提高地震检波器失真度测试精度的研究
发布时间：2022-01-17 16:45
地震检波器是矿产勘探的重要组成部分,其性能直接决定着矿产勘探的结果,因此,高性能地震检波器在矿产勘探中尤为重要。目前,国内外地震检波器生产企业开发出多种类型检波器,而市场现存地震检波器测试仪主要存在以下问题。第一,一台测试仪不能实现对大阻尼地震检波器和小阻尼地震检波器失真度分别进行测试;第二,检波器失真度参数测试精度还不够精确。因此,研制一台高精度检波器失真度测试仪来筛选出优良的检波器很有必要性。为此,本文进行下列研究工作并取得了阶段性成果。第一,完成数学模型的建立,分析提高地震检波器失真度测试精度的测试方法,探究提高检波器失真度测试精度可行性方案分析,采用差分技术实现对检波器失真度测试的控制电路系统进行设计。第二,完成了对检波器失真度测试仪核心外围电路设计,包括激励源模块、数据采集模块、串行通信接口电路以及独立电源模块;该测试仪信号激励源采用24位D/A转换芯片DAC1282,该芯片可产生幅值及幅值频率均可变的低失真正弦信号;数据采集电路使用32位A/D转换芯片ADS1282进行数据采集,采用串行口与上位机进行通信。第三,完成上位机和下位机程序的设计和调试。上位机主要是失真度的算法以...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１地震资源勘探示意图??－
?天津科技大学硕士学位论文???■卜二」??Ｉ?ｓＣｓ＾ｊ??（ａ）?（ｂ）??图１－３国内检波器测试仪??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｏｍｅｓｔｉｃ?ｇｅｏｐｈｏｎｅ?ｔｅｓｔｅｒ??本课题主要是提高地震检波器失真度测试精度研究，其中，所设计的新型提高检??波器失真度测试仪主要优点如下：①检波器失真度测试仪高精度，髙稳定性，便携性??较好，同时能够满足复杂外界环境，同时弥补传统检波器测试仪对检波器失真度测量??时精度不够，对于检波器来说，它的非谐波失真度是采集信息准确度的关键，只有精??度合格才能有助于我们挑选优良地震检波器，提高资源勘探中的准确性以及对勘探效??率进行较大提升；②传统检波器测试仪不仅对失真度测试不精确，而且体积大，功耗??也大，非常不利于野外复杂环境持久工作，本设计采用的芯片均具有高精度，环境适??用性强的低功耗芯片？，激励源以及信号处理和信号采集采用低功耗、高精度、低失真??的芯片，使整个控制电路功耗低，以便于野外持续工作；③本课题采用差分技术进行??设计，弥补传统电路不足，使系统稳定，硬件电路产生的噪声极小，弥补了传统检波??器测试仪中硬件电路设计不合理造成的噪声过大：④国外的提高地震检波器失真度测??试精度硬件电路复杂，维修不便，不便于工人操作，而且价格高昂；⑤能够实现对大??阻尼检波器和小阻尼地震检波器的失真度参数进行测试。??１．３地震检波器失真度测试的研究方向??１．３．１基于单片机设计的地震检波器失真度测试概述??目前，国内外在测试仪研发上，嵌入式技术的应用是地震检波器失真度测试技术??使用较多，另外就是以单片机为核心的控制芯片也应用于地震检波器失真度测试中；??但是嵌入式技
?天津科技大学硕士学位论文???壳体引线??弹簧片—磁铁??ｊＭＵｒｆｔ??／ＩＥ?ＥｍｎＥＥｒｙ——＠铁??Ｖ／／／／／／／Ａ??图２－１动圈式地展检波器内部结构图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍｏｖｉｎｇ?ｃｏｉｌ?ｇｅｏｐｈｏｎｅ??本课题所研究的动圈式地震检波器，它的性能指标分为：失真度、灵敏度、自然??频率、阻尼系数、直流阻抗、假频等参数：上述参数中失真度参数是本课题所研宂的??主要参数，该参数是衡量地震检波器是否优良的重要参数之一，也是较难进行高精度??测量的参数｜２６］。在现行勘探技术中，筛选出优良检波器是勘探信息准确性的基础，也??是影响勘探结果的重要一环，设计出一种能够对地震检波器失真度做出高精度测量的??仪器是非常有必要的，本设计主要对地震检波器的非线性失真进行研究分析也显得颇??为重要和迫在眉睫。??根据动圈式地震检波器的工作原理以及结构特点，对地震检波器的数学模型进行??了分析，设计出如图２－２所示运动模型，通过该模型来设计检波器失真度测试方法。??＇／＂／，／／／／／／／／??Ｉ??多?Ａ．?＼－＝－ｒ＾ｉ??１?－?４ｆｔ－??????７??图２－２检波器运动模型结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｍｏｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｅｏｐｈｏｎｅ??Ｘ一一线圈相对磁铁的位移：??Ｙ?质量体运动位移；??Ｚ?检波器外壳运动位移。??少值是确定质量体与检波器的外壳之间相对位置发生变化的大小，当检波器的外??壳向下运动的时候（ｘ＜０），检波器线圈产生电动势Ｅ小于零；当检波器外壳向上运??１３?
