專利名稱：光柵地震檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字地震檢波器，尤其是涉及適用與地震勘探儀器配套的振動(dòng)信號(hào)傳感器。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種動(dòng)態(tài)范圍大，靈敏度高的檢波裝置。
本實(shí)用新型的第三個(gè)目的是提供一種工作頻帶寬的檢波裝置。
本實(shí)用新型的第四個(gè)目的是提供一種利用數(shù)字采樣，其結(jié)果可以直接輸出位移與速度，具備雙重能力的檢波裝置。
本實(shí)用新型所述光柵地震檢波器，其特征在于它包括一個(gè)固定在彈性裝置上，僅可做縱向運(yùn)動(dòng)的主光柵和一個(gè)與所述主光柵一同構(gòu)成光柵副的指示光柵，共同形成隨振動(dòng)而產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光柵諧振子；該光柵諧振子置于準(zhǔn)直后光源與光電轉(zhuǎn)換器件之間，并封裝于密封的外殼中。
如上所述的光柵地震檢波器，其特征在于所述彈性裝置可以是一個(gè)對(duì)橫向振動(dòng)干擾有強(qiáng)抑制能力的橫向限振片，所述主光柵通過(guò)支撐架固定于橫向限振片上，指示光柵可固定在光柵位置調(diào)整架上。
如上所述的主光柵為光學(xué)玻璃材料，最優(yōu)參數(shù)為50線/mm或100線/mm，電子細(xì)分采用20-100倍細(xì)分。
如上所述光柵副中主光柵和指示光柵參數(shù)一致，結(jié)構(gòu)尺寸不同，間距為0.02-1mm為最佳。
如上所述橫向限振片可選用彈性較強(qiáng)的鈹青銅材料經(jīng)熱處理制成。
如上所述光源包括白光或單色光源和聚光鏡，光電轉(zhuǎn)換器件可以是光電池、光電管或CCD。
本實(shí)用新型所述光柵地震檢波器，首先將大地震動(dòng)的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成光柵諧振子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生光信號(hào)—莫爾條紋，再將光信號(hào)用光電器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。它與傳統(tǒng)的檢測(cè)裝置相比。
具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本裝置所檢測(cè)的動(dòng)態(tài)信號(hào)為0.1μm-4mm，動(dòng)態(tài)范圍≥90dB，具有檢測(cè)靈敏度高的特點(diǎn)。
2.本裝置工作頻帶達(dá)500HZ。
3.本裝置以條紋計(jì)數(shù)的形式采樣，避免了器件的精度不同，影響檢測(cè)地震波裝置的輸出數(shù)據(jù)質(zhì)量。
4.本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、調(diào)整方便、性能穩(wěn)定，直接輸出數(shù)字信號(hào)，具有位移與速度檢測(cè)的雙重功能。
5.本裝置的能量轉(zhuǎn)換形式是機(jī)—光—電，在整個(gè)工作過(guò)程中不易受外界的強(qiáng)電磁影響，具有抗電磁干擾的能力。
當(dāng)?shù)孛嬲駝?dòng)時(shí)，固定于地面的光柵地震檢波器隨之運(yùn)動(dòng)，其中光柵副產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由它所產(chǎn)生的莫爾條紋信號(hào)的光強(qiáng)將隨光柵副的運(yùn)動(dòng)而作周期性的變化，即該光強(qiáng)度受光柵位移調(diào)制，用光電器件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
即 式中V-光電元件輸出電壓，也就是檢波器輸出電壓；V平均-直流電平，也叫背景電壓；
V幅-信號(hào)波形的峰間電壓(峰峰值)；d-光柵常數(shù)；X-大地震動(dòng)位移，即檢波器輸入量。
即NrOCxd;]]>Nr-莫爾條紋數(shù)目(周期數(shù))；通過(guò)對(duì)莫爾條紋計(jì)算可以直接得出光柵位移值。
由此可見(jiàn)，采用這種機(jī)理實(shí)現(xiàn)的地震檢波器根據(jù)反射地震信號(hào)波動(dòng)的狀態(tài)，可以反映地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)與產(chǎn)狀。經(jīng)計(jì)數(shù)器及光柵常數(shù)的簡(jiǎn)單運(yùn)算處理后，直接以數(shù)字信號(hào)形式輸出，易于實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化和數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化。另外，通過(guò)數(shù)字采樣，可以方便地計(jì)算反射地層信號(hào)的瞬時(shí)位移和速度，這也是目前已有檢波器所不具備的雙重特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種光柵地震檢波器，其特征在于它包括一個(gè)固定在彈性裝置上，僅可做縱向運(yùn)動(dòng)的主光柵和一個(gè)與所述主光柵一同構(gòu)成光柵副的指示光柵，共同形成隨振動(dòng)而產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光柵諧振子；該光柵諧振子置于準(zhǔn)直后光源與光電轉(zhuǎn)換器件之間，并封裝于密封的外殼中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光柵地震檢波器，其特征在于所述彈性裝置可以是一個(gè)對(duì)橫向振動(dòng)干擾有強(qiáng)抑制能力的橫向限振片，所述主光柵通過(guò)支撐架固定于橫向限振片上，指示光柵可固定在光柵位置調(diào)整架上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種光柵地震檢波器，其特征在于所述的主光柵為光學(xué)玻璃材料，最優(yōu)參數(shù)為50線/mm或100線/mm，電子細(xì)分采用20-100倍細(xì)分。
4.如權(quán)利要求1所述的一種光柵地震檢波器，其特征在于所述光柵副中主光柵和指示光柵參數(shù)一致，結(jié)構(gòu)尺寸不同，間距為0.02-1mm為最佳。
5.如權(quán)利要求1所述的一種光柵地震檢波器，其特征在于所述橫向限振片可選用彈性較強(qiáng)的鈹青銅材料經(jīng)熱處理制成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種光柵地震檢波器，其特征在于所述光源包括白光或單色光源和聚光鏡，光電轉(zhuǎn)換器件可以是光電池、光電管或CCD。
專利摘要一種光柵地震檢波器裝置，它包括一個(gè)固在彈性裝置上，僅可做縱向運(yùn)動(dòng)的主光柵和一個(gè)與所述主光柵一同構(gòu)成光柵副的指示光柵共同形成隨振動(dòng)而產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光柵諧振子，該光柵諧振子置于準(zhǔn)直后光源與光電轉(zhuǎn)換器件之間，并封裝于密封的外殼中。本裝置與傳統(tǒng)的檢波裝置相比具有如下優(yōu)點(diǎn)靈敏度高、工作頻帶寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、抗電磁干擾和具有位移與速度檢測(cè)的雙重功能。
文檔編號(hào)G01V1/18GK2526861SQ0126999
公開(kāi)日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月31日
發(fā)明者李淑清, 陶知非, 南忠良, 門(mén)長(zhǎng)峰, 李建良, 付連昆, 陳寧 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)地球物理勘探局