数字光栅地震波探测的信号采样与系统构建

【摘要】随着全球经济发展以及能源危机的加剧，全面提高油气勘探技术，增加石油储量已经成为世界各国的当务之急。地震检波器作为油气勘探工作的首要环节，它的发展水平已成为衡量油气勘探能力的一个重要标志，而光栅地震检波器以高的地震波探测性能和强的电磁兼容性能展示出了强劲的发展前景。本课题主要研究了一种数字光栅检波器及其信号采样与误差修正。为了满足现代高精度与大动态范围的地震波探测，本文设计了一款基于光栅莫尔条纹测量原理的振动传感器，避免了传统磁电式检波器由于磁路非线性导致的信号失真。整个检波器结构由外壳、光栅测量系统以及“弹簧-质量”振动系统组成。考虑到弹簧片非线性对系统自然频率和输出信号的影响，从理论角度分析了检波器弹簧片对振动系统的影响，并对弹簧片进行有限元仿真，讨论了弹簧片结构与自然频率之间的关系。同时设计了标定装置对检波器进行标定。检波器的信号采样采用了基于MP426采集卡的数据采集电路，通过对光栅信号特点的分析与实际地震波探测的要求，提出了一种大容量光栅数据采集系统的构想。实验部分通过振动台模拟人工地震的方法，对100Hz内的光栅振动数据进行采集，通过对不同频率光栅数据的李萨如圆进行分析，分析可能产生的误差原因。同时针对光栅信号自身所产生的误差，采用了一种基于单变量递推的误差分离方法进行修正。
【作者】罗洋；
【导师】徐从裕；
【作者基本信息】合肥工业大学，仪器仪表工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】光栅检波器；有限元分析；光栅数据采集；误差修正；

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