【参考文献】：
期刊论文
[1]串行通信侦错技术研究[J]. 刘青正,庞晓明. 福建电脑. 2018(09)
[2]中国与俄罗斯石油贸易发展现状及影响因素研究[J]. 赵子毅. 化工管理. 2018(25)
[3]我国石油钻井技术现状及发展趋势[J]. 王小雷,苗磊. 化工设计通讯. 2018(08)
[4]计算机与单片机的串行通信技术探究[J]. 杨波. 信息记录材料. 2018(07)
[5]物联网的震动传感器检测系统设计[J]. 杨楠,金亚玲. 数码世界. 2018(07)
[6]常规动圈式地震检波器测试现状及漏洞分析[J]. 刘岩. 电子测试. 2018(08)
[7]一种井下检波器测试仪的设计[J]. 郭磊. 电子测试. 2018(06)
[8]低频检波器频谱补偿算法建模及仿真[J]. 邢雪峰,孙丹,陈玉达,徐洋,林君. 地球物理学报. 2017(11)
[9]一种用于MEMS加速度传感器的低功耗低噪声全差分电路[J]. 张航,金湘亮,杨柳. 电子元件与材料. 2017(11)
[10]计算机单片机串行通信技术研究[J]. 房悦. 时代农机. 2017(10)
博士论文
[1]“一带一路”背景下中国与沿线国家能源合作问题研究[D]. 朱雄关.云南大学 2016
[2]现有技术条件下松辽盆地北部地区地震勘探分辨率潜力研究[D]. 李桂林.中国地质大学（北京） 2006
硕士论文
[1]检波器测试仪的设计[D]. 郭磊.西南科技大学 2018
[2]动圈式地震检波器频带特性分析[D]. 王启发.吉林大学 2017
[3]低频压电检波器的研究[D]. 李猛.东北石油大学 2017
[4]隧道超前预报检波器频率特性测试与校正技术[D]. 王小兵.重庆大学 2016
[5]交直流同时探测的模拟光电探测器的研制和信号复原[D]. 邱敏.北京交通大学 2015
[6]基于FPGA的动圈检波器参数测试仪的设计与实现[D]. 童声群.中国科学技术大学 2015
[7]地震检波器测试仪的研制[D]. 岳春雷.西安石油大学 2014
[8]地震检波器测试仪电路设计[D]. 张铭存.西安石油大学 2014
[9]地震检波器校准若干方法问题的研究[D]. 戴坤鹏.浙江大学 2013
[10]磁电式地震检波器动态特性测试方法研究[D]. 张奇文.大庆石油学院 2008
本文编号：3595080
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１地震资源勘探示意图??－
?天津科技大学硕士学位论文???■卜二」??Ｉ?ｓＣｓ＾ｊ??（ａ）?（ｂ）??图１－３国内检波器测试仪??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｏｍｅｓｔｉｃ?ｇｅｏｐｈｏｎｅ?ｔｅｓｔｅｒ??本课题主要是提高地震检波器失真度测试精度研究，其中，所设计的新型提高检??波器失真度测试仪主要优点如下：①检波器失真度测试仪高精度，髙稳定性，便携性??较好，同时能够满足复杂外界环境，同时弥补传统检波器测试仪对检波器失真度测量??时精度不够，对于检波器来说，它的非谐波失真度是采集信息准确度的关键，只有精??度合格才能有助于我们挑选优良地震检波器，提高资源勘探中的准确性以及对勘探效??率进行较大提升；②传统检波器测试仪不仅对失真度测试不精确，而且体积大，功耗??也大，非常不利于野外复杂环境持久工作，本设计采用的芯片均具有高精度，环境适??用性强的低功耗芯片？，激励源以及信号处理和信号采集采用低功耗、高精度、低失真??的芯片，使整个控制电路功耗低，以便于野外持续工作；③本课题采用差分技术进行??设计，弥补传统电路不足，使系统稳定，硬件电路产生的噪声极小，弥补了传统检波??器测试仪中硬件电路设计不合理造成的噪声过大：④国外的提高地震检波器失真度测??试精度硬件电路复杂，维修不便，不便于工人操作，而且价格高昂；⑤能够实现对大??阻尼检波器和小阻尼地震检波器的失真度参数进行测试。??１．３地震检波器失真度测试的研究方向??１．３．１基于单片机设计的地震检波器失真度测试概述??目前，国内外在测试仪研发上，嵌入式技术的应用是地震检波器失真度测试技术??使用较多，另外就是以单片机为核心的控制芯片也应用于地震检波器失真度测试中；??但是嵌入式技
