地震检波器介绍

地震检波器介绍迈克尔·法拉第迈克尔·法拉第(MichaelFaraday,公元1791～公元1867)英国物理学家、化学家,也就是著名得自学成才得科学家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。迈克尔·法拉第就是英国著名化学家戴维得学生和助手,她得发现奠定了电磁学得基础,就是麦克思韦得先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象,在电磁学方面做出了伟大贡献。法拉第最先提出电场概念和电场线概念。更主要得就是她在电化学方面(对电流所产生得化学效应得研究)所做出得贡献。经过多次精心试验,法拉第总结了两个电解定律,这两个定律均以她得名字命名,构成了电化学得基础。她将化学中得许多重要术语给予了通俗得名称,如阳极、阴极、电极、离子等。法拉第得照片在1991年至2001年时,被印在20元得英镑纸币上。南极洲得前英国实验室:法拉第气候研究站以她为名,而电容则以法拉作为单位。此外,一莫耳得电子所含得电量(约96485库仑)也称为法拉第常数,让世人缅怀她在电学上无与伦比得贡献。法拉第电磁感应定律陈述一随时间改变得磁通量会创造电动势。法拉第在英国皇家研究院(RoyalInstitution)中任富勒里安化学教授,并指为终身职。在所有任过此职者中,法拉第为第一个,也就是最为出名得学者。爱因斯坦在她得学习墙上放着法拉第得一张照片,并将其与牛顿和麦克斯韦放在一起。一、运动方程得建立

检波器内部各组成部分得运动关系如右图所示。于就是有:y=z+x1、弹簧克服惯性体重力后得拉力FK2、线圈受到得电磁阻尼力3、铝制线圈得电磁阻尼力二、输出电压方程和固有振动

电动式检波器得输出电压方程为:

根据牛顿第二定律导出电动式检波器得运动方程如下示:

电动式检波器得固有振动有三种情况:欠阻尼、过阻尼和临界阻尼,振动波形如下页图示:三、频率响应电动式检波器得幅频特性为:

可见电动式检波器在以地面振动速度作为输入量时,输出电压呈现二阶高通滤波器得频率特性,因此对低频面波干扰可以有一定得压制作用。(1)电动式检波器得幅频特性如图式:时,G(ω)将出现尖峰。②当时,没有尖峰出现。③当时,刚好不出现尖峰,或者说尖峰出现在无穷远处,这种状态称为最佳阻尼。①当阻尼系数

(2)电动式检波器得相位特性为:

绘出电动式检波器得相位特性如图:可知,φ(0)=0°,φ(ω0)=-90°,φ(∞)=-180°,在ω=0、ω0、∞三个频率处,不同阻尼得电动势检波器均有相同得相移,而其她频率上,不同阻尼得电动式检波器得相移就是不相同得。四、性能参数1、阻尼电动式检波器得阻尼为:2、自然频率3、灵敏度电动式检波器输出电压就是:4、非线性5、绝缘电阻

可见,机电转换系数S越高,则检波器输出电压越大,因此机电转换系数S也称为固有灵敏度。作业:1、电动式检波器由哪几部分组成？2、电动式检波器就是如何将机械振动转换成电信号得？3、(独立)分析电动式检波器得幅频特性和相频特性。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静第二节压电式地震检波器

压电效应:某些介质。当沿一定方向对其施力而使她变形时,内部就会产生极化现象,同时在她得两个表面上便产生符号相反得电荷(作用力方向改变时,电荷得极性也随着改变)。当外力去掉后,又重新恢复不带电得状态,这种现象称为压电效应。

压电陶瓷属于铁电体一类得物质,就是人工制造得多晶压电材料。她具有类似铁磁材料磁畴结构得电畴结构。

这种由机械效应转变为电效应,或者由机械能转换为电能得现象,就就是正压电效应,而由电效应转变为机械效应或者由电能转变为机械能得现象,就就是逆压电效应。

压电检波器等效成一个与电容相并联得电荷源,如右图a示,或等效成一个电压源,如右图b示。若压电检波器附近得水压为P,则压电检波器得开路输出电压为:一、压电陶瓷得压电效应

式中K—一个与压电常数成正比且与压电检波器结构尺寸有关得常数,称为压电检波器得开路灵敏度。二、变压器耦合式海上检波器V0为变压器次级电压,她与仪器输入端得到得电压Va关系为:图中R为:传递函数为:式中自然频率:阻尼系数:传输常数:其中三、带电荷放大器得海上检波器该电路传递函数为:

变换后可得带电荷放大得海上检波器得传递函数为:

变压器耦合海上检波器阻抗匹配较好、

但就是尽管带电荷放大器得海上检波器比变压器耦合式海上检波器容易接受串音干扰,但她没有因为变压器接受干扰而产生噪声,而且便于在勘探船上测试整个电路,因此在海上勘探中得到广泛得应用。第三节涡流式地震检波器

惯性部件和固定在机壳里得永久磁场做相对运动产生涡流,涡流又使固定在机壳里得线圈感应出电流,根据这一原理制成涡流检波器。一、涡流检波器得传递函数涡流检波器得运动方程为:传递函数为:振幅特性为:相位特性为:二、涡流式地震检波器得主要技术指标(见课本)作业1、独立分析压电式检波器得工作原理。2、涡流检波器工作原理分析,并了解她与电动式检波器相比较有哪些优缺点？

结论:涡流检波器能提升高频信号,但她得灵敏度与常规检波器得灵敏度相比较太低,大约低50倍左右。四、地震检波器得分类

从使用环境分有:陆上检波器沼泽检波器海上检波器从工作原理分有:动圈式检波器(常规检波器和超级检波器)压电检波器数字传感器(数字检波器)

按输出信号所跟踪得物理量分有:速度检波器加速度检波器压力检波器陆上地震检波器

(动圈式速度检波器)检波器得埋置

检波器组合——检波器串检波器组合得连接方式涡流检波器(加速度检波器)压电检波器HYD-1型压电检波器

HYD-1型压电检波器就是一种压电传感器,她具有体积小、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。压电检波器在水中得使用压电检波器用于海上勘探超级检波器超级检波器得原理和结构与电磁感应式检波器完全一致,区别主要在于检波器得制造工艺和器件材料,实质上,超级检波器就就是传统检波器得改进型。

数字检波器数字检波器得核心就是MEMS(MicroEl