趙會(huì)彥

【摘要】?jī)A斜度測(cè)試是SERCEL儀器檢波器測(cè)試項(xiàng)的一個(gè)重要部分，通過調(diào)查和傾斜度測(cè)試原理分析可以看出：408地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的傾斜度測(cè)試，是檢驗(yàn)儀器包括檢波器、大小傳輸線和放大器等采集設(shè)備對(duì)脈沖信號(hào)的響應(yīng)程度，而并不是通常理解的檢波器直立程度，傾斜度測(cè)試實(shí)際是檢波器脈沖響應(yīng)測(cè)試。

【關(guān)鍵詞】408XL 地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 傾斜度測(cè)試 脈沖響應(yīng)

1 前言

在SERCEL陸地地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，408XL在每天的放炮生產(chǎn)前進(jìn)行的日檢驗(yàn)工作中，“傾斜度”測(cè)試是檢波器測(cè)試項(xiàng)的一個(gè)重要檢驗(yàn)項(xiàng)目，技術(shù)規(guī)范要求測(cè)試值在±10%以內(nèi)。單從字面意思人們會(huì)很容易把傾斜度測(cè)試?yán)斫獬墒菣z驗(yàn)檢波器的傾斜程度。因?yàn)樵诘卣鸩杉┕r(shí)，明確要求檢波器必須垂直、緊密地與大地耦合在一起。很多人認(rèn)為多個(gè)檢波器組合接收時(shí)，只要有一個(gè)檢波器平躺，就會(huì)導(dǎo)致傾斜度測(cè)試超限；有野外操作人員認(rèn)為大線電阻大會(huì)導(dǎo)致傾斜度測(cè)試超限。那么傾斜度測(cè)試的實(shí)質(zhì)究竟是什么？

2 傾斜度測(cè)試原理

從技術(shù)手冊(cè)中知道408XL傾斜度測(cè)試原理圖如下：

FDU內(nèi)置的測(cè)試信號(hào)發(fā)生器DAC輸出的傾斜度測(cè)試信號(hào)是：

測(cè)試時(shí)，DAC產(chǎn)生的階躍脈沖測(cè)試信號(hào)（如圖2所示），輸送給所有參與測(cè)試的地震道的檢波器，檢波器線圈由于階躍脈沖電流通過，在磁場(chǎng)的作用下，偏離平衡位置。測(cè)試信號(hào)撤銷后，檢波器線圈在支撐彈簧片的作用下，回復(fù)平衡位置，而產(chǎn)生阻尼震蕩運(yùn)動(dòng)，反復(fù)切割磁力線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，輸出一個(gè)電信號(hào)送給放大器。