?天津科技大学硕士学位论文???壳体引线??弹簧片—磁铁??ｊＭＵｒｆｔ??／ＩＥ?ＥｍｎＥＥｒｙ——＠铁??Ｖ／／／／／／／Ａ??图２－１动圈式地展检波器内部结构图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍｏｖｉｎｇ?ｃｏｉｌ?ｇｅｏｐｈｏｎｅ??本课题所研究的动圈式地震检波器，它的性能指标分为：失真度、灵敏度、自然??频率、阻尼系数、直流阻抗、假频等参数：上述参数中失真度参数是本课题所研宂的??主要参数，该参数是衡量地震检波器是否优良的重要参数之一，也是较难进行高精度??测量的参数｜２６］。在现行勘探技术中，筛选出优良检波器是勘探信息准确性的基础，也??是影响勘探结果的重要一环，设计出一种能够对地震检波器失真度做出高精度测量的??仪器是非常有必要的，本设计主要对地震检波器的非线性失真进行研究分析也显得颇??为重要和迫在眉睫。??根据动圈式地震检波器的工作原理以及结构特点，对地震检波器的数学模型进行??了分析，设计出如图２－２所示运动模型，通过该模型来设计检波器失真度测试方法。??＇／＂／，／／／／／／／／??Ｉ??多?Ａ．?＼－＝－ｒ＾ｉ??１?－?４ｆｔ－??????７??图２－２检波器运动模型结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｍｏｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｅｏｐｈｏｎｅ??Ｘ一一线圈相对磁铁的位移：??Ｙ?质量体运动位移；??Ｚ?检波器外壳运动位移。??少值是确定质量体与检波器的外壳之间相对位置发生变化的大小，当检波器的外??壳向下运动的时候（ｘ＜０），检波器线圈产生电动势Ｅ小于零；当检波器外壳向上运??１３?
【参考文献】：
期刊论文
[1]串行通信侦错技术研究[J]. 刘青正,庞晓明. 福建电脑. 2018(09)
[2]中国与俄罗斯石油贸易发展现状及影响因素研究[J]. 赵子毅. 化工管理. 2018(25)
[3]我国石油钻井技术现状及发展趋势[J]. 王小雷,苗磊. 化工设计通讯. 2018(08)
[4]计算机与单片机的串行通信技术探究[J]. 杨波. 信息记录材料. 2018(07)
[5]物联网的震动传感器检测系统设计[J]. 杨楠,金亚玲. 数码世界. 2018(07)
[6]常规动圈式地震检波器测试现状及漏洞分析[J]. 刘岩. 电子测试. 2018(08)
[7]一种井下检波器测试仪的设计[J]. 郭磊. 电子测试. 2018(06)
[8]低频检波器频谱补偿算法建模及仿真[J]. 邢雪峰,孙丹,陈玉达,徐洋,林君. 地球物理学报. 2017(11)
[9]一种用于MEMS加速度传感器的低功耗低噪声全差分电路[J]. 张航,金湘亮,杨柳. 电子元件与材料. 2017(11)
[10]计算机单片机串行通信技术研究[J]. 房悦. 时代农机. 2017(10)
博士论文
[1]“一带一路”背景下中国与沿线国家能源合作问题研究[D]. 朱雄关.云南大学 2016
[2]现有技术条件下松辽盆地北部地区地震勘探分辨率潜力研究[D]. 李桂林.中国地质大学（北京） 2006
硕士论文
[1]检波器测试仪的设计[D]. 郭磊.西南科技大学 2018
[2]动圈式地震检波器频带特性分析[D]. 王启发.吉林大学 2017
[3]低频压电检波器的研究[D]. 李猛.东北石油大学 2017
[4]隧道超前预报检波器频率特性测试与校正技术[D]. 王小兵.重庆大学 2016
[5]交直流同时探测的模拟光电探测器的研制和信号复原[D]. 邱敏.北京交通大学 2015
[6]基于FPGA的动圈检波器参数测试仪的设计与实现[D]. 童声群.中国科学技术大学 2015
[7]地震检波器测试仪的研制[D]. 岳春雷.西安石油大学 2014
[8]地震检波器测试仪电路设计[D]. 张铭存.西安石油大学 2014
[9]地震检波器校准若干方法问题的研究[D]. 戴坤鹏.浙江大学 2013
[10]磁电式地震检波器动态特性测试方法研究[D]. 张奇文.大庆石油学院 2008
本文编号：3595080
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