專利名稱：高頻地震儀與壓電檢波器的接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種地震儀接口裝置，適合用于高頻地震儀與壓電檢波器的連接。
地震勘探的分辨率取決于接收到地震波信號(hào)的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)越短，亦即頻率越高，則分辨率越高。而陸地地震勘探用的檢波器全是動(dòng)圈式檢波器，當(dāng)?shù)卣鸩ǔ^(guò)300周時(shí)，其靈敏度急劇下降。假如地震波速度為3000米／秒，檢波器收到地震波的最高頻率為300周，則波長(zhǎng)為10米。
因此，在使用動(dòng)圈式檢波器情況下，其分辨率只能達(dá)到10米左右，再提高就比較困難。10米左右的分辨率對(duì)資源勘探來(lái)說(shuō)，精度是夠了，探出一個(gè)幾平方公里的油田和煤礦，精度達(dá)到10米已是很精確了。但是對(duì)工程勘探來(lái)說(shuō)，要測(cè)出1－2米斷距的斷層或1米左右的煤層，10米的分辨率就太低了。
為了提高分辨率，當(dāng)然可以從儀器本身，處理手段，現(xiàn)場(chǎng)施工等方面來(lái)做，但是如果信號(hào)之源一檢波器還是沿用動(dòng)圈式檢波器的話，則分辨率得不到根本的改進(jìn)。
為此，在我們研制的礦用高分辨率地震儀FY－20中首次使用了壓電檢波器。但是利用壓電晶體作為地震檢波器還有許多技術(shù)問(wèn)題需要解決。由于在地震波的作用下，壓電晶體上所產(chǎn)生的電荷量較小，又由于檢波器的電纜長(zhǎng)短差別大，長(zhǎng)的達(dá)近百米，施工現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)電纜與高壓電纜(6kv)很近，工頻干擾和其他各種干擾很大。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種能連接高頻地震儀與壓電檢波器的接口裝置。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是利用壓電材料的壓電特性，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，利用接口裝置使壓電檢波器用于地震勘探，該接口主要是進(jìn)行阻抗變換，使壓電晶體變?yōu)榈妥杩馆敵?，故不需要配專門的電荷放大器，這樣簡(jiǎn)化了測(cè)量系統(tǒng)，使測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)便，價(jià)廉，可靠。
本實(shí)用新型提出的高頻地震儀與壓電檢波器的接口裝置由壓電晶體Q，場(chǎng)效應(yīng)管T，電阻R1、R2、R3、電容C1、C2和二芯同軸電纜構(gòu)成，壓電晶體Q接在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G和地之間，場(chǎng)效應(yīng)管T的源極S經(jīng)電阻R2接地，壓電檢波器與高頻地震儀之間用二芯同軸電纜連接，一根為地線兼作屏蔽線，另一根為信號(hào)線。場(chǎng)效應(yīng)管的漏極D經(jīng)二芯同軸電纜的信號(hào)線以及電阻R3接地震儀中的1.5v電源并通過(guò)隔直電容C2將壓電檢波器信號(hào)輸入地震儀采集箱。
本實(shí)用新型解決了高頻地震勘探使用壓電檢波器的技術(shù)難題，采用壓電檢波器可收到高達(dá)4k的地震信號(hào)，能使地震儀的分辨率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，其分辨率可達(dá)到一米左右。該接口裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是1、提供高電平傳感器能直接輸出一個(gè)高電平信號(hào)，可達(dá)±3伏，2、低阻抗輸出傳感器輸出阻抗＜100歐姆、能直接輸至示波器，分折儀，記錄儀以及其它普通的指示儀表。
3、改善分辨率。
4、提高信噪比由于阻抗變換集成電路置于檢波器內(nèi)，則大大降低由于“電纜效應(yīng)”，電容耦合，磁場(chǎng)耦合引起的各種噪聲，有利于提高檢波器的信噪比。
5、可進(jìn)行長(zhǎng)電纜測(cè)量測(cè)量電纜可達(dá)百米以上，而輸出電壓信號(hào)無(wú)明顯衰減現(xiàn)象。
6、降低測(cè)量系統(tǒng)價(jià)格。


圖1、高頻地震儀與壓電檢波器的接口裝置
以下結(jié)合附圖用實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的高頻地震儀與壓電檢波器的接口裝置由壓電晶體Q、場(chǎng)效應(yīng)管T、電阻R1、R2、R3，電容C1、C2和二芯同軸電纜構(gòu)成，如圖1所示。壓電晶體Q接在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G和地之間，反饋電容C1與反饋電阻R1并聯(lián)連接在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G和漏極D之間，場(chǎng)效應(yīng)管的源極S經(jīng)電阻R2接地，壓電檢波器與高頻地震儀之間用二芯同軸電纜連接，一根為地線兼作屏蔽線，另一根為信號(hào)線。場(chǎng)效應(yīng)管的漏極D經(jīng)二芯同軸電纜的信號(hào)線以及電阻R3接地震儀中的1.5v電源并通過(guò)隔直電容C2將壓電檢波器信號(hào)輸入地震儀采集箱。
接口電路置于壓電檢波器的金屬外殼內(nèi)，用以屏蔽各種外界干擾。場(chǎng)效應(yīng)管的負(fù)載電阻R3為1.2k，隔直電容C2為0.1μ，R3和C2布置在地震儀采集箱中。場(chǎng)效應(yīng)管為3DJ6F，反饋電容與反饋電阻值各為1000ρF和510k，電阻R2為240Ω。
至此已清楚地介紹了本實(shí)用新型的全部技術(shù)內(nèi)容，利用該接口裝置壓電檢波器可以直接用于高頻地震儀。
權(quán)利要求1.一種高頻地震儀與壓電檢波器的接口裝置，其特征在于(1)由壓電晶體Q、場(chǎng)效效應(yīng)管T、電阻R1、R2、R3、電容C1、C2和二芯同軸電纜構(gòu)成； (2)壓電晶體Q接在場(chǎng)效應(yīng)管T的的柵極G和地之間，反饋電容C1與反饋電阻R1并聯(lián)連接在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G和漏極D之間，場(chǎng)效應(yīng)管的源極S經(jīng)電阻R2接地，壓電檢波器與高頻地震儀之間用二芯同軸電纜連接，一根為地線，線兼作屏蔽另一根為信號(hào)線，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極D經(jīng)二芯同軸電纜的信號(hào)線以及電阻R3接地震儀中的1.5v電源并通過(guò)隔直電容C2將壓電檢波器信號(hào)輸入地震儀采集箱。
專利摘要本實(shí)用新型屬于壓電檢波器與高頻地震儀的接口裝置，其特點(diǎn)是利用場(chǎng)效應(yīng)管及其負(fù)載電阻R
文檔編號(hào)G01V1/16GK2136482SQ9222071
公開(kāi)日1993年6月16日 申請(qǐng)日期1992年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月25日
發(fā)明者寧書(shū)年, 呂松棠, 蘇紅旗, 孫宏志, 馬小龍, 尹忠杰, 張軍海 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京研究生部計(jì)算中心