检波器测试仪的震动激励系统及方法技术方案

本专利公开了一种检波器测试仪的震动激励系统及方法，所述震动激励系包括触发单元、控制单元、驱动隔离单元、电磁铁控制单元和电磁铁，所述触发单元与控制单元的输入端连接，所述驱动隔离单元与控制单元的输出端连接且通过电磁铁控制单元与电磁铁连接。本专利控制单元在触发单元被触发后产生电磁铁控制信号，所述电磁铁控制信号经驱动隔离单元缓冲隔离处理后经电磁铁控制单元控制电磁铁动作，以冲击的方式模拟野外地震信号，使待测检波器产生幅度递减的正弦波及其谐波。本专利通过实现模拟室内振动台激发震动，从而达到实现检波器快速测试的目的。

Vibration excitation system and method of geophone tester

This patent discloses a vibration excitation system and method for geophone tester. The vibration excitation system includes a trigger unit, a control unit, a drive isolation unit, an electromagnet control unit and an electromagnet. The trigger unit is connected with the input end of the control unit, the drive isolation unit is connected with the output end of the control unit and is connected with the electromagnet through the electromagnet control unit. \u3002 The patented control unit generates an electromagnetic control signal after the trigger unit is triggered. The electromagnetic control signal is buffered and isolated by the driving isolation unit, and then controlled by the electromagnetic control unit to simulate the field seismic signal by impulse, so that the geophone to be tested generates sinusoidal wave with decreasing amplitude and its harmonics. This patent achieves the purpose of fast detection of geophone by stimulating vibration of shaking table in simulated room.

