随着电子技术的不断进步,工业控制逐渐向集成化、高速化和低功耗领域发展。控制电路作为整个电路系统的核心单元,在现代工业技术中发挥着越来越重要的作用。在某些爆破、航天、军事控制领域中,电子延迟模块作为控制电路的重要组成部分,其关键技术指标是时间精度,因此对时间精准控制的研究有着非常重要的意义。本课题针对地质勘探中存在的震动强烈、泥水多、易炸断线的特殊环境,结合垂向叠加震源的技术要求,设计了一种能应用到垂向叠加震源中的电子延迟设备,对其中的核心电子延迟技术的控制电路进行了精准设计。本文主要研究内容如下:(1)借鉴目前已经发明的垂向叠加震源控制系统设计方法,结合现代电子延迟技术,重新设计了一个基于电子延迟技术的垂向叠加震源。该系统由两部分控制电路组成,即位于地表的高压编码充电器和位于炮井底部的电子延迟器,且该系统配合428 XL数字遥爆机使用。本设计依据地震勘探雷管行业标准和数字遥爆机428 XL的输出特性,设计了可以实现对充电、引爆和弃炮命令编码的电路和对应的解码并实现精准引爆三发瞬发雷管的电路。此外,为了方便室内研发,设计了一台功能相对单一的模拟爆炸机,可实现输出与428 XL遥爆机相同的引爆信号。(2)用LED灯代替瞬发雷管,在手机发射基站和变电站附近对电子延迟系统的稳定性进行测试;借助数字示波器,对电子延迟器的输出信号进行观测,检验控制时间的精准度,确定最佳时间间隔范围;远距离传输过程中,测试线路损耗对引爆信号的影响。(3)借助野外工程项目,首先,将延迟器置于地表,间隔1 s依次引爆埋于地下深1 m、水平间隔1 m的三发瞬发雷管,通过接收到的地震资料证明该系统能正常工作。其次,通过微测井获得该试验区的地质资料,合理设置了药柱间距1.7 m、井深15 m以及药柱之间间隔3 ms引爆,进行垂向叠加震源测试。通过接收到的地震资料,证明在第一节药柱炸断线后,第二节和第三节药柱仍能正常引爆,实现地震波的垂向叠加。最后,分别设置了单深井震源、三井组合震源和电子延迟系统控制的垂向叠加震源,对其地震波的能量、频率进行对比分析。结果表明,利用该电子延迟系统激发的人工震源,能提高地震有效波的下传能量,展宽了频宽,为实现垂直叠加震源提供了一种新方法。