地震仪器基础检波器.ppt

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1、地震仪器检波器基础目录地震信号（幅度、频率）在仪器系统中的传播及变化仪器完好性及仪器指标的意义地震仪器的功能块及主要器件的比较和检修的开发传感器的物理基础与应用“教材”给传感器下的定义是：“能将能感受到的物理量（如力，热，光，声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件。”这就是说，传感器是属于具有功能转换的元件。一、热电传感器热电传感器利用元件的电参量（电阻或电势）随温度变化的特性来测量温度。其中将温度转换成电势变化的称为热电偶传感器。将温度转换为电阻变化的称为热电阻和热敏电阻传感器。热电阻传感器一般利

2、用纯金属（如铂铜铁镍等）具有正电阻温度系数（PTC）的特性制成的。热敏电阻利用半导体材料制成。半导体比金属具有更大的电阻温度系数。半导体热敏电阻又可分为正电阻温度系数（PTC），负电阻系数（NTC），临界电阻温度系数（CTR）等几种。PTC热敏电阻一般用BaTiO3（钛酸钡）系列材料制成。当温度超过某一定值时，其电阻值快速增长。主要用于各种电器设备的过热保护，发热源的定温控制（如电热蚊香的发热元件）和用作限流元件。还可用于彩电消磁。CTR热敏电阻利用V03（氧化钒）系列材料制作。具有在某个温度值上电阻能急剧变化

3、从而用作温度开关。NTC热敏电阻应用广泛。它是一种氧化物的复合烧结体。随着温度的升高，其电阻率反而减小。NTC热敏电阻主要用于低温范围（－100℃～300℃）的温度控制在稳定工作状态下，热敏电阻除了可用来测量温度外，还可用来测量和控制流体的流速和介质密度等。二、光电传感器教材中说：“光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号”。光敏电阻也是一种半导体材料，其物理特性使光的照射能使电阻明显减小（或者说其电阻明显增大）。有一种CdS光敏电阻照亮时电阻可小于2kΩ，无光照射时其电阻可大于4MΩ，而两者相差2000多

4、倍。光敏电阻的一个重要特性是存在一定的光波波限λ0，超过λ0的光波即使光很强，其电阻值也并不明显下降。可见，只有能量大于hv0＝hc／λ0的光子才能在光敏电阻中产生电子──空穴对，这是光电效应基本原理的又一重要应用。光电传感器作为光控开关。三、其他种类传感器还有电阻应变式传感器，电容式传感器，变磁阻式传感器，磁电式传感器，压电式压磁式传感器，霍尔传感器等，这些传感器都可以单独的传感器或几种传感器元件的组合，将许多非电学量（如压力，压强，位移，速度，加速度等力学量以及温度等）转换成电阻，电感，电容等电学量的变化，

5、从而检测出电压，电流等易测信号加以处理和显示。电阻式传感器是由电阻应变片和弹性敏感元件组合起来的传感器。将电阻应变片粘贴在各种弹性敏感元件上，当弹性敏感元件受到外力，力矩，压力，位移，加速度等各种力学参数作用时，弹性敏感元件将产生位移，转角，应力和应变。电阻应变片则将这些力学参数转换成电阻的变化。还需要把电阻的变化转换成电压或电流的变化。完成这种转换功能的电路常采用直流或交流电桥。气敏传感器用于检测各种气体的成份。。上世纪60年代，利用金属氧化物半导体研制出可燃气体传感器，以及发现在气敏元件中加人少量催化金属，

6、可以大大改进气敏传感器元件性能转速传感器----就是旋转编码器，将转速转换成脉冲波（5VDC)送入PLC或其它处理器进行处理。电流传感器----就是电流变送器，将0-5A或更大的电流信号转换成4——20mA或0——20mA的标准控制信号给处理器。电压传感器----就是电压变送器，将0——100V或更大的电压信号转换成0——10V的标准控制信号给处理器。振动传感器----检测机械设备的振动，进行线性输出或继电器输出。霍尔传感器----就是电感式的接近开关，采用霍尔原理。检测距离不会超过10mm。输出信号一

7、般都是直流三线制的PNP或NPN输出。缸压传感器——就是压力传感器，可以输出继电器信号也可以是线性信号。空气流量传感器——可以输出继电器信号或电压、电流的线性信号。氧传感器——节气门位置传感器温度传感器——这个一般都是线性的电压输出。并且要配合温控器使用检波器常规反射地震勘探中接收的地震有效波的频率范围一般在0～300Hz之间,并要求传感器在此频率范围内对振动的响应包括相位和振幅响应是线性、稳定的。对地震波而言,大地是一个非线性系统,一般是频率越高地震波的能量就衰减越快,这就使到达检波器的高频振动信号要

8、比低频振动信号小得多,要采用更多的叠加次数才能有效突出高频弱小反射信号。为此就产生了一种幅度频率特性与大地相反的检波器,以便补偿大地对高频弱小信号衰减的能量,这就要加速度检波器。地震勘探中实际的地震信号可以从μV级到1V以上，其动态范围大于120dB。目前仪器记录动态范围已达120dB以上。然而仪器所能记录的信号，必定是检波器所能响应的地震信号。通过仪器所记录下来的地震信号的动态范围，