【技术实现步骤摘要】
检波器测试仪的震动激励系统及方法
本专利技术涉及地震检波器测试
，尤其涉及一种检波器测试仪的震动激励系统及方法。
技术介绍
地震勘探是通过人工方法激发地震波，研究地震波在低层中的传播情况，以查明地下地质结构，为寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法。在地表以人工激发地震波，在向下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与透射，在地表用检波器接收这种地震波。检波器是地震勘探中的重要采集设备，其作用是将地震波转换成可以记录的电信号。检波器性能直接决定了整个勘探系统的性能，更影响整个地震采集资料的品质。检波器出厂时，是要经过严格的室内出厂检验的。检波器出厂检验项目涵盖电性能参数和物理参数，其中电性能参数决定了检波器接受震动信号的能力和质量，主要参数有灵敏度、频带宽度、相位、功耗、输出电阻等。参考图1，常规的室内检波器的测试方法通常由动态信号分析仪2、振动台1、功率放大器3、被测检波器6、标准传感器5、电荷放大器4组成震动测试系统，动态信号分析仪2产生正弦扫频信号源，由功率放大器3提供足够能量，驱动振动台1按照信号源的方式产生同等幅度的频率渐变的震动信号，被测检波器6和标准传感器5接收震动信号，并转换成相应的电压信号，经动态信号分析仪2计算和描绘出被测检波器6和标准传感器5的幅频曲线以及两个幅频曲线对应频率的比值。最终计算出被测检波器的幅频响应和相位响应曲线。再配合其它设备，可以方便测试检波器的其它参数，如功耗、输出电阻等。上述测试方法测量值准确、稳定性好，但设备规模庞大，不利于携带和运输导致野外环境下无法使用，且不能真实的反应地震波的实际采集情况，更制约野外便携使用的是测试时间周期较长。目前，加速度压电检波器已经在石油勘探领域开始大规模应用，模仿室内测试方法的野外便携式检波器快速测试仪还不成熟，其中一点就是模拟室内振动台的震动激励方式的实现方式，阻碍了检波器测试仪的发展。常规的室内检波器的测试系统存在测试时间周期较长，其原因在于震动激发方式，如图2所示，测试系统需要的激励源频率为几赫兹到几千赫兹的正弦扫频信号源，扫频信号的产生及输出时间决定了整个测试系统的工作时间，如要测试5Hz到1kHz范围的检波器特性，需要时间约5分钟。一个地震勘探工程野外检波器数量一般在万只以上，显然这种激发方式是不可行的。然而能够在勘探工程施工前、施工中和施工完成后，随时监测检波器的主要性能参数，对于保证勘探工程得到顺利和高质量进行是非常必要的，如果要达到检波器的快速测试，就必须改变激励方式。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种检波器测试仪的震动激励系统及方法，能够实现模拟室内振动台激发震动，从而达到实现检波器快速测试的目的。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一方面，提供了一种检波器测试仪的震动激励系统，包括触发单元、控制单元、驱动隔离单元、电磁铁控制单元和电磁铁，所述触发单元与控制单元的输入端连接，所述驱动隔离单元与控制单元的输出端连接，所述驱动隔离单元通过电磁铁控制单元与电磁铁连接。进一步地，所述控制单元用于在触发单元经触发后产生电磁铁控制信号；所述驱动隔离单元用于对电磁铁控制信号进行缓冲隔离处理；所述电磁铁控制单元用于接收到隔离处理后的电磁铁控制信号后控制电磁铁动作，以冲击的方式模拟野外地震信号，使待测检波器产生幅度递减的正弦波及其谐波。进一步地，所述电磁铁控制信号包括一组方波串。进一步地，所述一组方波串包括5个24伏高电平的方波，且相邻两个方波高电平之间间隔2秒，所述方波的宽度为100毫秒。进一步地，所述一组方波串的占空比为0.0476。进一步地，所述控制单元包括单片机。进一步地，所述单片机采用芯片型号为MSP430的单片机，所述触发单元包括按键，所述按键与芯片MSP430的第4引脚连接。进一步地，所述驱动隔离单元包括驱动器、光耦合器和电阻R1，所述驱动器的输入端与芯片MSP430的第10引脚连接，所述光耦合器的第1引脚外接第一供电电压，所述光耦合器的第4引脚外接中点电压，所述光耦合器的第2引脚通过电阻R1与驱动器的输出端连接。进一步地，所述电磁铁控制单元包括二极管、三极管、继电器、继电器触点、电阻R2和电阻R3；所述三极管的基极通过电阻R2与光耦合器的第3引脚，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过继电器外接中点电压；所述继电器触点的一端接地，另一端通过电磁铁外接第二供电电压；所述二极管的阳极连接在继电器与三极管集电极的连接线路上，所述二极管的阴极连接在继电器与中点电压的连接线路上；所述电阻R3的一端连接在电阻R2与三极管基极的连接线路上，另一端与三极管的发射极连接。另一方面，提供了一种检波器测试仪的震动激励系统的激励方法，首先触发触发单元，然后控制单元在触发单元被触发后产生电磁铁控制信号，所述电磁铁控制信号经驱动隔离单元缓冲隔离处理后经电磁铁控制单元控制电磁铁动作，以冲击的方式模拟野外地震信号，使待测检波器产生幅度递减的正弦波及其谐波。有益效果：与现有技术相比，本专利技术首先在触发单元被触发后，控制单元产生电磁铁控制信号，所述电磁铁控制信号经驱动隔离单元缓冲隔离处理后经电磁铁控制单元控制电磁铁动作，以激励冲击的方式模拟野外地震信号，使得被测检波器和标准传感器产生脉冲电压进而产生幅度递减的正弦波及其谐波，采用本专利技术所述震动激励系统及其震动激发方法的检波器测试仪能在10秒内得到测量值，实现检波器快速测试，较常规检测方法测试效率大幅度提高，从而节省人力，提高产能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为地震检波器测试仪的常规测试原理图；图2为图1测试原理图中激励源的波形图；图3本实施例提供的震动激励源系统原理框图；图4本实施例提供的5次方波波形图；图5为本实施例提供的震动激励源系统电路图；图6为经过本实施例震动激励源冲击后压电检波器的输出波形。图7为本实施例提供的震动激励源系统工作流程示意图。图中：1-振动台、2-动态信号分析仪、3-功率放大器、4-电荷放大器、5-标准传感器、6-待测检波器。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步阐述。实施例参考图3，一种检波器测试仪的震动激励系统，包括触发单元、控制单元、驱动隔离单元、电磁铁控制单元和电磁铁，所述触发单元与控制单元的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：包括触发单元、控制单元、驱动隔离单元、电磁铁控制单元和电磁铁，所述触发单元与控制单元的输入端连接，所述驱动隔离单元与控制单元的输出端连接，所述驱动隔离单元通过电磁铁控制单元与电磁铁连接。

【技术特征摘要】
1.一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：包括触发单元、控制单元、驱动隔离单元、电磁铁控制单元和电磁铁，所述触发单元与控制单元的输入端连接，所述驱动隔离单元与控制单元的输出端连接，所述驱动隔离单元通过电磁铁控制单元与电磁铁连接。2.根据权利要求1所述的一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：所述控制单元用于在触发单元经触发后产生电磁铁控制信号；所述驱动隔离单元用于对电磁铁控制信号进行缓冲隔离处理；所述电磁铁控制单元用于接收到隔离处理后的电磁铁控制信号后控制电磁铁动作，以冲击的方式模拟野外地震信号，使待测检波器产生幅度递减的正弦波及其谐波。3.根据权利要求2所述的一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：所述电磁铁控制信号包括一组方波串。4.根据权利要求3所述的一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：所述一组方波串包括5个24伏高电平的方波，且相邻两个方波高电平之间间隔2秒，所述方波的宽度为100毫秒。5.根据权利要求3或4所述的一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：所述一组方波串的占空比为0.0476。6.根据权利要求2所述的一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：所述控制单元包括单片机。7.根据权利要求6所述的一种检波器测试仪的震动激励系统，其特征在于：所述单片机采用芯片型号为MSP430的单片机，所述触发单元包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，庞海军，王巍，
申请(专利权)人：西安陆海地球物理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61