地震勘探檢波器原理和特性及有關(guān)問題解析

高俊　馬士軍

摘 要：地震勘探檢波器的應(yīng)用，能夠接收地震信號(hào)，在地震勘探中起到了非常關(guān)鍵的作用。本文在分析地震勘探檢波器原理及特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)地震勘探檢波器相關(guān)問題及排除方法進(jìn)行分析，以期為地震勘探檢波器的正確、科學(xué)使用提供有效建議。

關(guān)鍵詞：地震勘探檢波器；原理；特性；問題

在地震勘探工作中，檢波器主要的作用為接收地震信號(hào)，屬于對(duì)地震信號(hào)進(jìn)行接收的前段環(huán)節(jié)，投入應(yīng)用能夠以直接的方式感知大地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。但是，從實(shí)際工作來看，倘若不能了解地震勘探檢波器的原理和特性，那么在使用過程中將會(huì)出現(xiàn)一些問題，從而影響地震勘探效果[1]?；诘卣鹂碧焦ぷ鞯男侍嵘嵌瓤紤]，本文便有必要對(duì)地震勘探檢波器原理和特性及有關(guān)問題進(jìn)行分析。

1.地震勘探檢波器原理及特性分析

1.1地震勘探檢波器原理

對(duì)于地震勘探檢波器來說，屬于一種振動(dòng)傳感器，其工作原理和振動(dòng)傳感器相同，為一個(gè)單自由度的振動(dòng)系統(tǒng)。以感應(yīng)振動(dòng)信號(hào)的物理量差異，可細(xì)分為三類傳感器，即：位移傳感器、速度傳感器以及加速度傳感器。但是，不論哪一類型的振動(dòng)傳感器，均對(duì)當(dāng)中的一個(gè)物理量感應(yīng)，切主要以輸出的電信號(hào)和哪個(gè)物理量成正相關(guān)為準(zhǔn)則[2]。此外，從地震檢波器的機(jī)電轉(zhuǎn)換來看，其主要作用為把振動(dòng)系統(tǒng)感應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)等比例地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。根據(jù)轉(zhuǎn)換原理角度來看，涵蓋的檢波器較多，如：電磁感應(yīng)檢波器、電容檢波器以及壓電檢波器等。

1.2地震勘探檢波器特性

從地震勘探檢波器的特性來看，主要有兩類：其一為動(dòng)態(tài)特性；其二為靜態(tài)特性。兩方面的特性對(duì)檢波器的品質(zhì)有非常重要的影響。對(duì)于動(dòng)態(tài)特性參數(shù)來說，涵蓋了固有頻率、阻尼系數(shù)、頻率響應(yīng)范圍以及頻率特性等等。對(duì)于靜態(tài)特性參數(shù)來說，涵蓋了有線性度、靈敏度、分辨率以及穩(wěn)定性等。

檢波器動(dòng)態(tài)特性，指的是檢波器對(duì)隨著時(shí)間改變輸出量的響應(yīng)特性，其由傳感器自身決定，同時(shí)和被測(cè)量的改變方式也存在相關(guān)性。深入分析，動(dòng)態(tài)特性是由檢波器的振動(dòng)方程與力學(xué)特性決定的，經(jīng)解振動(dòng)方程能夠獲取系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)，進(jìn)一步將幅頻響應(yīng)與相頻響應(yīng)函數(shù)求解出來，而決定響應(yīng)特性的參數(shù)主要包括檢波器的自然平率以及阻尼比。

2.地震勘探檢波器相關(guān)問題及排除方法分析

在上述分析過程中，對(duì)地震勘探檢波器原理及特性有了初步了解。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，地震勘探檢波器還涉及相關(guān)問題。為了地震勘探檢波器的應(yīng)用價(jià)值得到有效提高，有必要對(duì)其問題及排除方法進(jìn)行分析。

2.1常規(guī)檢波器問題

基于地震勘探過程中，將20DX作為代表的檢波器統(tǒng)稱為常規(guī)檢波器，其自然頻率通常為10Hz。此類檢波器雖然能夠在常規(guī)地震勘探中發(fā)揮作用，但是也存在一些較為明顯的問題，主要包括：（1）指標(biāo)參數(shù)允差偏大，檢波器一致性差，進(jìn)而使地震資料的分辨能力下降。為此，處于高精度地震勘探過程中，需使用性能參數(shù)允差較小的檢波器。從現(xiàn)狀來看，允差在±2.5%的檢波器已投入市場(chǎng)，但成本費(fèi)用相對(duì)增多。（2）存在較大的失真度，會(huì)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍造成影響，進(jìn)一步發(fā)生信號(hào)畸變。為此，需將常規(guī)檢波器的失真度控制在合理范圍內(nèi)，使其動(dòng)態(tài)范圍滿足勘探要求，進(jìn)一步避免地震信號(hào)畸變的發(fā)生。（3）假頻低，會(huì)對(duì)頻帶范圍造成影響，進(jìn)而使橫向干擾產(chǎn)生較大的影響。因此，有必要控制假頻，消除造成的橫向干擾，進(jìn)而使勘探效果增強(qiáng)。

2.2自然頻率問題

對(duì)于自然頻率來說，屬于地震勘探中一大關(guān)鍵的檢波器參數(shù)，如果檢波器的自然頻率偏高，將會(huì)使地震信號(hào)的頻寬降低，這是一大問題。倘若無特殊的抑制低頻干擾，或者無增強(qiáng)某高頻段信號(hào)，可使用頻帶比較寬的檢波器?？偠灾瑢?duì)于檢波器來說，具備比較寬的頻帶范圍為宜。

2.3對(duì)比試驗(yàn)問題

檢波器對(duì)比試驗(yàn)主要問題包括：其一，試驗(yàn)?zāi)康牟粔蛎鞔_，在選取檢波器過程中，存在一些個(gè)人方面的因素，當(dāng)檢波器人對(duì)檢波器不夠熟悉的情況下，試驗(yàn)便會(huì)出現(xiàn)問題。其二，試驗(yàn)內(nèi)容不夠具體；其三，試驗(yàn)資料分析針對(duì)性不夠強(qiáng)。針對(duì)上述問題，需明確檢波器對(duì)比試驗(yàn)的目的，同時(shí)明確試驗(yàn)內(nèi)容，采取合理、科學(xué)的分析方法，進(jìn)一步提升檢波器試驗(yàn)的效果。

3.結(jié)語

通過本文的探究，認(rèn)識(shí)到地震勘探檢波器在地震探勘過程中的應(yīng)用價(jià)值較高。為了正確使用地震勘探檢波器，需了解地震勘探檢波器的原理及特性，進(jìn)一步對(duì)其實(shí)際應(yīng)用問題進(jìn)行分析，并采取有針對(duì)性的解決方法。相信在正確使用地震勘探檢波器，并結(jié)合地震資料采集成果分析的條件下，地震勘探工作的效率及質(zhì)量將能夠得到有效提高，進(jìn)一步為地震勘探的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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