地震勘探检波器原理和特性及问题分析.
地震勘察仪器原理与结构
地震勘察仪器原理与结构地震勘察仪器是一种用于探测和测量地震波以及地壳运动的工具。
它可以帮助地震学家和地质学家了解地震的产生机制、地壳的变动以及预测地震的可能性。
地震勘查仪器的原理和结构主要可以分为三个部分：传感器、信号处理和数据记录。
传感器是地震仪器的核心部件，它主要用于感测地震波的运动。
地震波是由地壳运动引起的地球表面的振动，可以分为纵波和横波两种，传感器需要能够准确地感知这些振动并将其转化为电信号。
一种常用的传感器是加速度传感器，它通过测量物体的加速度来感测地震波的振动情况。
加速度传感器通常由质量块、弹簧和电感器构成，质量块受到地震波的作用后产生振动，振动的大小和方向通过感应到的电流信号传输到信号处理器。
信号处理是地震仪器的第二个关键步骤，它用于将传感器收集到的信号转化为可以分析和研究的数据。
地震波的振动信号通常是微弱的，同时还受到环境噪声的干扰，因此需要对信号进行过滤和放大，以提高信号的质量和可靠性。
信号处理器通常由低噪声放大器、滤波器和模数转换器等组成。
低噪声放大器用于放大微小的信号，滤波器用于滤除噪声干扰，模数转换器将模拟信号转化为数字信号，以便于保存和处理。
数据记录是地震仪器的最后一个部分，它用于记录和保存信号处理后的数据。
数据记录器通常由数字存储设备和计算机系统组成。
数字存储设备可以将经过信号处理的数据保存为数字文件，以便后续的分析和研究。
计算机系统可以用于控制仪器的工作流程，同时还可以进行数据的实时处理和分析。
通过对保存的数据进行分析，地震学家和地质学家可以研究地下地壳的结构和性质，进一步了解地震的发生机理和可能性。
除了以上的主要部分，地震勘查仪器还可以包括其他一些辅助部件，如温度和湿度传感器，用于记录环境的温度和湿度变化，以及定位系统，用于记录地震发生的位置和时间等信息。
总结起来，地震勘查仪器的原理和结构主要包括传感器、信号处理和数据记录三个部分。
传感器用于感测地震波的振动，信号处理器将振动信号转化为可分析的数据，数据记录器用于保存和记录处理后的数据。
地震检波器及其发展趋势
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，国内数字检波器的应用还限制在很小的范围之内。
（3）力学模型和灵敏度分析：
六、国内检波器发展
1．70年代以前：模拟纪录，道数少，频带窄（14-60Hz）、低灵敏度（3-5v/m/s）、动态范围小（30dB）、型号单一2．80年代中期：地震仪器实现了数字化，计算机数据处理技术也相继发展，更重要的是三维地震勘探、高分辨率地震勘探的出现，地震勘探领域扩大到山地、戈壁、沙漠、滩海及海上，地震检波器在性能及型号上发生了较大的变化。一大批高性能技术指标的检波器相继出现，检波器的灵敏度、自然频率、失真系数、假频等技术指标都得到较大改进，更加适用于地震勘探的需求。3．9O年代：国内部分检波器生产厂家，引进了国外的检波器生产线，经过消化吸收，其检波器技术水平达到了国际发达国家水平。随着高精度地震勘探的推广，检波器向三高（高保真、高灵敏度、高分辨）方向发展，检波器的型号和品种也越来越多，例如：不同型号超级检波器、涡流检波器、高性能压电检波器等。4.21世纪始：随着传感器技术、电子技术、计算机技术、数据传输技术等技术的发展。现在高分辨地震数据采集，要求采集的地震数据达到高精确度、高信噪比、高矢量保真度，因此这个阶段相继出现了精度更高的检波器。新型检波器发展的特点主要表现在：（1）采用新的检测原理。光纤传感技术、微电子机械传感技术、高性能压电材料、电容传感器等一批高新技术进入地震勘探检波器领域；（2）检波器内全面实现数字化，减少了信号的模拟传输部分；（3）检波器的动态范围、灵敏度、失真等部分技术指标大幅度提高，抗电磁干扰能力大幅度增强。
