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近年来,微动监测和深部地震探测已成为低频地震探测的研究热点和难点。目前应用于低频探测的地震检波器主要依赖于进口,且价格昂贵、体积庞大、安装过程复杂,不利于大型地震探测工程的建设及施工。由于材料技术及加工技术的限制,通过改变检波器自身的结构不能有效地降低检波器的自然频率。因此,在不改变检波器机械结构的前提下,合理地选择低频补偿方案,设计出适用于大型地震探测的低频检波器具有深远的现实意义。动圈式速度型地震检波器具有以下优点:具有较低的输出阻抗和较高的信噪比,接口简单,使用方便;内部无产生摩擦的活动元件,检波器灵活性较好,可以测量微小振幅的振动信号;输出电压信号与振动速度成正比,具有较低的使用频段,为研制更低自然频率的检波器提供了可能。本文以动圈式速度检波器作为研究对象,进行低频特性补偿以及检波器特性参数的标定方法研究。在深入分析了检波器的结构及工作原理的基础上,建立检波器的动力学模型,并推导出传递函数,从而得出检波器的频率特性曲线。最后着重介绍了检波器的几个重要的特性参数及其测试方法。检波器的动力学模型及其传递函数是低频检波器设计及标定的理论基础,模型建立的正确性是全文研究工作的前提。常用的地震检波器低频拓展方式主要有以下几种:改变检波器的机械结构、并接伺服补偿环节、串接补偿环节、利用力平衡反馈技术以及改变检波器的换能方式等。其中,零极点串联补偿法依据原系统的传递函数和设计目标,得到补偿网络的传递函数,在设计过程中可以根据要求选择阻尼比和截止频率。零极点补偿可以在保留原系统良好性能的基础上,达到拓宽检波器频带下限的目的,因而是一种相对理想的补偿方案。本文通过分析动圈式速度检波器的传递函数,并结合设计目标,得到补偿网络的传递函数。根据传递函数设计数字补偿网络和模拟补偿网络,并分别进行了仿真和测试。仿真及测试结果表明,补偿网络的频率特性满足设计要求,达到拓宽检波器带宽的目的。地震检波器作为地震信号接收和采集系统的最前端设备,其特性参数的精度直接影响地震数据采集结果的精度。因此,在进行地震勘探之前对检波器进行测试标定,是保证整个地震采集系统可靠性和精确度的关键,是地震勘探必不可少的环节。本文在分析比较了几种常用检波器测试方法优劣的基础上,以重庆地质仪器厂60Hz和2Hz检波器为待测目标,设计了测试实验,验证了正弦扫频电激励法的可行性和精确度。测试结果进一步证明了检波器动力学模型的正确性。针对本文设计的低频检波器,提出低频检波器测试标定的阻抗测量法,并设计联合标定实验,对所设计的低频检波器进行测试标定。阻抗测量法的测试结果表明,提出的低频检波器阻抗测量法具有可行性和高精度,进而证明本文基于零极点补偿法设计的低频检波器满足设计指标,在保证灵敏度和阻尼比不变的基础上,达到将2Hz检波器的自然频率降至0.2Hz的目的。