【摘 要】
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地震检波器是接收从不同地层反射地震波信号的重要地震勘探仪器。由于仪器数字化的高速发展,记录仪器储存信号的动态范围已达130dB,而传统检波器检测信号的动态范围仅60dB,制
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地震检波器是接收从不同地层反射地震波信号的重要地震勘探仪器。由于仪器数字化的高速发展,记录仪器储存信号的动态范围已达130dB,而传统检波器检测信号的动态范围仅60dB,制约了地震勘探技术的进步。目前各种地震检波器逐渐向高灵敏度、高分辨率、频带宽、抗干扰能力强等方向发展,亟待研究和开发新型的检波器。光纤Bragg光栅检波器正是适应这一需要而开发的一种新型地震检波器。 为使检波器在固有频率保持较高的情况下,检测灵敏度最高,以有限元分析软件ANSYS为平台,对四种类型的检波器振子尺寸进行优化处理。对优化后振子模型进行模态分析,提取出4种振子模型的前6阶固有频率以及振形,得知每种振子一阶固有频率与二阶以及高阶固有频率均相差较大,且一阶振形都沿z轴上下振动。在谐响应分析中,对4种振子模型在0～3000Hz内施加周期正弦载荷扫描,振子模型在一阶固有频率处均发生共振。在瞬态分析中,对振子施加不同方向的瞬态激励,贴片式梁和拉丝式梁检波器x、y向响应各有不同,但z向响应都为振荡形,即瞬态信号在快速衰减后再次增大,使检波器在检测信号时避免了信号的重叠。 为验证模拟数据的正确性,设计振动检测系统。通过试验发现,试验结果与模拟分析结果一致,最后优化得到的Ⅰ型、Ⅳ型检波器灵敏度分别达1.25×10-7m/g、1.92×10-7m/g,可以满足新型光纤Bragg光栅检波器的要求。
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