(检波器工作原理)培训教材14.8课件

地震检波器相关知识及故障排除一、地震检波器的种类二、检波器结构及原理三、地震检波器的使用及注意事项四、地震检波器故障的排除目录1地震检波器的种类地震检波器的种类地震检波器是将地面振动信号转换为电信号的一种机电转换装置。简单的讲：凡能将机械振动转换成电信号的传感装置都有可能作为地震勘探的检波器。但是，问题又不这么简单，由于一些传感器虽然有将机械振动信号转换成电信号的功能，却由于一些有的需供电、有的太复杂、有的低频灵敏度太低、有的一致性不高而不能用于地震勘探。因此，可以称之为地震检波器的种类也就不多了。根据机电转换原理，地震检波器在现在可分为两大类型：磁电式和压电式。而这两类的最大特点是不需要外接电源供电。地震检波器磁电式压电式变磁通式变磁阻式海洋检波器速度检波器动磁式动圈式涡流检波器磁压敏式海洋检波器普通检波器数字检波器地震检波器的种类

磁电式根据其工作方式可以分为变磁通式和变磁阻式两大系列，而变磁通式又可以分为动圈式和动磁式两种，动磁式检波器由于结构上的一些缺陷已被挤出现代检波器的行列。而动圈式检波器由于结构简单可靠、固有频率调整简单而广泛的用于地震勘探中。目前我们大港物探处野外地震队所使用的检波器主有：动圈式：20DX-10（3×3）、（3×6）沼泽检波器串和SG-5低频检波器等。压电式：FB-25-14、MP-25-250海底峰和进口、国产双检等。地震检波器的种类20DX-10检波器芯体地震检波器的种类地震检波器的种类三串三并检波器串示意图

20DX-10（3×6）检波器串20DX-10（3×3）检波器串地震检波器的种类地震检波器的种类SG-5检波器芯体地震检波器的种类SG-5检波器

MP-25-250压电检波器FB-25-14压电检波器地震检波器的种类进口海底峰国产海底峰

国产超波HJ-8C双检地震检波器的种类法国进口双检地震检波器的种类进口GS-PV1-S双检地震检波器的种类dBsl-10A(32CT/dB25)双检地震检波器的种类地震检波器的种类GS-32CT检波器芯体dBsl-10B(SG10/dB25)双检地震检波器的种类地震检波器的种类SG-10检波器芯体地震检波器的种类dB-25压电检波器地震检波器的种类双检检波器的演变动圈式检波器技术指标1 类型项目 SG-10SG-520DX-10直流电阻（Ω）3501850395（并1K电阻）允差（%）-3.5+3.5-5.0+5.0-5.0+5.0自然频率（HZ）10510允差（%）-2.5+2.5-5.0+5.0-5.0+5.0开路阻尼系数0.680.60.3允差（%）-5.0+5.0-5.0+5.0-10+10灵敏度（v/m/s）22.88028.0允差（%）-2.5+2.5-5.0+5.0-7.5+7.5失真（%）≤0.075≤0.1≤0.2激励频率（HZ）121212悬体位移(m)0.001780.0030.0015悬体质量（g）8.422.711.0特定温度（℃）20.020.020.0压电检波器技术指标1压电检波器指标参数对照表型号直流电阻灵敏度（频率点31.5Hz）中心值（Ω）相对误差Volts/Bar相对误差MP-25160±1612±1.8MP-25-250160±1614±2.1LRS-2512225±22.512±1.8P-44A145±14.514±2.1FB-2512-14225±22.514±2.1FB-2512-12225±22.512±1.8FB-25-14155±15.514±2.1FB-25-12155±15.512±1.8压电检波器技术指标-196.054388815.75-196.059905415.74-196.065425515.73-197.380466213.52-197.38689313.51-197.393324613.5-198.961521711.27-198.969232211.26-198.976949611.25灵敏度值（dB）灵敏度值（uv/ub）1双检检波器陆检技术指标

