低，這也給施工帶來了更大的便捷。

DSU3是由LP板和機(jī)體（椎體）組成。其中LP板是高度集成電路板，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸。DSU3的功能是接受電源站命令、采樣傳輸回電源站，能對(duì)外界環(huán)境測(cè)試生成模擬信號(hào)等功能，它的狀態(tài)可以通過LDE燈反映出來。

3 DSU3的檢測(cè)

3.1 檢測(cè)方法

DSU3采集鏈?zhǔn)怯呻娎|和檢波器連接組合而成。檢測(cè)系統(tǒng)DSUT 408包含一個(gè)PC機(jī)、一個(gè)參考站和一些測(cè)試電纜。測(cè)試采集鏈時(shí)，將待測(cè)采集鏈連接到參考站上，通過PC端打開測(cè)試軟件。

根據(jù)故障提示，使用二分法定位故障所處位置，對(duì)故障采集站或線段進(jìn)行更換。通過對(duì)單站指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)損壞的數(shù)字檢波器。在對(duì)故障進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，分離檢波器的LP板和機(jī)體，換成合格的機(jī)體和LP板重新組合在一起測(cè)試，以此確定故障是在LP板還是機(jī)體。

3.2 電路板的檢測(cè)

電源電路的檢測(cè)：電源電路將輸入的+24V變壓為6.3V供給模擬電路，將6.3V分為兩路，一路降壓為2.7V供給接收水平地震信號(hào)的數(shù)字電路，另一路升壓為12V，供給接收垂直地震信號(hào)的數(shù)字電路。傳輸電路的檢測(cè)：主要由排線、線圈和晶振組成。目測(cè)排線的兩端是否完好，測(cè)量各線路通斷；測(cè)量線圈兩端電壓及電阻是否在正常工作范圍內(nèi)；檢測(cè)晶振波形是否正確。

4 DSU3的維修

當(dāng)LP板出現(xiàn)損壞時(shí)，維修時(shí)要將存在故障的LP板進(jìn)行拆除，換成沒有故障的LP板，和那些測(cè)試合格的機(jī)體組合在一起。

重新配對(duì)之后，LP板和機(jī)體的信息是不匹配的，此時(shí)，要用維修助手的標(biāo)定功能，使LP板和機(jī)體的信息實(shí)現(xiàn)相互匹配，用測(cè)試軟件測(cè)試合格后，維修工作結(jié)束。以下對(duì)LP板和機(jī)體的常見故障維修進(jìn)行詳細(xì)分析。

4.1 LP板的故障及維修

DSU3數(shù)字檢波器的工作環(huán)境會(huì)直接造成LP板出現(xiàn)損壞狀況。DSU3數(shù)字檢波器在工作中為了減小地表帶來的干擾，長時(shí)間處于地下，采集鏈通過插針傳輸信號(hào)。因?yàn)槭褂玫降腄SU數(shù)字檢波器不能很好的防潮，就要使用墊圈對(duì)此作出防水。包括1個(gè)大0圈和2個(gè)小0圈。

（1）隨著墊圈長期使用的老化，其密封性能減弱，潮氣較易從插座中侵入到LP板中，如果這些潮氣不能得到及時(shí)清除，LP板就可能出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。在通電的情況下，極易燒毀插座，甚至燒毀LP板。若要避免因?yàn)槌睔庠斐傻腖P板的腐蝕，檢修人員要及時(shí)清理墊圈凹槽，更換新的墊圈。

（2）由于長久埋在地下，插座和LP板上面的元器件如電感、線圈等非常容易受到腐蝕，造成電子結(jié)構(gòu)系統(tǒng)容易出現(xiàn)短路、接觸不良等現(xiàn)象。對(duì)腐蝕的元器件進(jìn)行清潔，擦拭干凈后，更換新的元器件。再將保護(hù)劑涂在電路板上，對(duì)其起到很好的保護(hù)作用。

（3）LP板加電無6V，依次檢測(cè)以下元件的工作指標(biāo)，如有故障，更換之。

二極管D3正向壓降V33≈0.547V。

變壓器T8加電狀態(tài)下各腳電壓分別為：V1、V2、V5、V6≈25V，V3≈6V，V4≈0V；斷電狀態(tài)下各腳電阻分別為R16≈3.2Ω，R25≈0.5Ω，R34≈0.9Ω。

場(chǎng)效應(yīng)管Q2正向壓降VQ2≈0.547V。

如果以上元件的工作狀態(tài)均正常，那么就是集成元件IC14或IC15損壞，更換之。

（4）觀察LP板并無明顯損壞元件，但是卻不顯示站號(hào)，最有可能是輸入、變壓、輸出環(huán)節(jié)的關(guān)鍵元器件短路造成。在不通電的情況下，測(cè)量輸入端VLL1、VLL2、線圈T1、T2是否短路；通電測(cè)量S80是否有48V電壓輸出。更換損壞的元器件。

（5）DSU3數(shù)字檢波器受到強(qiáng)大的外力作用時(shí)，LP板上的元器件會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或者脫落現(xiàn)象。由于電感是貼片式，并且采用塑料作為骨架材料，所以外力作用較大時(shí)，很可能脫落。這時(shí)，更換新的元器件，并用專用膠對(duì)其進(jìn)行固定，增加其防震性能[2]。

4.2 機(jī)體的故障及維修

機(jī)體內(nèi)存在三個(gè)數(shù)字加速度計(jì)，它們由一些特殊的材料和機(jī)體實(shí)行封裝。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)故障時(shí)，說明加速度計(jì)也存在故障。加速度計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)振動(dòng)膜實(shí)現(xiàn)采集功能時(shí)要通過壓力變形，其缺點(diǎn)是抗震效果比較差，可能因?yàn)檎駝?dòng)造成出現(xiàn)永久性的損壞。

機(jī)體的振動(dòng)膜出現(xiàn)輕微的變形時(shí)，可以通過敲擊檢波器的尾椎，使得梳狀結(jié)構(gòu)MEMS實(shí)現(xiàn)復(fù)位。當(dāng)受損程度較為嚴(yán)重時(shí)，則不能完成修復(fù)[3]。

5 結(jié)束語

本文分析了DSU3數(shù)字檢波器的結(jié)構(gòu)和原理，對(duì)其在使用過程中出現(xiàn)的多種故障作出了分析，并提出了相應(yīng)的維修方法。經(jīng)驗(yàn)之談，僅供同行參考，不妥之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正！