[实用新型]一种采用光扫描捡拾地震波的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术及数字技术领域，具体地说是涉及一种适用于地球物理勘探作为地震资料采集用的地震波拾取装置，即通常称作的检波器。

背景技术

目前，在地球物理勘探资料采集中所用的电磁感应动圈式检波器、压电检波器、数字检波器等各种检波器都存在以下问题或以下部分问题：带宽窄、灵敏度低、非线性失真大、方向性差、抗电磁干扰差、动态范围小，在精细勘探中很难满足高灵敏度、高精度的要求，限制了勘探质量的提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有检波器存在的技术性能低的不足，提供一种大幅度全面提高性能的光扫描捡拾地震波的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用光扫描捡拾地震波的装置，以下简称光检波器，由光检波器芯及带有尾椎的外封装壳所构成。光检波器芯主要由光刻度条、光头、质量块、拉钉、高弹力拉线、信号输入接线柱、信号输出接线柱、绝缘板、多芯电缆线、光检波器芯封装壳、光检波器芯密封盖所组成。

在光检波器芯中，高弹力拉线组中的各拉线的一端分别穿过拉钉组中的各拉钉的孔并打结固定，拉钉组中的各拉钉的另一端分别对应焊接在光检波器芯外壳和质量块两个侧面上，以便固定并绷直拉线，使质量块处于悬空状态，在地震机械波作用下，光检波器外壳受到地震波交变应力作用产生相应的弹性形变和相应的机械振动，由于高弹力材料做成的拉线极易拉伸和收缩的性能，极大地减弱了传递到质量体那一端的振动，加之重量很大的质量块的巨大惯性，使得质量块基本不受机械波振动的干扰而处于悬空静止状态。光刻度条粘贴在质量块面向光头的平面上，光头对准光刻度条中间部位固定在光检波器芯封装壳上。光检波器芯密封盖盖在光检波器封装壳开口的那一面上对光检波器芯进行密封，密封盖上面固定一块绝缘板，绝缘板上安装有输入输出接线端，光头的输入、输出信号连接在相应的接线端上，多芯电缆线一端连接在各相应接线端上，多芯电缆线引出到光检波器外面的那一端在使用时与相应的外部设备信号输入、输出端相连。

密封好的光检波器芯装在带有尾椎的检波器外封装壳中，外壳密封盖盖在光检波器外封装壳上。

下面叙述光检波器的工作原理：在光刻度条平面上从下到上依次刻有“0”、“1”相间的一系列刻度，光头发出的光照射到某个刻度上，就可读出那一刻度的数据“0”或“1”。前面已经阐述了，在地震波到来时，刻度条“悬空”，基本不受地震波的影响而处于静止状态。应用中，光检波器尾椎插入泥土中，地震波到来时，引起光检波器壳体产生相应的应力，在这种应力作用下，壳体产生与地震波一致的细微的位移变化，固定在壳体上的光头也产生同样的位移变化，照射到相对静止的光刻度条上的精细光束扫描不同的刻度，就可读出这种随地震波而变化的位移轨迹，达到记录(传感)地下岩层反射的地震波的目的。

我们知道，要描述一个机械波，就应该知道这个波的振幅随时间的变化轨迹、辨别波的正半周和负半周、正负半周的交界处即为“0”点。

确定“0”点：在地震信号采集仪器发出激励信号(用来产生地震波，例如激发炸药爆炸而引起的地震波)时，光检波器的光头开始读数。地震波还没到达前读的数据无效，在光头记录到的数据发生了变化时(判断数据变化的依据是读数由“1”变为“0”或由“0”变为“1”)，这时就可作为地震波的“0”点。这里要说明一下，地震波频率很低，一般在100多Hz以下，而数据刻度间距十分微小，可达纳米级，光头读数频率极高，这样一来，即使开始丢失一两个数据也不会产生任何不良的影响。

确定正负半周：假定在“0”点处光线开始上行为正半周，下行为负半周。为了知道每次读出的“1”是上行还是下行的，每个刻度不是等间距的，而是按同样规律变化，宽窄不一样的。假定从下到上依次由窄变宽，例如可用二进制的规律进行刻度，假设最下面一个刻度的“0”和“1”各占一个单位的宽度，上面的一个刻度就各占两个单位的宽度，再往上为四个单位的刻度，依此类推，直到刻出最上面的一个刻度。由于刻度的宽度不一样，就可以比较出相邻两个刻度“1”和“0”所占据的时间，如果后一刻度读出数据的时间长就是上行，反之则为下行。只是由上行和下行还不足以判断波的正负半周。道理很简单，正半周到达峰值后就开始下行，但仍然为正半周；负半周到达峰值后就开始上行，但仍然为负半周，判断正负半周的依据是过“0”点。假设在正半周的下行阶段，到达了开始认定的“0”点，过这“0”点后继续下行就是负半周，反之亦然。