地震勘探仪器的原理与新技术
地震勘探仪器的原理与新技术地震记录仪是地震勘探中最基本的仪器之一、它的作用是记录地震波在地下传播时的振动情况。
地震记录仪由一组传感器、放大器和数据采集系统组成。
传感器通常采用压电陶瓷传感器或气流传感器，用于转换地震波的压力波动为电信号。
放大器则用于放大传感器产生的微弱电信号，以便进一步处理和分析。
数据采集系统则负责将放大后的信号数字化，并存储在计算机中，供后续处理。
地震传感器是地震记录仪中的关键部件，也是测量地震波传播的速度、方向和振幅的重要工具。
地震传感器的原理是利用传感器内部的物理效应来测量地震波的振幅和频率。
常用的地震传感器有三轴加速度计和压电传感器。
三轴加速度计可以同时测量三个方向上的加速度，从而确定地震波的传播速度和方向。
压电传感器则使用压电效应将地震波的压力波动转化为电信号。
地震源是地震勘探中的另一个核心部分。
地震源是通过施加力或释放能量来产生地震波的装置。
常见的地震源包括震源车、爆破和振动器。
震源车是一种装有震动源的车辆，通过车辆行驶产生地震波。
爆破则是利用爆炸产生的冲击波来生成地震波。
振动器则是通过振动设备产生地震波。
除了传统的地震勘探仪器，还有一些新技术被应用于地震勘探中。
其中之一是地震反演技术。
地震反演是利用地震波的传播特征来推断地下物质的属性和结构的方法。
它基于波动理论和数值模拟，通过对地震波的观测数据进行反演分析，得到地下介质的速度、密度和衰减等物理属性。
另一个新技术是多次反射地震勘探。
多次反射地震勘探是利用地震波在地下遇到不同介质界面反射产生多次反射波的原理来获取地下信息的方法。
它通过分析不同反射波的时间延迟和振幅变化，可以推断出地下结构的层次和反射界面的位置。
此外，地震勘探中还有其他一些技术和仪器，如地震井探测技术、地震电磁法和地形扫描仪等。
这些新技术和仪器的不断发展，不仅提高了地震勘探的精度和效率，也促进了地球科学的发展和地下资源的开发利用。
综上所述，地震勘探仪器是研究地球内部结构和地下地质构造的重要工具。
地震勘探-检波器工作原理
地震勘探检波器的工作原理地震检波器的理论基础地震检波器是将地表振动变为电信号的一种传感器，或者说地震检波器是把机械振动转化为电信号的机电装置，以最大的逼真度产生地面运动垂直分量的电模拟。
每一个现代地震检波器都是有机械部分和其相连的具有电负载的机电转换器所组成，地震检波器的电学部分和机械部分组成一个整体。
要求它的振幅——频率响应在有意义的频率内是线性的，相位的响应也是线性的。
根据机电转换原理，可把常用的检测器分为三类：即变磁通式（或动圈式）、变磁阻式、压电式。
由于动圈式检波器的输出电压与线圈相对磁铁的运动速度成正比，这种检波器也叫速度检波器。
我国路上地震勘探工作大部分使用变磁通式的检波器。
根据用途不同，也可把地震检波器分为地面检波器、沼泽检波器和井中检波器等。
一个振动系统，它是由一个质量M ，一个弹簧和一个阻尼器Z 组成，地震检波器的装置如图1-1所示，地震检波器的外壳安置在地面上（或沉没于井中），于是，假设外壳的运动精确地重复着地面运动，外壳上具有伸长系数K 的弹簧悬挂着称为惯性质量的重荷M ，为了使用权惯性质量的振动平静下来，惯性质量中被放在胶质液体中，当外壳和惯性质量M 产生相对位移时，在其电极上造成某个电动热E 。
在地震勘探检波器中，主要应用各种感应转换器，在感应转换器中，根据电磁感应，将机械振动变成电震荡，感应机电转换器可以作为与质量M 紧密相连的线圈和与外壳相连的永久磁铁之和（或者反过来），线圈在磁铁的磁场中移动时，在线圈内就发生电动势，转换器线圈内阻在内的某个电阻Z 与转换器两极相连。
