常规地震检波器测试方法研究

发布时间：2020-08-28 18:27

　　地震检波器是地震仪野外数据采集的关键部件,其性能直接影响整台地震仪的性能。地震检波器是依据法拉第电磁感应定律实现将机械信号转换为电信号的装置,以最大的逼真度产生地面运动垂直分量的电模拟。本论文主要对检波器的阻尼系数、假频和并联电阻三个技术指标进行测试研究。本文根据地震检波器的内部结构和工作原理,建立和求解地震检波器的运动方程,导出地震检波器的固有振动和强迫振动,从动力学及电磁学角度对地震检波器阻尼系数、自然频率及灵敏度的计算结果进行详细的数学推导。分析地震检波器阻尼系数的测试方法。通过实验验证,微小的改变地震检波器阻尼系数第二波峰峰值电压,对测试结果造成的影响。已知地震检波器阻尼系数的测定方程为二阶欠阻尼系统,借鉴王永等《测定欠阻尼系统阻尼比的一种方法》文章中,利用衰减波形的第一周期及第二周期波形面积之比来测定地震检波器的阻尼系数的方法,进行相关的数学推导,结合实验数据证明此方法也可用来求地震检波器的阻尼系数。与第一第二峰值电压比求阻尼系数相比,有更好的抗干扰能力。针对地震检波器的假频,使用水平振动台测试时,可增加一个倾角传感器,来观察检波器内部弹簧振子的偏移角度,证明方法的可行性。选取不同型号的检波器,改变并联电阻阻值,通过实验验证并联电阻后,对地震检波器相关参数测试结果的影响。
【学位单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P631.436
【部分图文】：

自然频率,测试原理,地震检波器

同时会有与轴向垂直的水平分量振动信号的波形的干扰，这个干扰频率即为假无用信号。假频的存在使得测试的数据不准确。为了保证测试结果的准确性，波器时，尽量让假频高一些，因为检波器接收的是低频小信号，只有保证高假器在工作时，才能避免假频干扰。因此，地震检波器在工作时，检波器在频率尽可能的使幅频特性平坦，相频特性线性变化。1.3.2 常规地震检波器参数测试方法对地震检波器参数进行测试时，其测试方法有很多，振动台法和直流激励用的方法。在石油仪器仪表检验中心的实验室测试地震检波器参数时，常接触动台法。依据现有条件，使用振动台法对动圈式地震检波器参数依次进行测试自然频率测试方法：垂直振动台的槽上放上被测检波器，此时不需要将检波调节扫频信号发生器输出正弦波。同时调整低失真信号发生器的输出幅度，保的输出为该测试检波器灵敏度标称值的 60%~90%，调整扫频信号发生器的输率，使相位计以约 0°显示，此时频率计上显示待测检波器的自然频率，读出此常规地震检波器自然频率测试原理图如下图 1 所示,

波形,阻尼系数,测试原理,检波器

2(ln|1/2|)ln|1/2|2AAAABt+=π尼系数测试方法：测阻尼系数时，一般使用波形衰减法测试常规地震检波。在对地震检波器进行测试时，施加一直流电流，其幅度为 I0，此时地震将被吸起来，等待悬体稳定，突然断开电流，检波器内惯性体做自由衰减刻作为测量的 0 时刻，测量检波器的输出电压，在动态测试分析仪上将衰出来。当被测检波器自然频率≤20Hz 时，调节显示数据压缩比为峰值/2，自然频率>20Hz 时，调节显示数据压缩比为 1:1。选择曲线平滑时得波形进行出检波器阻尼的大小。阻尼系数计算公式为：式中，A1，A2 分别为检波器相应信号波形的第一和第二个峰值电压。

原理图,灵敏度测试,原理图,加速度

2(ln|1/2|)ln|1/2|2AAAABt+=π检波器阻尼的大小。阻尼系数计算公式为：中，A1，A2 分别为检波器相应信号波形的第一和第二个峰值电压。图 1-2 动圈式地震检波器阻尼系数测试原理图度测试方法：测试地震检波器灵敏度时，将检波器牢牢固定在振动台上或加速度、一定频率去驱动，此时被测检波器的速度灵敏度或加速度灵表测得的输出电压峰值与振动速度或加速度的比值。测试原理如下图 3

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