檢波器靈敏度和阻尼的關(guān)系

1、本文論述的是檢波器靈敏度、阻尼兩項(xiàng)指標(biāo)，討論如何通過(guò)磁鋼三參數(shù)測(cè)量和線圈架渦流測(cè)量控制阻尼、靈敏度的大小和匹配，以提高檢波器質(zhì)量一、引言為了適應(yīng)高分辨率地震勘探技術(shù)發(fā)展的需要，滿足與目前24位地震儀配套的要求，我廠在SN4系列檢波器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了SN7C系列檢波器，其技術(shù)參數(shù)具有嚴(yán)格的允差2.5%，隨著阻尼、靈敏度精度的提高，也就提高了檢波器的相位一致性，大大有利于地震勘探獲得良好的地震記錄。既要提高阻尼，靈敏度的精度，又使兩者匹配，我

2、們不僅從理論上積累了更深的認(rèn)識(shí)，而且在實(shí)際生產(chǎn)中獲得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。電動(dòng)式地震檢波器收到地震波的作用時(shí)，線圈相對(duì)磁鋼作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度成正比，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)即為地震檢波器的輸出信號(hào)。不同地層，檢波器都會(huì)有不同的輸出信號(hào)，輸出信號(hào)能否能真實(shí)反映地層情況，很大程度上受檢波器各項(xiàng)參數(shù)的影響，這里我們重點(diǎn)討論的是檢波器靈敏度、阻尼兩項(xiàng)指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中遇到兩者不匹配的情況下，通常的方法是，通過(guò)試驗(yàn)改變磁

3、鋼格數(shù)或線圈架壁厚來(lái)調(diào)節(jié)兩者的匹配，但一直未解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題：為什么同一格數(shù)磁鋼、同一壁厚線架，這一批裝出的檢波器合格，下一批裝出的檢波器阻尼、靈敏度相差很遠(yuǎn)，甚至用改變分流電阻調(diào)節(jié)也達(dá)不到合格。對(duì)于超級(jí)檢波器的阻尼、靈敏度精度有更高要求，解決這一問(wèn)題迫在眉睫。本文討論如何通過(guò)磁鋼三參數(shù)測(cè)量和線圈架渦流測(cè)量控制阻尼、靈敏度的大小和匹配，以提高檢波器質(zhì)量。二、檢波器的靈敏度和阻尼的原理1.靈敏度：檢波器磁鋼與外殼被上下蓋固定在一起，形成磁系統(tǒng)

4、，而線圈通過(guò)柔軟的彈簧片與外殼相連，當(dāng)外殼跟隨地面震動(dòng)時(shí)，線圈由于具有慣性而滯后于外殼的運(yùn)動(dòng)，外殼與線圈之間就有一相對(duì)位移，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理可知，線圈繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為：=0=式中：B——工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度——每匝線圈平均長(zhǎng)度0N——工作氣隙中線圈繞組的匝數(shù)——線圈對(duì)外殼的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度——線圈的平均直徑對(duì)結(jié)構(gòu)已確定的傳感器，開(kāi)路靈敏度為：0=0=當(dāng)加上負(fù)載電阻時(shí)，閉路靈敏度為：2=212?0——線圈電阻1——負(fù)載電阻22.

5、阻尼當(dāng)作用于檢波器外力（地面震動(dòng)）除去時(shí)，質(zhì)量m由于慣性的作用不能立刻停止下來(lái)，這種運(yùn)動(dòng)成為檢波器固有振動(dòng)，為了縮短檢波器的固有振動(dòng)延續(xù)時(shí)間來(lái)保證檢波器有足夠的分辨能力，清楚的區(qū)別到達(dá)時(shí)差很短的有效波的振動(dòng)，就要有足夠的阻尼，阻尼不能太大也不能太小，一般自然頻率偏高的檢波器阻尼系數(shù)應(yīng)當(dāng)大些，以達(dá)到檢波器相對(duì)阻尼都會(huì)影響到衰減系數(shù)h：i）減小，G提高，可以通過(guò)減小圈數(shù)或加大導(dǎo)線直徑，但兩種方法均使h很快下降。1ii）增加，G提高，但h卻很

6、快下降。2iii）增加N，G和h均增加，但也使質(zhì)量m增加，固有頻率下降，m增加到一定的程度，h將不能滿足勘探的要求，因此N不能無(wú)限制的增加。iv）提高B，G和h均有提高，這需要提高磁鋼性能，或改變磁路結(jié)構(gòu)，這提高了檢波器的成本。2.h的大小與B、線圈架厚度、線架導(dǎo)電率、軛鐵和外殼導(dǎo)磁率以及并聯(lián)電阻有關(guān)：i）增加線圈架厚度，h增大ii）提高線架的導(dǎo)電率，h增大iii）加并聯(lián)電阻，或減小并聯(lián)電阻的阻值，h增大iv）提高磁鋼性能、軛鐵和外殼導(dǎo)

7、磁率，提高了B，h增大四、在檢波器的實(shí)際生產(chǎn)中，我們根據(jù)以上的各種關(guān)系找出主要因素、次要因素，根據(jù)實(shí)際情況改變某些參數(shù)，以下以SN7C10Hz為例討論如何調(diào)節(jié)靈敏度、阻尼的匹配。檢波器靈敏度與阻尼都直接受B的影響，而B(niǎo)決定于磁路的結(jié)構(gòu)，SN7C10Hz檢波器的磁路結(jié)構(gòu)與SN410Hz檢波器的基本一樣。1.檢波器的磁路結(jié)構(gòu)：檢波器的外殼由優(yōu)質(zhì)低碳鋼制成，它既是磁路的一部分，又起著磁屏蔽作用，永久磁鐵的兩端壓著兩塊軛鐵，軛鐵材料一般用導(dǎo)磁率