地震檢波器演示文稿

地震檢波器演示文稿目前一頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點地震檢波器目前二頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點邁克爾·法拉第邁克爾·法拉第（MichaelFaraday，公元1791～公元1867）英國物理學家、化學家，也是著名的自學成才的科學家。生于薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭，僅上過小學。邁克爾·法拉第是英國著名化學家戴維的學生和助手，他的發(fā)現(xiàn)奠定了電磁學的基礎，是麥克思韋的先導。1831年10月17日，法拉第首次發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，在電磁學方面做出了偉大貢獻。法拉第最先提出電場概念和電場線概念。更主要的是他在電化學方面（對電流所產(chǎn)生的化學效應的研究）所做出的貢獻。經(jīng)過多次精心試驗，法拉第總結了兩個電解定律，這兩個定律均以他的名字命名，構成了電化學的基礎。他將化學中的許多重要術語給予了通俗的名稱，如陽極、陰極、電極、離子等。法拉第的照片在1991年至2001年時，被印在20元的英鎊紙幣上。南極洲的前英國實驗室：法拉第氣候研究站以他為名，而電容則以法拉作為單位。此外，一莫耳的電子所含的電量（約96485庫侖）也稱為法拉第常數(shù)，讓世人緬懷他在電學上無與倫比的貢獻。法拉第電磁感應定律陳述一隨時間改變的磁通量會創(chuàng)造電動勢。法拉第在英國皇家研究院（RoyalInstitution）中任富勒里安化學教授，并指為終身職。在所有任過此職者中，法拉第為第一個，也是最為出名的學者。愛因斯坦在他的學習墻上放著法拉第的一張照片，并將其與牛頓和麥克斯韋放在一起。目前三頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點一、運動方程的建立

檢波器內部各組成部分的運動關系如右圖所示。于是有：y=z+x1.彈簧克服慣性體重力后的拉力FK2.線圈受到的電磁阻尼力3.鋁制線圈的電磁阻尼力目前四頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點二、輸出電壓方程和固有振動

電動式檢波器的輸出電壓方程為：

根據(jù)牛頓第二定律導出電動式檢波器的運動方程如下示：目前五頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點

電動式檢波器的固有振動有三種情況：欠阻尼、過阻尼和臨界阻尼，振動波形如下頁圖示：目前六頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點三、頻率響應電動式檢波器的幅頻特性為：

可見電動式檢波器在以地面振動速度作為輸入量時，輸出電壓呈現(xiàn)二階高通濾波器的頻率特性，因此對低頻面波干擾可以有一定的壓制作用。目前七頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點(1)電動式檢波器的幅頻特性如圖式：時，G(ω)將出現(xiàn)尖峰。②當時，沒有尖峰出現(xiàn)。③當時，剛好不出現(xiàn)尖峰，或者說尖峰出現(xiàn)在無窮遠處，這種狀態(tài)稱為最佳阻尼。①當阻尼系數(shù)目前八頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點

（2）電動式檢波器的相位特性為：

繪出電動式檢波器的相位特性如圖：可知，φ（0）=0°，φ（ω0）=-90°，φ（∞）=-180°，在ω=0、ω0、∞三個頻率處，不同阻尼的電動勢檢波器均有相同的相移，而其它頻率上，不同阻尼的電動式檢波器的相移是不相同的。目前九頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點四、性能參數(shù)1.阻尼電動式檢波器的阻尼為：2.自然頻率3.靈敏度電動式檢波器輸出電壓是：4.非線性5.絕緣電阻

可見，機電轉換系數(shù)S越高，則檢波器輸出電壓越大，因此機電轉換系數(shù)S也稱為固有靈敏度。目前十頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點作業(yè)：1.電動式檢波器由哪幾部分組成？2.電動式檢波器是如何將機械振動轉換成電信號的？3.（獨立）分析電動式檢波器的幅頻特性和相頻特性。目前十一頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點第二節(jié)壓電式地震檢波器

壓電效應：某些介質。當沿一定方向對其施力而使它變形時，內部就會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上便產(chǎn)生符號相反的電荷（作用力方向改變時，電荷的極性也隨著改變）。當外力去掉后，又重新恢復不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應。

壓電陶瓷屬于鐵電體一類的物質，是人工制造的多晶壓電材料。它具有類似鐵磁材料磁疇結構的電疇結構。目前十二頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點目前十三頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點