类型项目 多波dBsl-10A（GS-32CT）多波dBsl-10B（SG-10）进口GS-PV1-S型（GS-32CT）法国SercelHF-10直流电阻（Ω）395（并1K电阻）350395（并1K电阻）395允差（%）-2.5+2.5-3.5+3.5-2.5+2.5-5+5自然频率（HZ）10101010允差（%）-2.5+2.5-2.5+2.5-2.5+2.5-5+5开路阻尼系数0.3160.6800.3160.680允差（%）-2.5+2.5-5+5-2.5+2.5-10+10灵敏度（v/m/s）27.522.827.527.5允差（%）-2.5+2.5-2.5+2.5-2.5+2.5-5+5失真（%）≤0.1≤0.075≤0.1≤0.2激励频率（HZ）12121212悬体位移(m)0.00150.001780.00150.00178悬体质量（g）11.28.411.28.4特定温度（℃）25.020.025.020.0工作温度（℃）-40至80-40至70-40至80-40至901双检检波器水检技术指标

类型项目 多波dBsl-10A(dB-25)多波dBsl-10B(dB-25)进口GS-PV1-S型(W/MP-25-250)法国SercelP44A

直流电阻（Ω）155155155145允差（%）-10+10-10+10-10+10-10+10自然频率（HZ）10101010允差（%）-10+10-10+10-15+15-15+15闭路阻尼0.7

灵敏度（v/bar）13.2513.2513.2514允差-1.5+1.5db-1.5+1.5db-1.5+1.5db-1.5+1.5db工作水深（米）1.5-1001.5-1000.3-100250英尺工作温度（℃）0至350至35频率响应（HZ）10-1000绝缘性（MΩ）≥100≥100≥100≥100一、地震检波器的种类二、检波器结构及原理三、地震检波器的使用四、地震检波器故障的排除目录三、地震检波器的使用及注意事项

动圈式检波器的结构主要是由磁钢、线圈、弹簧片、软铁外壳和外护套等组成。动圈式检波器的结构1）磁钢是圆柱形的，具有很强的磁性，它与上下磁靴和软铁外壳组成具有两个磁隙的闭合回路。2）线圈由漆包铜线绕在铝制框架上构成，有两个输出端，线圈通过弹簧片与外壳相联，组成可动部分，在磁隙中运动。3）弹簧片由青铜片做成，具有一定形状和弹性，它使线圈与外壳连在一起，使线圈对磁钢形成一相对运动的惯性体。4）外壳由软铁制成，多为圆筒形，是磁钢与外壳构成闭合磁通路。动圈式检波器的结构线圈通过弹簧片与软铁外壳相连，构成了与磁钢、软铁外壳做相对运动的惯性体，线圈又处于磁钢与软铁外壳的缝隙磁场中。工作时，软铁外壳受到地震波的作用，线圈则对磁钢做相对运动。根据电磁感应原理，线圈和磁钢做相对运动切割磁力线，线圈中将产生感应电动势，且电动势大小与相对运动速度成正比。此感应电动势即为地震检波器的输出信号。动圈式检波器工作原理动圈式检波器内各部分运动关系动圈式检波器工作原理测试仪主要测试项目1、极性；（+或-）(1或-1)（SEG或NSEG）2、漏电值（绝缘电阻）；单位：MΩ3、直流电阻；单位：Ω4、自然频率；单位：HZ5、阻尼系数；6、灵敏度；单位：v/m/s7、失真度；单位：%SMT-200检波器测试仪Startingat2012-12-288:56:56NoNASMT-200GeophoneTesterVersion2.02Serialnr.2714SpecSerParShuntMassFdistVelDistExcurDataCorrTestsGS-32CT21None11.212.00.7000.00151MABCITested:LeakResFreqDampSensDistImpPolRCReject:TempTimeMin:1005389.500.63037.40

-1

Nom:

56610.000.70039.4

1305

@25.0

Max:

