基于压电陶瓷工艺的夹芯式陆地压电检波器的研究及实现
发布时间：2021-11-21 08:54
随着陆上石油气资源,尤其是浅层石油的开采,石油资源日渐减少,人们不得不将目光转向深层次地质或海洋及浅海过渡带。然而,由于近地表松散层的过滤作用,使得来自地层较深处的高频信号到达地表时能量很弱,不易于被现有检波器所接收,单纯地进行多只检波器串并联组合也不能从根本上提升高频信号的采集效果。同时作为在近海过渡带使用的水听器,由于其使用压电材料进行水声信号的接收,与传统使用的动圈式速度检波器有着不一样的工作原理,后续的资料处理结果也会不一样。本论文通过设计压电材料的传感器结构和新型电荷放大器电路,来实现对高频信号的提高,具体主要做了以下几个方面的研究。首先,在介绍了检波器发展现状,介绍了传统产品对勘探高频信号的影响,以及浅滩过渡带速度检波器与水听器混合采集的问题后,提出了本论文所要研究的压电检波器课题。其次,设计了一种电荷放大器、并设计了与之相配合的夹芯式陆地压电检波器及内芯的结构组成。通过比较芯片的参数,确定电荷转换放大电路和微调放大电路的主芯片,同时还进行了去耦电容以及防零漂电容的设计;通过新型压电陶瓷的串联组合和检波器内芯的结构设计,实现了系统较高的电荷输出和电压输出。最后,利用仪器或软...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３电荷放大器电路原理图??
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放既可使用电压范围较宽的单电源供电，也可双电源供电，在推荐的工作条件下，??电源的电流与电源电压没有关系［１７］。其应用范围包括传感放大器、直流增益模块??等运算放大器场合，内部逻辑框图如图２－５所示。??１??０ＵＴ１＇?１?＇：??（?８?；Ｖ〇ｃ??）；；?ｘ??ＩＮ１?（－）！?２??（?７?）?ＯＵＴ２??Ｘ?ｙ?Ｙ??ＩＮ１（＋）；?３?６）?ＩＮ２Ｈ??Ｊ；?ｋ：?Ｘ??ＧＮＤ?４?５?；！Ｎ２（＋）??Ｉ?＿Ｊ??图２－５?ＬＭ２９０４内部逻辑框图??电源模块采用ＤＣ／ＤＣ模块电源，型号为Ａ１２１５ＸＴ－１ＷＲ２。将１Ｎ４００１与ＤＣ／ＤＣ??模块的正电源端串联，为ＤＣ／ＤＣ模块电源提供防保护；在模块电源的正负输出端??分别对电源地并联一个１／＾电容，可以进一步减少输入输出纹波，连接方式如??图２－６所示。??＾?￣?＋Ｉ５Ｖ??）１???Ｊ??１２ＶＯ—＼??－］??—?Ｖ１Ｎ?＋Ｖ?—１??」??１／１?一?ｌｕＦ??Ｄｉｏｄｅ?１Ｎ４（Ｘ）１??－ｐＣｉ?〇ｖ?—＾?－７?１??２．２ｕＦ?—Ｉ！。?—ｉ—??＇、ｌｕＦ?Ｙ??ＯＶＯ?Ｌ—Ｉ—?ＧＮＤ?－Ｖ」???丄??？１５Ｖ??图２－６?ＤＣ／ＤＣ模块电源的连接设计??２．３电荷放大器电路分析??如图２－３所示，由压电晶体Ｕ５产生的微弱电荷信号，经引线直接加到运放??Ｕ２的同相输入端，电阻Ｒ２、Ｒ３与运放Ｕ２形成基本的同相比例放大电路，由电??阻Ｒ３进行反馈，构成负反馈放大电路；同时由电容Ｃ２、电阻Ｒ４与运放Ｕ１组??Ｉ成一个典型的积分运放电路
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油管工程技术进展及展望[J]. 冯耀荣,张冠军,李鹤林. 石油管材与仪器. 2017(01)
[2]动圈式检波器的测试标定方法研究[J]. 张帅帅,林君,张林行,徐立安,孙副津,杜赫然. 中国测试. 2016(04)
[3]高灵敏度低频感应式磁传感器的研制[J]. 张碧勇,许洋铖,张磊,秦伟. 实验室研究与探索. 2015(08)
[4]光纤水听器的研究与设计[J]. 梁博. 科技资讯. 2015(03)
[5]压电地震检波器主要技术参数及其单位换算[J]. 杜克相,潘中印,邵欣,李朝兰,任之,贾建涛. 石油仪器. 2014(02)
