地震检波器及其发展趋势VIP免费

地震检波器及其发展趋势一、概念地震检波器（Seismometer）是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，或者说是将机械能转化为电能的能量转换装置，核心作用是采集地震数据。二、分类常规地震检波器有磁电、涡流、压电、压阻式;新型的有：MEMS（微电子机械系统）式得数字检波器、FBG检波器。后者与常规的相比具有高频响应好、动态范围宽、抗电磁干扰，灵敏度高的特点，因此是未来检波器发展的主流。三、特性参数阻尼；失真度；灵敏度；自然频率；线圈电阻；带宽。考虑到地震信号具有：动态范围大，频率范围宽，速度变化快，背景噪音多等特点。因此就要求地震检波器具有：分辨视角广，频率响应好，线性度高，抗干扰能力强等属性。四、常规检波器1.磁电检波器：目前陆上地震勘探普遍使用电动式检波器。（1）原理：电磁感应原理利用上、下两个线圈绕制在铝制线圈架上，组成一个惯性体，由弹簧片悬挂在永久磁铁产生的磁场中，永久磁铁与检波器外壳固定在一起。当检波器外壳随地面震动时，引起线圈相对于永久磁铁运动，两线圈产生感应电动势，随着检波器外壳振动的大小变化，感应电动势也随之变化，速度越大，感应电势也大，检波器震动时，在检波器的输出端输出相应的电信号，传输给地震仪器（2）两个线圈的接法应满足：在绕制线圈时，一个线圈正绕另一线圈反绕，并把上线圈的终端与下线圈的起端联在一起（反向连接），把上下线圈的另外两个端头做为输出端。当线圈相对磁钢运动时，由于两线圈的磁场方向相反，所以连接的两线圈的感应电势是同向相加的。对于外界磁场干扰，反向连接的两线圈的感应电势是反向抵消的，这样就提高了抗干扰能力。（3）优缺点：永磁体由于受温度、地磁影响大、易氧化且磁场不稳定，地震检波器的灵敏度低、稳定性及重复性差。现场工作量大，自然频率选择较多、需要大量的检波器组合，排列复杂，强度大。实际的探测工作中,地质勘探人员需要携带大量的测量器材,特别是布设探测器阵列时,沉重的电缆和众多的探测器令人不堪负荷。而探测地点又常在深山大林之中,工作量大,同时,检波器电缆易受外界电磁场的干扰,影响数据的可靠性。2.涡流检波器（1）原理：涡流检波器内部结构与普通电动式检波器不同，是一种加速度检波器，当地震反射波到达地面时，检波器外壳被机械振动所驱动，活动铜环相对永久磁铁便产生相对运动，在活动铜环内产生涡流，涡流又产生次生的涡旋磁场，它使固定的线圈产生感生电动势和电流。（2）优缺点：活动的惯性体与输出端没有电连接，可以大大提高检波器的可靠性，并且感应电动势随频率的增加按6dB/oct斜率上升，这种特性可以部分补偿地震信号因大地吸收衰减而造成的高频损失，有利于高频信号。涡流检波器虽然能提升高频信号，但它的灵敏度与常规检波器的灵敏度相比较太低，且成本较高，在实际工作中不常使用。3.压电式检波器（1）原理：压电式检波器在海洋地震勘探中广泛使用，这种检波器是根据某些物质的压电效应制成的。当沿着一定方向对某些电介质施力使其变形时,介质内部就产生极化现象。压电检波器正是利用这种压电效应,将地震波引起的水压变效应转变为电信号的一种机电转换装置。（2）实例：HYD-1型压电检波器是一种压电传感器，它具有体积小、密封性能好、灵敏度高等特点。水下工作深度1米—35米，可以和美国2512型压电检波器互换使用。可用于海洋、水库、河流等水域地震勘探。4.压阻式地震检波器原理及优缺点：压阻式的地震检波器是利用特定半导体的导电性质来工作的该类型的地震检波器灵敏度高，可以测量微小的地震波变化。其测量灵敏度受到测量原件的收缩性能的影响较大，压阻式地震检波器体积小，携带操作方便但是该类型的地震检波器性能受到温度的影响较大。五、新型检波器背景：目前，地震勘探中大量使用的地震检波器仍然是模拟检波器，随着数字检波器的广泛使用，人们发现数字检波器能最大程度地弥补模拟检波器的缺陷，大大地提高地震采集资料的品质。在国外的勘探市场上，国外数字检波器的实验阶段已经结束，正在逐渐大规模的推广应用，数字检波器将在未来世界石油勘探中起重要作用。目前，国...