3 傾斜度測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

為了弄清傾斜度測(cè)試的實(shí)質(zhì)，在野外采集現(xiàn)場(chǎng)作了若干調(diào)查：

（1）某道檢波器2并2串組合埋置，傾斜度測(cè)試正常值為1.34%。

其中1串檢波器平放在地上，重新測(cè)試傾斜度為-0.41%。

拔掉1串檢波器，形成2并1串的連接方式，然后測(cè)試傾斜度為51.3%。

再拔掉1串檢波器，形成2串串聯(lián)的連接方式，然后測(cè)試傾斜度為89%。

拔掉所有檢波器，形成開路狀態(tài)，測(cè)試傾斜度為100%。

（2）某道4串檢波器2串2并組合埋置，傾斜度測(cè)試正常值為-1.23%。

其中任意一串3個(gè)檢波器平放在地上，重新測(cè)試傾斜度為8.5%。

再任意拔掉3個(gè)檢波器，平放在地上，測(cè)試傾斜度為9.4%。

（3）在進(jìn)行傾斜度測(cè)試時(shí)，同時(shí)記錄下其它參數(shù)：電阻、漏電、噪聲。數(shù)據(jù)顯示：

開路時(shí)，傾斜度基本為100%；

在其余參數(shù)正常的情況下，電阻大的地震道傾斜度均為超過規(guī)范要求的正值；

有一道電阻小，漏電大的地震道，其傾斜度為超過規(guī)范要求的負(fù)值；

部分噪聲相對(duì)大于20微伏的地震道傾斜度測(cè)試值也異常。

4 對(duì)調(diào)查結(jié)果的解釋

根據(jù)傾斜度測(cè)試的原理，可以對(duì)調(diào)查結(jié)果做出如下解釋：

（1）地震道開路時(shí)，該道往往會(huì)接收空間散布的超大電磁干擾信號(hào)，測(cè)試時(shí)，其輸出為異常大值，因而計(jì)算出的傾斜度為最大值100%。測(cè)試時(shí)，DAC輸出的脈沖信號(hào)加在由檢波器電阻、大小線及連接電阻和地震放大器輸入阻抗串聯(lián)的電路上，因?yàn)槊}沖信號(hào)的幅度是固定的，但是檢波器電阻往往比較大，所得的分壓也大，即檢波器被激勵(lì)的信號(hào)大，所以地震放大器的輸入大，傾斜度測(cè)試值大，可能呈現(xiàn)異常正值。不難理解，如果某道檢波器電阻值正常，由于大小線或連接電阻大，引起該道外線電阻大，則該道的傾斜度測(cè)試值小。同樣道理，外線電阻小，或漏電大，傾斜度測(cè)試值小，可能呈現(xiàn)異常負(fù)值。

（2）在調(diào)查中，也存在這樣的情況：某道測(cè)試外線電阻值正常，其它參數(shù)包括漏電、噪聲也都正常，但是傾斜度測(cè)試卻不合格，而且往往呈現(xiàn)異常負(fù)值。理論分析和調(diào)查試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)：外線電阻值不正常，傾斜度測(cè)試可能不合格。但是外線電阻值正常，傾斜度測(cè)試不一定都合格。比如：檢波器串中，如果有一只或幾只檢波器的線圈卡殼，測(cè)量其直流電阻還是正常的，但是在被脈沖信號(hào)激勵(lì)的情況下，輸出信號(hào)肯定比正常的要小，所以必然呈現(xiàn)負(fù)值，甚至超過-10%而不合格。

（3）從理論上說，噪聲對(duì)傾斜度的測(cè)試結(jié)果是有影響的。但是一般情況下，環(huán)境噪聲的幅度量級(jí)與測(cè)試信號(hào)相比有很大差距，所以影響甚微。在個(gè)別情況下，可能會(huì)產(chǎn)生比較顯著的影響。在進(jìn)行傾斜度測(cè)試時(shí)，檢波器是由DAC輸出的電測(cè)試信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，不是地表的垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，所以檢波器直立或平躺對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響，但是影響不大。

5 結(jié)論

可以看出，傾斜度測(cè)試實(shí)質(zhì)主要是檢驗(yàn)從檢波器經(jīng)過傳輸線到放大器對(duì)激勵(lì)脈沖的綜合響應(yīng)情況。如果檢波器狀態(tài)不正常：電阻值不正常大或小、線圈卡殼；外線漏電或接觸電阻大；放大器工作不正常都可能會(huì)導(dǎo)致傾斜度測(cè)試不合格。從理論分析和實(shí)際調(diào)查的情況看，傾斜度測(cè)試結(jié)果符合要求，并不能說明檢波器個(gè)個(gè)都直立的很好。平躺在地面的檢波器在接受儀器傾斜度測(cè)試時(shí)，對(duì)測(cè)試結(jié)果影響不大，但是在生產(chǎn)采集過程中，因?yàn)榈卣鸱瓷洳ㄊ沟孛嫔舷麓怪边\(yùn)動(dòng)，平躺的檢波器顯然對(duì)采集數(shù)據(jù)有明顯影響。因此在采集施工中，一定要堅(jiān)持檢波器直立埋置的要求，不能因傾斜度測(cè)試通過而忽視。用脈沖信號(hào)來檢查各地震道響應(yīng)的一致性是通常采用的方法，也是對(duì)地震儀器進(jìn)行日檢驗(yàn)的最重要的內(nèi)容。其實(shí)，這也是“傾斜度”測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試方法和測(cè)試目的，408XL地震儀器的“傾斜度”測(cè)試實(shí)質(zhì)就是“脈沖響應(yīng)”測(cè)試。

參考文獻(xiàn)

[1] SERCEL 《408XL手冊(cè)》2004