摘要：地球物理勘探儀器是融合了先進的傳感、電子、計算機、數據傳輸和通訊等技術融合為一體的設備系統。由于當今地震勘探精度要求高，從而要求勘探儀器在信噪比，動態范圍，保真度等指標上具有很好的性能。地震檢波器，目前主要是模擬地震檢波器,它作為地震勘探儀器的重要組成部分，其性能和指標的好壞直接影響到地震數據質量的高低。理論上指標越嚴格越好，但是由于其指標中的漏電和噪音項受到外界影響較大，會導致指標控制越嚴格，生產進度越慢，所以這兩項標準通常會由甲方與施工方在合同或生產中確定，以平衡生產和質量，主觀性較強，通過對其原理的分析可提供一個合理的的方案協調生產與進度。

　　關鍵詞地震檢波器漏電噪音

　　0引言

　　地震檢波器包括很多種種類，從工作原理上來說主要有電磁感應式，壓電陶瓷式，微電子機械和光柵類檢波器，目前應用最多的是電磁感應式模擬地震檢波器，地震檢波器的主要參數包括自然頻率、阻尼系數、靈敏度、諧波失真等，還包括一般參數直流電阻、阻抗、噪音、漏電、極性等，在實際生產中除了漏電和噪音是需要另做協商規定的，其余指標均有控制標準，所以對漏電和噪音控制的研究對于野外質量控制非常重要，但是每個勘探項目通常要求不同，對于漏電測試在同一地區有得項目漏電可能要求大于0.5MΩ，有的2MΩ，有的要求5MΩ;同樣對于噪音標準有的項目要求低于10μV，有的30μV，有的不限制，只限制大風大雨天施工。這兩項指標常常按照傳統值或個人經驗進行確定。隨著現在處理設備和處理技術的不斷進步，我們應該對這兩個指標進行量化或者提供有效的控制方法，方便施工中的理性控制。

　　1模擬地震檢波器工作原理

　　檢波器是一種將地面振動轉變為電信號的傳感器,或者說是將機械能轉化為電能的能量轉換裝置。工作時埋置于地面，把地震波引起的地面震動轉換成電訊號并通過電纜將電訊號送入地震儀;數字地震儀將接受到電訊號放大、經過模/數轉換器轉換成二進制數據、組織數據、存貯數據。

　　地震檢波器的技術指標主要有直流電阻、阻尼系數、自然頻率、靈敏度、失真度、絕緣電阻、極性等，其中阻尼是指外界作用或系統本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表征;彈性體在不受外力下的振蕩稱為自然振蕩，其對應的頻率即為自然頻率。自然振蕩和有外力下的振蕩不同，若是線性系統，有外力的振蕩其頻率會是外力的頻率。若外力頻率恰好等于自然頻率，其振蕩的振幅會越來越大;靈敏度是指在非常低的輸入信號加到輸入時，檢波器返回有用信息的能力。靈敏度越高，檢波器對信號接收能力越好，地震勘探中檢波器它反映檢波器對地面振動響應的敏感程度。

　　檢波器靈敏度越高其對弱小信號的響應能力就越強,即有利于接收地震勘探中的弱小信號;失真度是指信號系統中全部諧波能量與基波能量之比的平方根值。用一個原始信號與經過系統后的信號作比較，經過系統后信號與原始信號之比，稱之為失真度，其單位為百分比;絕緣電阻即是漏電性能的表征參數，極性是檢波器接收到震動信號后輸出電流的方向，地震勘探行業中規定，檢波器極性規定給檢波器一個向下的激勵脈沖信號，產生一個正跳變信號，即為正極性，反之為負極性。

　　2地震檢波器漏電和噪音測試方法

　　漏電測試用于測量地震道與地面之間的總漏電電阻,檢波器漏電用地震儀器測試采集站的方法是在大地和接地基準之間施加一個電壓。向其內部網絡提供兩個不同的電流電平。將輸入端連接到檢波器道，并測量輸出端的電壓。知道了輸出電壓和電流電平后，系統可計算出檢波器輸入道的漏電電阻值，此測試返回采集單元所發現的漏電電阻，即輸入導線與地面之間的總漏電電阻。

　　檢波器噪聲測試用于測量地震道輸入端的噪聲。將ADC轉換器輸入端連接到地震道輸入端。系統進行一次DFT，并計算出低于3赫茲的噪聲譜功率PowerLT3Hz，用輸出信號的總能量為已知TotalPower，可以計算出檢波器噪聲RMS值。

　　3漏電和噪音的控制分析

　　漏電對檢波器的影響主要是能量，靈敏度和失真度，可以通過一個簡單的等效電路來分析一下漏電對這些指標的影響，漏電相當于給檢波器上并聯一個新的電阻，在工作時候漏電會消耗掉一部分能量，設定檢波器電阻阻值為R0，漏電電阻阻值是R1，由于驅動電壓來自大地震動，是固定的，設總能量為E0，漏電消耗能量為E1則漏電消耗掉能量，漏電電阻值通常是兆歐級別以上的，而檢波器內部電阻值通常只有幾百歐姆，能量損失并不大;對于檢波器的閉路靈敏度來說，G1為漏電影響到的靈敏度，G0為原始靈敏度。

　　以2MΩ漏電，400Ω電阻為例，能量損失和閉路靈敏度約為0.02%，檢波器的靈敏度一般要求誤差在正負2.5%以內，可見輕微漏電對這些參數影響不大，可以忽略。對失真度影響，如果產生的能量全部為諧波能量，則對檢波器失真度影響也為0.02%(其實際值是小于它的，它的能量部分會作用于基波)，以現在地震勘探中應用最廣泛的SG10地震檢波器為例分析，其失真度要求小于0.075%，實際測試中數據均小于0.02%，其結果對數據失真度影響在接受范圍內。如果1兆歐漏電標準的話，影響累計可以達到0.04%，加上設備自身產生的0.02%，最高可帶0.06%，已經很接近臨界值了，存在超限風險。

　　檢波器失真野外測試值

　　檢波器噪音的控制，特別是現在大型3D勘探項目，由于疊加次數很多，在外部噪音比較高時，在近炮點附近接收數據信噪比仍然然很高，最后資料獲取疊加處理后整體數據很好，對其要求逐漸降低，三維高密度勘探除了大噪音情況不能施工，通常沒有具體指標要求;而二維勘探噪音值的控制值應該以所在排列內檢波器接收目的層信號不受嚴重影響時的野外噪音值作為參考標準，該值可以通過室內處理運算或者野外操作員通過噪音單炮噪音實驗取得。

　　4結束語

　　通過分析得知檢波器輕微漏電不會對數據造成重要影響，但是由于破損或潮濕空氣對檢波器內部的腐蝕等作用，會對設備造成越來越大的損壞，另外隨著漏電越來越嚴重也會造成檢波器傳遞能量衰減，靈敏度大幅降低，損壞數據，因此在在野外施工困難，地形復雜時，在其余質量控制指標滿足的情況下，漏電阻值控制在2MΩ可以保證數據精度，又能滿足生產，施工后應當及時挑出漏電的設備進行維修;對于噪音監控來講能夠做到最終數據的保真度要求即可，要求不應過于嚴格。

　　地質勘探論文范文：氣槍震源在西非過渡帶地震勘探項目中的應用

　　參考文獻

　　[1][法]SERCEL公司，428XL_v5_User3.2012

　　[2]羅福龍，易碧金，羅蘭兵，地震檢波器技術及應用，物探裝備，2005，15(1)

　　作者：孔春超