專利名稱：壓電檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬石油地震勘探地震波接收裝置，具體地說，是一種壓電檢波器。
背景技術(shù)：
壓電檢波器是水域地震勘探采集的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前，用于海底電纜(OBC)采集的深水(工作水深100米)壓電檢波器制造技術(shù)一直被西方幾家公司壟斷，國內(nèi)沒有相應(yīng)的成型產(chǎn)品，多年來一直依賴進(jìn)口，以滿足水域地震采集的需要。
國內(nèi)現(xiàn)有的壓電檢波器共鳴腔體的基板上只有一個(gè)壓電傳感器，在一點(diǎn)上獲得的信息量較少，參數(shù)的平均值不穩(wěn)定，測量的準(zhǔn)確度低。而且，由于壓電傳感器呈非對(duì)稱式分布和基板薄，一般只有0.3mm，抗壓能力低，不適合在深水中工作，一般水深在30米左右。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于OBC采集的深水壓電檢波器，從而可以有效的滿足1.5-100米水深的OBC地震采集的需要。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括共鳴腔體1、阻抗匹配器2、阻抗匹配器固定支架3、鎖線器4、外殼5、外部連接電纜6、共鳴腔體環(huán)形支架7、基板8，在外殼5的一端設(shè)有共鳴腔體1，在共鳴腔體1的端部連接有阻抗匹配器2和鎖線器4，阻抗匹配器2固定在匹配器固定支架3上，鎖線器4與外部連接電纜6連接，在基板8上裝有壓電傳感器9，在外殼5內(nèi)部各部件的縫隙之間設(shè)置有填充物，基板8和環(huán)形支架7之間密封。
共鳴腔體1由環(huán)形支架7和分別位于環(huán)形支架兩側(cè)的基板8組成。
共鳴腔體1是一個(gè)以上，兩個(gè)共鳴腔體1平行對(duì)稱放置。
基板8的厚度為0.5～1.2mm。
所述阻抗匹配器2由初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心組成，初級(jí)線圈與共鳴腔體1的壓電傳感器連接，次級(jí)線圈通過鎖線器4與外部連接電纜6連接。
位于同一基板8上的兩個(gè)壓電傳感器9串聯(lián)，位于不同基板8上的壓電傳感器9并聯(lián)。
本實(shí)用新型壓電檢波器具有下述優(yōu)點(diǎn)1、由于同一基板的兩側(cè)均有壓電傳感器，所獲得的信息量多，參數(shù)的平均值穩(wěn)定。
2、由于壓電傳感器對(duì)稱分布，且基板厚度增加，抗壓能力強(qiáng)，提高了壓電檢波器深水條件下工作的穩(wěn)定性，適應(yīng)更深的水深要求。
3、本項(xiàng)目研制的新型壓電檢波器，在選擇適合的壓電陶瓷材料、基板材料和檢波器芯體材料的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展了共鳴腔體設(shè)計(jì)，將非對(duì)稱改成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使兩極板共用同一個(gè)共鳴腔，從而解決了壓電陶瓷在深水中無法正常工作的問題，該壓電檢波器最大工作壓力為1Mpa，相當(dāng)于100米水深。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢測，在頻率測試點(diǎn)31.5Hz處，壓力從0.01Mpa變化到1.0Mpa時(shí)(相當(dāng)于水深由1米到100米)，壓電檢波器響應(yīng)由-196.1dB變化到-199.0dB，變化范圍為±0.3％，變化平穩(wěn)；當(dāng)壓力為1.0Mpa時(shí)(相當(dāng)于100米水深)，頻率從31.5Hz變化到630.0Hz時(shí)，壓電檢波器響應(yīng)由-196.1dB變化到-199.0dB，變化范圍為±0.5％，變化平穩(wěn)。經(jīng)野外應(yīng)用測試，新研制的壓電檢波器均達(dá)到了設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。


圖1為本實(shí)用新型的上半部分結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型壓下半部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，共鳴腔體1由環(huán)形支架7和分別位于環(huán)形支架兩側(cè)的基板8組成，在同一基板的兩側(cè)分別設(shè)置有壓電傳感器9，位于同一基板上的兩個(gè)壓電傳感器串聯(lián)，位于不同基板上的壓電傳感器并聯(lián)。在外殼內(nèi)部各部件的縫隙之間設(shè)置有填充物，基板和環(huán)形支架之間密封。