這種由機械效應轉變?yōu)殡娦?，或者由機械能轉換為電能的現(xiàn)象，就是正壓電效應，而由電效應轉變?yōu)闄C械效應或者由電能轉變?yōu)闄C械能的現(xiàn)象，就是逆壓電效應。目前十四頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點

壓電檢波器等效成一個與電容相并聯(lián)的電荷源，如右圖a示,或等效成一個電壓源，如右圖b示。若壓電檢波器附近的水壓為P，則壓電檢波器的開路輸出電壓為：一、壓電陶瓷的壓電效應

式中K—一個與壓電常數(shù)成正比且與壓電檢波器結構尺寸有關的常數(shù)，稱為壓電檢波器的開路靈敏度。目前十五頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點二、變壓器耦合式海上檢波器V0為變壓器次級電壓，它與儀器輸入端得到的電壓Va關系為：圖中R為：目前十六頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點傳遞函數(shù)為：式中自然頻率：阻尼系數(shù)：傳輸常數(shù)：其中目前十七頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點三、帶電荷放大器的海上檢波器該電路傳遞函數(shù)為：目前十八頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點

變換后可得帶電荷放大的海上檢波器的傳遞函數(shù)為：

變壓器耦合海上檢波器阻抗匹配較好.

但是盡管帶電荷放大器的海上檢波器比變壓器耦合式海上檢波器容易接受串音干擾，但它沒有因為變壓器接受干擾而產(chǎn)生噪聲，而且便于在勘探船上測試整個電路，因此在海上勘探中得到廣泛的應用。目前十九頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點第三節(jié)渦流式地震檢波器

慣性部件和固定在機殼里的永久磁場做相對運動產(chǎn)生渦流，渦流又使固定在機殼里的線圈感應出電流，根據(jù)這一原理制成渦流檢波器。目前二十頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點一、渦流檢波器的傳遞函數(shù)渦流檢波器的運動方程為：傳遞函數(shù)為：振幅特性為：相位特性為：目前二十一頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點二、渦流式地震檢波器的主要技術指標（見課本）目前二十二頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點作業(yè)1.獨立分析壓電式檢波器的工作原理。2.渦流檢波器工作原理分析，并了解它與電動式檢波器相比較有哪些優(yōu)缺點？

結論：渦流檢波器能提升高頻信號，但它的靈敏度與常規(guī)檢波器的靈敏度相比較太低，大約低50倍左右。目前二十三頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點四、地震檢波器的分類

從使用環(huán)境分有：陸上檢波器沼澤檢波器海上檢波器從工作原理分有：動圈式檢波器（常規(guī)檢波器和超級檢波器）壓電檢波器數(shù)字傳感器(數(shù)字檢波器)

按輸出信號所跟蹤的物理量分有：速度檢波器加速度檢波器壓力檢波器目前二十四頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點陸上地震檢波器

（動圈式速度檢波器）目前二十五頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點檢波器的埋置目前二十六頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點

檢波器組合——檢波器串目前二十七頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點目前二十八頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點檢波器組合的連接方式目前二十九頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點渦流檢波器（加速度檢波器）目前三十頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點壓電檢波器目前三十一頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點HYD-1型壓電檢波器

HYD-1型壓電檢波器是一種壓電傳感器，它具有體積小、密封性能好、靈敏度高等特點。水下工作深度1米—35米，可以和美國2512型壓電檢波器互換使用?？捎糜诤Ｑ?、水庫、河流等水域地震勘探。目前三十二頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點壓電檢波器在水中的使用目前三十三頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點壓電檢波器用于海上勘探目前三十四頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點超級檢波器超級檢波器的原理和結構與電磁感應式檢波器完全一致，區(qū)別主要在于檢波器的制造工藝和器件材料，實質上，超級檢波器就是傳統(tǒng)檢波器的改進型。

目前三十五頁\總數(shù)三十八頁\編于十九點數(shù)字檢波器數(shù)字檢波器的核心是MEMS(MicroElectroMechanicalSystem，即(微電子機械系統(tǒng))技術，這種技術就是以硅材料為基底，采用微機械加工工藝和IC工藝加工出差動電容式微機械加速度計。這種加速度計(數(shù)字檢波器)是集微型傳感器、執(zhí)行器、信號處理器以及控制電路、接口電路、通信電路和電源為一體的微型機電系統(tǒng)。目前三十