可以把地震检波器作为机电系统来研究，这里，某个激发函数()t ζ——例如外壳（地面）对固定读书系统的位移速度，作用于这个系统的输入端，在地震检波器的输出端发生从其电学部分中的负载电阻取得的某个变化的电压()t U ，地震检波器数学模型应该确定这些值之间的关系。
地震检波器的数学模型 为了建立地震检波器的运动数学模型，先讨论其中的作用力。
地震勘探检波器原理和特性及有关问题解析
地震勘探检波器原理和特性及有关问题解析摘要:地震勘探检波器的应用，能够接收地震信号，在地震勘探中起到了非常关键的作用。
本文在分析地震勘探检波器原理及特性的基础上，进一步对地震勘探检波器相关问题及排除方法进行分析，以期为地震勘探检波器的正确、科学使用提供有效建议。
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关键词:地震勘探检波器;原理;特性;问题在地震勘探工作中，检波器主要的作用为接收地震信号，属于对地震信号进行接收的前段环节，投入应用能够以直接的方式感知大地质点振动。
但是，从实际工作来看，倘若不能了解地震勘探检波器的原理和特性，那么在使用过程中将会出现一些问题，从而影响地震勘探效果[1]。
基于地震勘探工作的效率提升角度考虑，本文便有必要对地震勘探检波器原理和特性及有关问题进行分析。
1.地震勘探检波器原理及特性分析1.1地震勘探检波器原理对于地震勘探检波器来说，属于一种振动传感器，其工作原理和振动传感器相同，为一个单自由度的振动系统。
以感应振动信号的物理量差异，可细分为三类传感器，即:位移传感器、速度传感器以及加速度传感器。
但是，不论哪一类型的振动传感器，均对当中的一个物理量感应，切主要以输出的电信号和哪个物理量成正相关为准则[2]。
此外，从地震检波器的机电转换来看，其主要作用为把振动系统感应的振动信号等比例地转换成电信号。
根据转换原理角度来看，涵盖的检波器较多，如:电磁感应检波器、电容检波器以及压电检波器等。
1.2地震勘探检波器特性从地震勘探检波器的特性来看，主要有两类:其一为动态特性;其二为静态特性。
两方面的特性对检波器的品质有非常重要的影响。
对于动态特性参数来说，涵盖了固有频率、阻尼系数、频率响应范围以及频率特性等等。
对于静态特性参数来说，涵盖了有线性度、灵敏度、分辨率以及稳定性等。
地震勘探原理概论
地震勘探原理概论地震勘探是一种广泛应用于地球探测的技术，以地震波传播的原理为基础。
地震勘探通过人工制造地震波，并观测地震波在地下介质中传播的特性，从而获得地下构造和岩层信息。
本文将从地震波产生、传播和接收三个方面，对地震勘探原理进行概述。
地震波产生是地震勘探的首要过程，通常通过爆炸、震源或振动器等方式产生。
爆炸法是最常用的地震波产生方法之一，它通过炸药或地雷等爆炸物产生的冲击波来激发地震波。
震源法则是利用机械振动或电磁激发地震波，其优点是能够控制波形和频率。
振动器法是通过机械设备产生振动信号，使地面振动，激发地震波。
这些方法都可以有效地产生地震波，使其传播到地下介质中。
地震波的传播是地震勘探的核心过程。
地震波在地下介质中传播的速度取决于地下岩层的性质。
地震波在固体、液体和气体介质中的传播速度有所不同，由此可见，地震波传播的速度与介质的密度、弹性模量等参数有关。
地震波的传播路径通常遵循折射和反射原理，当地震波从一种介质进入另一种介质时，会发生折射和反射，从而使地震波的传播路径发生变化。
地震波的接收是地震勘探的最后一个环节，也是获取地下信息的关键。
地震波在地表或地下的接收器上产生的信号被称为地震记录。
