地震检波器及其发展趋势

地震检波器及其发展趋势概念地震检波器（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。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。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

射光进行解调。解调系统利用光电检测电路，把带有外界信息的光信号转化成电信号输出，再经过放大器后送进计算机分析。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。七、结束语目前,地震勘探还会在相当长一段时间内依赖于模拟检波器,模拟检波器技术还需在降低失真、减小技术指标允差、提高假频和提高可靠性等方面不断取得新的发展。数字检波器的研制成功,将给地震勘探新技术、新方法的发展带来新的活力,引起地震检波器技术新的突破。国内检波器厂家和相关科研单位应加快研制速度,使我国的地震检波器技术跟上国际检波器发展的步伐,为我国的地震勘探做出贡献。

资料来源：百度百科——地震检波器；中国百科网——地震检波器介绍；地震检波器的发展