如圖1所示，在外殼5的一端設(shè)置有共鳴腔體1，在共鳴腔體1的端部連接有阻抗匹配器2和鎖線器4，阻抗匹配器2固定在匹配器固定支架3上，鎖線器4與外部連接電纜6連接。
根據(jù)需要共鳴腔體1可以是兩個(gè)，兩個(gè)共鳴腔體1平行對(duì)稱放置。為了增加抗壓能力，基板8的厚度增加為0.5～1.2mm。
在共鳴腔體1的端部連接有阻抗匹配器2和鎖線器4，阻抗匹配器2固定在匹配器支架3上，阻抗匹配器2用于傳感器的阻抗與接收儀器的阻抗進(jìn)行匹配，以得到適當(dāng)強(qiáng)度的電信號(hào)。阻抗匹配器主要由初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心組成，初級(jí)線圈與共鳴腔體的壓電傳感器連接，次級(jí)線圈通過鎖線器與外部電纜6連接。
壓電檢波器共鳴腔體1的設(shè)計(jì)及相應(yīng)器件的連接(1)設(shè)計(jì)對(duì)稱共鳴腔體1，使得壓電檢波器在水下工作時(shí)，來自不同方向水的壓力作用在壓電陶瓷片上的壓力相同，提高壓電檢波器深水條件下工作的穩(wěn)定性，適應(yīng)更深的水深要求；(2)對(duì)稱共鳴腔體1設(shè)置在檢波器外殼5的下端，共鳴腔體1端部連接有用于傳感器的阻抗與接收儀器的阻抗相匹配的阻抗匹配器2；(3)阻抗匹配器2通過鎖線器4與外部連接電纜6連接，外殼5內(nèi)部各部件的縫隙之間設(shè)置有填充物，共鳴腔1體由環(huán)形支架7和分別位于環(huán)形支架7兩側(cè)的基板8組成，在同一基板8的兩側(cè)分別設(shè)置有壓電傳感器；(4)位于同一基板8上的兩個(gè)電壓傳感器9串聯(lián)，位于不同基板8上的壓電傳感器9并聯(lián)。
權(quán)利要求1.一種壓電檢波器，包括共鳴腔體(1)、阻抗匹配器(2)、阻抗匹配器固定支架(3)、鎖線器(4)、外殼(5)、外部連接電纜(6)、共鳴腔體環(huán)形支架(7)、基板(8)，其特征在于在外殼(5)的一端設(shè)有共鳴腔體(1)，在共鳴腔體(1)的端部連接有阻抗匹配器(2)和鎖線器(4)，阻抗匹配器(2)固定在匹配器固定支架(3)上，鎖線器(4)與外部連接電纜(6)連接，在基板(8)上裝有壓電傳感器(9)，在外殼(5)內(nèi)部各部件的縫隙之間設(shè)有填充物，基板(8)和環(huán)形支架(7)之間密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電檢波器，其特征在于共鳴腔體(1)由環(huán)形支架(7)和分別位于環(huán)形支架(7)兩側(cè)的基板(8)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電檢波器，其特征在于共鳴腔體(1)是一個(gè)以上，共鳴腔體(1)平行對(duì)稱放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電檢波器，其特征在于基板(8)的厚度為0.5～1.2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電檢波器，其特征在于所述阻抗匹配器(2)由初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心組成，初級(jí)線圈與共鳴腔體(1)的壓電傳感器(9)連接，次級(jí)線圈通過鎖線器(4)與外部連接電纜(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電檢波器，其特征在于位于同一基板(8)上的兩個(gè)壓電傳感器(9)串聯(lián)，位于不同基板(8)上的壓電傳感器(9)并聯(lián)。
專利摘要一種用于石油地震勘探地震波接收的壓電檢波器，包括共鳴腔體1、阻抗匹配器2、鎖線器4、基板8等，在外殼5的一端設(shè)有共鳴腔體1，在共鳴腔體1的端部連接有阻抗匹配器2和鎖線器4，阻抗匹配器2固定在匹配器固定支架3上，鎖線器4與外部連接電纜6連接，在基板8上裝有壓電傳感器9，由于同一基板的兩側(cè)均有壓電傳感器，所獲得的信息量多，參數(shù)的平均值穩(wěn)定，由于壓電傳感器對(duì)稱分布，且基板厚度增加，抗壓能力強(qiáng)，提高了壓電檢波器深水條件下工作的穩(wěn)定性，適應(yīng)更深的水深要求。
文檔編號(hào)G01V1/18GK2793751SQ200520018719
公開日2006年7月5日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者全海燕, 王紅軍, 趙建明 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司