59410.500.77041.40.2

1

Num:MohmohmHz

V/m/s%ohm

°C

Note0

174025709.690.68238.60.111297-122TestOK12.008:57:342834757110.020.71639.50.151300-122TestOK12.008:58:43381205609.880.70439.30.091301-122TestOK12.008:59:10490145649.960.70838.80.081282-122TestOK12.008:59:45591305689.970.69638.60.101295-122TestOK12.009:00:24688595639.960.69539.00.051300-122TestOK12.009:01:00771335619.780.69138.40.061294-122TestOK12.009:01:388890956310.170.70039.80.191317-122TestOK12.009:01:58Endedat2012-12-2810:11:42

SGT-II检波器测试仪2015-1-26SG-5_1x1GEOPHONESGT-IICopyright(C)SERCEL2015AIUInfoAIU-II#S/WH/WAIU-II-CCS/W5141.5JD1.3

StringInfoPhone#Parallel#SeriesWireResSpacingLeadInPhoneShuntTcorrSG-5115000.80Corr@ExtTPhoneInfo(fromupload)Sens(V/m/s)Freq(Hz)DampDCres(ohm)Distort(%)ACimp(ohm)TempMovingMass(g)TestVel(in/s)CoilTravel(m)

SpecValue8050.618500.1508222.70.70.003

LimitLow%-5-7.5-7.5-512

LimitHigh%57.57.55

TempCo-0.030.024-0.240.39

0.222

TimeS/NStatusSens(V/m/s)Freq(Hz)DampDCres(ohm)Distort(%)ACimp(ohm)Pol(+/-)ExtTemp(C)08:33:221

79.274.860.60818210.0464903SEG11.8

08:34:022

81.295.020.63018240.0365105SEG11.6

08:35:173

80.065.050.61217960.0355033SEG11.3

08:36:074

79.724.870.62518080.0504907SEG11.1

08:36:465

78.724.870.61218060.0864832SEG10.9

08:37:146

80.145.000.61518570.0575020SEG10.7

08:38:027

79.914.920.61718290.0464984SEG10.5

08:38:198

80.915.020.61318210.0805097SEG10.4

08:38:379

81.404.960.63818410.0794938SEG10.3

压电检波器主要应用于水中勘探，它是有压电元件酒石酸钾钠晶体、人造陶瓷片、天然石英晶体等制成。压电检波器的结构主要由压电陶瓷片、变压器、铜垫片、尼龙骨架、聚氨酯外套等构成。压电式检波器工作原理

压电式检波器在海洋地震勘探工作中大量使用。这种检波器是根据某些物质的压电效应制成的。FB-25-14压电检波器陶瓷片压电式检波器工作原理1压电式检波器工作原理当沿着一定方向对陶瓷片施加外力使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生极性相反的电荷。当外力去掉后又马上恢复到不带电状态。这种现象叫做压电效应。压电检波器就是应用陶瓷片的正压电效应制成的。压电检波器需要沉放在1.5米以下的水中才能正常工作。当它在水中受到水的静压力作用后，若静止不动或做匀速运动，就没有电压输出。当地震波传到此时，水的微粒之间就会产生应力作用，如果是地震纵波，则这种形变造成的应力作用到压电陶瓷片上，就会使陶瓷片两极产生交变的电压，这即为压电检波器的输出信号。压电检波器测试仪