地震记录中包含了地震波传播的速度、幅度和频率等信息。
地震记录可以通过地震仪器进行观测和记录，并通过数据处理得到地下结构和岩层的信息。
地震勘探在石油勘探、地质调查和土木工程等领域有着广泛的应用。
在石油勘探中，地震勘探可以帮助确定油气藏的位置、大小和性质，为油气开发提供重要的依据。
在地质调查中，地震勘探可以揭示地下岩层的分布和性质，有助于地质灾害的预测和防治。
在土木工程中，地震勘探可以用于勘察地质灾害风险、确定地基和地层的信息，为工程设计和施工提供参考。
综上所述，地震勘探是一种基于地震波传播原理的技术，通过地震波的产生、传播和接收，可以获取地下结构和岩层的信息。
地震勘探在各个领域有着广泛的应用，对于石油勘探、地质调查和土木工程等领域的发展和进步有着重要的作用。
第二章 地震检波器
第二章地震检波器地震检波器是把传输到地面或水中的地震波转换成电信号的机电转换装置，它是野外地震数据采集的关键部件。
第一节电动式地震检波器工作原理：当地震波到达地面引起机械振动时，线圈对磁铁作相对运动而切割磁力线，根据电磁感应原理，线圈中产生感生电动势，且感生电动势的大小与线圈和磁铁的相对运动速度成正比。
图2-1（a）电动式检波器基本结构图2-1（b）电动式检波器外形图2-2 检波器内各部分的运动关系图2-2 检波器内各部分的运动关系12一、运动方程的建立运动方程反应的是检波器线圈运动与地面运动的关系。
规定：z ——地面产生的向上位移y ——线圈框架（惯性体）的向上位移x ——线圈相对磁铁的向下位移（x ＜0），并且：y z x =+1．弹簧克服惯性体重力后的拉力K FK F kx =- （2-1）2． 线圈受到的电磁阻尼力根据法拉第电磁感应定律，线圈两端输出的电动势为dtdxs dt dx dx d n dt d ne ⋅=⋅==φφ dxd ns φ=称为机电转换系数，也叫空载灵敏度。
线圈中的感应电流为：c o e ei R R R==+式中c R 是线圈内阻，o R 是线圈负载电阻。
感应电流受到的电磁力L F ：dtdx R s R e s i dx d n F L ⋅-=⋅-=⋅-=2φ （2-2） 3． 铝制线圈框架受到的电磁阻尼力当圆筒形铝制线圈框架在磁场中运动时，线圈框架内将产生涡电流。
涡电流产生涡旋磁场，此涡旋磁场与永久磁场相互作用的结果也是阻止线圈框架的运3动，这种电磁阻尼力与线圈框架相对磁铁的运动速度成正比：dtdxF T μ-= (2-3) 根据牛顿第二定律，将式（2-1）、（2-2）和（2-3）相加：2222222()k L T s dxF F F k x R dtd yd z d x M M dt dtdt μ++=-⋅-+⋅⎛⎫=⋅=⋅+ ⎪⎝⎭ 即 222221dtzd x M k dt dx R s M dt x d -=+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅+μ （2-4） 一般式 2220222dtz d x dt dx h dt x d -=++ω （2-5）MRs h 2/2+=μ——衰减系数，M K /0=ω——自然频率 。
第二章 地震检波器
第二章地震检波器地震检波器是把传输到地面或水中的地震波转换成电信号的机电转换装置，它是野外地震数据采集的关键部件。
第一节电动式地震检波器工作原理：当地震波到达地面引起机械振动时，线圈对磁铁作相对运动而切割磁力线，根据电磁感应原理，线圈中产生感生电动势，且感生电动势的大小与线圈和磁铁的相对运动速度成正比。
图2-1（a）电动式检波器基本结构图2-1（b）电动式检波器外形图2-2 检波器内各部分的运动关系图2-2 检波器内各部分的运动关系12一、运动方程的建立运动方程反应的是检波器线圈运动与地面运动的关系。