[6]数模检波器信号响应的时频分析[J]. 尉佳,刘怀山,崔晓,于静,邱燕. 工程地球物理学报. 2013(06)
[7]一种传感器微弱信号放大电路的设计[J]. 蒋锟林. 电声技术. 2013(11)
[8]陆用压电数字检波器采集效果分析[J]. 杨子龙,刘胜,张志锋,罗晓东,余文科. 石油仪器. 2013(05)
[9]地震仪的发展历史及现状综述[J]. 陈瑛,宋俊磊. 地球物理学进展. 2013(03)
[10]基于Multisim的混沌电路仿真实验[J]. 杜宇上,肖化. 实验室研究与探索. 2013(01)
本文编号：3509184
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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放既可使用电压范围较宽的单电源供电，也可双电源供电，在推荐的工作条件下，??电源的电流与电源电压没有关系［１７］。其应用范围包括传感放大器、直流增益模块??等运算放大器场合，内部逻辑框图如图２－５所示。??１??０ＵＴ１＇?１?＇：??（?８?；Ｖ〇ｃ??）；；?ｘ??ＩＮ１?（－）！?２??（?７?）?ＯＵＴ２??Ｘ?ｙ?Ｙ??ＩＮ１（＋）；?３?６）?ＩＮ２Ｈ??Ｊ；?ｋ：?Ｘ??ＧＮＤ?４?５?；！Ｎ２（＋）??Ｉ?＿Ｊ??图２－５?ＬＭ２９０４内部逻辑框图??电源模块采用ＤＣ／ＤＣ模块电源，型号为Ａ１２１５ＸＴ－１ＷＲ２。将１Ｎ４００１与ＤＣ／ＤＣ??模块的正电源端串联，为ＤＣ／ＤＣ模块电源提供防保护；在模块电源的正负输出端??分别对电源地并联一个１／＾电容，可以进一步减少输入输出纹波，连接方式如??图２－６所示。??＾?￣?＋Ｉ５Ｖ??）１???Ｊ??１２ＶＯ—＼??－］??—?Ｖ１Ｎ?＋Ｖ?—１??」??１／１?一?ｌｕＦ??Ｄｉｏｄｅ?１Ｎ４（Ｘ）１??－ｐＣｉ?〇ｖ?—＾?－７?１??２．２ｕＦ?—Ｉ！。?—ｉ—??＇、ｌｕＦ?Ｙ??ＯＶＯ?Ｌ—Ｉ—?ＧＮＤ?－Ｖ」???丄??？１５Ｖ??图２－６?ＤＣ／ＤＣ模块电源的连接设计??２．３电荷放大器电路分析??如图２－３所示，由压电晶体Ｕ５产生的微弱电荷信号，经引线直接加到运放??Ｕ２的同相输入端，电阻Ｒ２、Ｒ３与运放Ｕ２形成基本的同相比例放大电路，由电??阻Ｒ３进行反馈，构成负反馈放大电路；同时由电容Ｃ２、电阻Ｒ４与运放Ｕ１组??Ｉ成一个典型的积分运放电路
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油管工程技术进展及展望[J]. 冯耀荣,张冠军,李鹤林. 石油管材与仪器. 2017(01)
[2]动圈式检波器的测试标定方法研究[J]. 张帅帅,林君,张林行,徐立安,孙副津,杜赫然. 中国测试. 2016(04)
[3]高灵敏度低频感应式磁传感器的研制[J]. 张碧勇,许洋铖,张磊,秦伟. 实验室研究与探索. 2015(08)
[4]光纤水听器的研究与设计[J]. 梁博. 科技资讯. 2015(03)
[5]压电地震检波器主要技术参数及其单位换算[J]. 杜克相,潘中印,邵欣,李朝兰,任之,贾建涛. 石油仪器. 2014(02)
[6]数模检波器信号响应的时频分析[J]. 尉佳,刘怀山,崔晓,于静,邱燕. 工程地球物理学报. 2013(06)
[7]一种传感器微弱信号放大电路的设计[J]. 蒋锟林. 电声技术. 2013(11)
[8]陆用压电数字检波器采集效果分析[J]. 杨子龙,刘胜,张志锋,罗晓东,余文科. 石油仪器. 2013(05)
[9]地震仪的发展历史及现状综述[J]. 陈瑛,宋俊磊. 地球物理学进展. 2013(03)
[10]基于Multisim的混沌电路仿真实验[J]. 杜宇上,肖化. 实验室研究与探索. 2013(01)
本文编号：3509184
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