-----------------------检波器单频测量结果-----------------------

检波器批号：0003时间：2015-03-0608:28:32频率：31.5Hz

检波器编号灵敏度(dB)灵敏度(μv/μb)电阻值(Ω)相位201-196.115.67145.54负202-196.215.52147.65负203-197.912.70148.38负204-197.313.65145.48负205-196.914.30145.54负206-197.513.37148.94负207-197.413.51148.00负。双检检波器工作原理双检检波器：由水检（压电检波器）和陆检（动圈式检波器）组成。可同时接收海地和水中信号。作用：用于弥补海洋勘探中纵波接收的不足。不仅用于海洋勘探也可以用于沼泽及过渡地带勘探。1双检检波器工作原理特点：高性能超级陆地检波器和海洋地震水听器的组合，具有良好液体阻尼的耦合特性，全方位360º自由旋转，独特的防渗漏工艺保证了地震信号的有效接收。双检检波器采用带有万向结构的两只高性能超级陆地检波器和一只海洋水听器组成。陆地检波器中的液体阻尼可以保证万向结构具有良好的耦合作用和防止外界背景噪音对陆检的干扰。海洋地震水听器具有高的灵敏度和0—100m工作深度。1双检检波器工作原理动圈检波器压电检波器双检检波器工作原理双检检波器工作原理双检检波器工作原理一、地震检波器的种类二、检波器结构及原理三、地震检波器的使用四、地震检波器故障的排除目录三、地震检波器的使用及注意事项地震检波器的使用及注意事项

1.地震检波器串⑴地震检波器为何要成串使用从五十年代到七十年代，当时我们国家使用的检波器都是单道单只，即1道1只检波器。从七十年代中期以后，为了提高数据采集质量，我国对检波器的使用出现国际化趋势，检波器开始组串使用，采用检波器串通常有如下考虑：a.提高检波器整体的输出灵敏度。通过不同的串并联形式，可以较大幅度的提高检波器的输出灵敏度b.使检波器与仪器负载的阻抗更加匹配，通过不同的检波器串并形式可以调节接到仪器端的电阻，从而使和仪器的输入阻抗更加匹配。c.检波器串之间可以采用不同的串并形式，从而实现单道上不同形式的阵列：比如：线形、单边矩形、双边矩形；圆形等等，更加有利于野外采用叠加，多次覆盖，单点多重复式勘探。地震检波器的使用及注意事项d.压制面波等干扰波的需要。大多数的干扰波与地面平行，检波器串阵列中，地震波到达各个检波器的时间上有较大差异，这样，各个检波器中产生的感生电压极性也会不同，从而实现在检波器串中即相互抵消一部分干扰，实践表明，检波器串对面波的压制作用是十分明显的。地震检波器的使用及注意事项综上所述，出于以上考虑，检波器实际使用时基本都是成串使用的，由于每串中有多只检波器工作，所以研究检波器串的使用与维护就非常有必要了。⑵地震检波器串常见的组串形式由于在不同地区以及勘探目的的不同，对检波器组串形式的要求也不一样，通常情况下有如下几种形式：a.3串3并：即3只检波器串联后再与其它两串并联。其联线示意图如下：地震检波器的使用及注意事项1a.3串3并：即3只检波器串联后再与其它两串并联。其联线示意图如下：地震检波器的使用及注意事项b.5串2并1地震检波器的使用及注意事项其他连接方式如3串6并、4串3并等也有类似连接。⑶地震检波器串的指标计算不同的检波器组串形式将产生不同的技术指标，基本遵循以下计算方法：a.串电阻计算：串电阻＝单只检波器电阻×串联数÷并联数＋电缆电阻其中：单只检波器电阻要考虑如下几项影响因素。地震检波器的使用及注意事项I.并联电阻影响。一般为了阻抗匹配等因素，检波器机芯上都并联了一定阻值的精密电阻，这样检波器串中的单只检波器电阻应该如下计算：检波器电阻＝（线圈电阻值×并联电阻值）÷（线圈电阻值＋并联电阻值）以20DX-10检波器为例：线圈电阻r=395Ω，并联电阻1000Ω，并联后电阻应等于R并＝(395×1000)÷（395＋1000）＝283.2Ω地震检波器的使用及注意事项II.温度影响。一般检波器出厂时给出的技术指标都会标明环境温度，这是因为随着温度的变化，技术指标会发生变化，电阻值的变化主要是漆包线的温度系数引起的。一般检波器测试仪中都设定了温度系数，只要输入参数时输入准确的厂家给定的温度和数据，测试时不会产生大的偏差。一般的检波器电阻变化率可以参考如下计算：电阻变化率＝线圈电阻值×0.4％（漆包线温度系数）地震检波器的使用及注意事项例如20DX-10检波器为283.2Ω×0.4％＝1.13Ω，也就是说温度每上升或下降1℃，检波器电阻值将升高或降低1.13Ω。（395Ω是厂家给定的20℃时检波器线圈的电阻值。使用时并联1000Ω电阻）那么当环境温度为30℃时，其电阻值应该为：R温=1.13×（30－20)+R并=11.3＋283.2=