规定：z ——地面产生的向上位移y ——线圈框架（惯性体）的向上位移x ——线圈相对磁铁的向下位移（x ＜0），并且：y z x =+1．弹簧克服惯性体重力后的拉力K FK F kx =- （2-1）2． 线圈受到的电磁阻尼力根据法拉第电磁感应定律，线圈两端输出的电动势为dtdxs dt dx dx d n dt d ne ⋅=⋅==φφ dxd ns φ=称为机电转换系数，也叫空载灵敏度。
线圈中的感应电流为：c o e ei R R R==+式中c R 是线圈内阻，o R 是线圈负载电阻。
感应电流受到的电磁力L F ：dtdx R s R e s i dx d n F L ⋅-=⋅-=⋅-=2φ （2-2） 3． 铝制线圈框架受到的电磁阻尼力当圆筒形铝制线圈框架在磁场中运动时，线圈框架内将产生涡电流。
涡电流产生涡旋磁场，此涡旋磁场与永久磁场相互作用的结果也是阻止线圈框架的运3动，这种电磁阻尼力与线圈框架相对磁铁的运动速度成正比：dtdxF T μ-= (2-3) 根据牛顿第二定律，将式（2-1）、（2-2）和（2-3）相加：2222222()k L T s dxF F F k x R dtd yd z d x M M dt dtdt μ++=-⋅-+⋅⎛⎫=⋅=⋅+ ⎪⎝⎭ 即 222221dtzd x M k dt dx R s M dt x d -=+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅+μ （2-4） 一般式 2220222dtz d x dt dx h dt x d -=++ω （2-5）MRs h 2/2+=μ——衰减系数，M K /0=ω——自然频率 。
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地震勘探检波器原理和特性及问题分析2010-07-19
在地震勘探工作中,由于对检波器的原理和性能了解和认识得不够,致使在检波器的选择和使用上存在着一些不当之处,不清楚检波器的.参数与响应特性之间的关系,以及这些参数对地震信号的影响,在检波器使用和对比时往往针对性不强.为此,从检波器的振动力学原理入手,分析了位移、速度和加速度3种类型检波器的频率响应特性,并阐述了检波器不同的机电转换原理;在此基础上,深入分析了检波器的特性参数对地震信号的影响以及地震勘探对检波器性能和参数的要求.根据地震勘探中地震波冲击振动信号的特点,认为具有频率范围宽、动态范围大、失真度小、灵敏度高、检波器允差小等特点的检波器才能满足地震勘探的需要.同时,对目前检波器使用中的一些做法进行了探讨,尤其是检波器对比试验中存在的问题.综合分析认为,只有掌握了检波器的原理、性能和参数,才能正确地选择和使用检波器.
作者：吕公河 Lv Gonghe 作者单位：中国石油化工集团公司胜利石油管理局地球物理物探开发公司,山东东营,257100 刊名：石油物探 ISTIC PKU 英文刊名：GEOPHYSICAL PROSPECTING FOR PETROLEUM 年，卷(期)：
2009 48(6) 分类号：P631.4 关键词：地震检波器检波器性能特性参数振动系统机电转换原理频率响应特性seismic geophone geophone performance characteristic
parameters vibration system electro-mechanical transform principle frequency response characteristics。