294.5Ω地震检波器的使用及注意事项III.电缆的影响。检波器组串时，会根据要求留有间距和引线，在进行串测试时，这部分电阻也要予以考虑，否则不能得到真实数据。一般由于所采用的电缆的线径以及材料不同，其电缆电阻的阻值也有差异，在检波器测试仪串指标的“电缆电阻”输入选项中一般采用180Ω/km（三铜四钢ф5.6电缆）指标即可满足测试要求。一般估算时可以按下式估算：R缆＝[间距×（串联数×2－1）＋引线长×2或1]×180÷1000地震检波器的使用及注意事项例如5串2并20DX-10检波器串，组内距5.5米，单边出线5米，在环境温度30℃时测试，其串总电阻大致为：R总＝R温×5÷2＋R缆＝294.5×5÷2＋[5.5×（5×2-1）+5×1]×180÷1000＝746.1Ω对野外检修和使用检波器串时，电阻的计算是非常重要的，因为很多串的故障要依靠电阻值的变化来判断。地震检波器的使用及注意事项b.串灵敏度的计算：

串灵敏度＝单只检波器灵敏度×串联数*注：如果有并联电阻，这里的单只检波器灵敏度为并联电阻后的灵敏度。其计算公式如下：G’=G×[R2/(R1+R2)]G’——并联电阻后的灵敏度G——并联电阻前的灵敏度R1——线圈电阻阻值R2——并联电阻阻值例如5串2并20DX-10检波器串(单只灵敏度28.0V/M/S)，串灵敏度为：28×[1000÷（395＋1000）]×5＝100.37V/M/S3）、串阻尼、频率、失真度可以认为等于单只检波器的指标。其中阻尼值将会随温度变化而发生变化。地震检波器的使用及注意事项⑴地震检波器的选型地震勘探过程中，由于大地的机械振动频带比较宽，加上砂石等的吸收作用，实际的可供采集的信号是很弱的，特别是深层的信号，如何能真实地记录这些信号，施工前对检波器的选型是非常重要的。一般而言，检波器的选型遵循以下原则：a.高信噪比原则：通常情况下认为，检波器的灵敏度越高越好，灵敏度越高，接受微弱信号的能力就越强，对高分辨率勘探来说越有好处，但是灵敏度高，对噪声的放大作用也随之增强，对环境的要求也越高，所以要综合考虑，以高信噪比为原则。同时检波器应该具有较高的假频和较低的失真度。地震检波器的使用及注意事项b.低允差原则：由于勘探方法需要，检波器大都组串使用，这样一条测线上的检波器数量就很大，检波器之间的指标差异越大，对信号的反应状况差别也越大，所以对于高分辨勘探来说，检波器的指标要求允差尽量小。c.稳定性原则：不同的勘探工区的自然环境有很大不同，对检波器的要求也是不一样的，如何保证检波器在所使用的环境中保持稳定的工作，一方面检波器制造时会对环境的耐用性加以考虑，同时选型时也要注意，对于不同环境使用不同的检波器。地震检波器的使用及注意事项d.动态特性：检波器的特性指标中，对动态范围的要求也是要重点考虑的，直接关系到和仪器的对接和对信号的接收，目前普通检波器的动态范围在70分贝左右，超级检波器能达到80分贝以上。⑵地震检波器的摆放和埋置如前所述，检波器在野外是成串使用的，为了能够有效达到压制干扰的作用，检波器串必须严格按照设计要求进行摆放和埋置。应尽量做到以下几点:a.检波器串与串之间，检波器与检波器之间，必须按照设计要求的图形和间距进行摆放。地震检波器的使用及注意事项b.同一道检波器尽量在同一水平面上摆放，这样可以避免有效波到达同一串上的检波器的时差影响，影响信号的接受效果。c.埋置时满足“平”、“稳”、“正”、“直”、“紧”的要求。这几项要求非常重要，关系到检波器的使用效果。检波器一般埋置在地面30厘米以下位置，一方面可以抵抗风动等一些环境噪声的影响，同时可以减少强烈的直达波的影响。检波器与大地耦合要好，形成同一个振动系统，否则会造成相位差，严重影响资料的采集和解释。地震检波器的使用及注意事项d.埋置时避免使用金属物强烈敲击检波器护壳，因为强烈敲击下，检波器内部会出现异常的冲击，检波器指标会出现异常，甚至对弹性系统和线圈系统造成致命损坏，从而导致检波器报废。⑶地震检波器的运输和存放随着对检波器的使用要求越来越高，检波器的精度也越来越高，对使用、运输和存放都提出了更高的要求，检波器运输过程中，要求做到轻拿轻放，避免从车顶等高处直接扔向地面；存放时，仓库要求干燥、通风，野外存放时要注意避免强烈日晒，强烈日照对电缆等橡胶零件会加速老化，影响检波器的防水性能和抗拉性能。检波器存放时按照不同类型、不同年限分类堆放，以便于管理。地震检波器的使用及注意事项地震检波器的使用及注意事项几点注意事项一、损坏检波器插头我们在验收检测检波器时发现，地震队收工后交回的检波器插头的插针、插孔损坏较多。主要是由于拆卸电缆抽头和检波器插头很费劲，拆卸人员为了图省事，生掰硬拽操作不当造成的。地震检波器的使用及注意事项地震检波器的使用及注意事项二、电缆捆绑的双检在船上收放时，落差较高双检配重直接砸在连线根部造成裂口。地震检波器的使用及注意事项地震检波器的使用及注意事项操作不当造成压电检波器陶瓷片损坏地震检波器的使用及注意事项三、用刀片分解电缆和海底封的捆绑胶布，拆卸盲目操作直接把海底封连线剌破外皮。地震检波器的使用及注意事项四、陆地施工埋置检波器，收线时用镐刨，把检波器外壳刨漏，伤及检波器芯体。一、地震检波器的种类二、检波器结构及原理三、地震检波器的使用四、地震检波器故障的排除目录三、地震检波器的使用及注意事项地震检波器故障的排除数字表地震检波器故障的排除万用表⑴常见的地震检波器串故障由于检波器组串使用，常见的故障均以串故障的形式表现出来，大致情况下，串故障分为以下几种：a.极性反相，表现为检波器串测试极性时与其他检波器串极性相反。b.检波器串不通，表现为检波器串测试时，电阻很大，测试指标紊乱。c.检波器串短路，表现为检波器串测试时电阻变小或为零，灵敏度低。地震检波器故障的排除d.检波器串指标超差，表现为检波器串频率、阻尼、失真度等在作正常测试时超出允差范围。e.检波器漏电，表现为检波器串漏电测试时，达不到要求的绝缘强度。地震检波器故障的排除⑵常见故障的判断和排除由于检波器串组串形式不同，指标有较大差异，检测检波器串故障时要加以考虑。通常情况下按照以下步骤对故障检波器串进行检查，以对故障进行判断和排除。检查步骤：a.首先确定检波器的串并联方式和组距等规格。b.根据检波器的型号，计算当时环境条件下检波器串的正确电阻值，计算方法同上。c.检查检波器串两端出线，看检波器串是否连通。地震检波器故障的排除d.如果检波器串接通，使用万用表测量电阻值，与正确电阻值进行比较，进行故障判断。常