[发明专利]一种具有高精度及高稳定性的低频检波器

说明书

本发明提出了一种具有高精度及高稳定性的低频检波器，包括壳体；磁系统，其包括自上而下依次安装在壳体内的上磁靴、磁体以及下磁靴；磁系统与壳体形成一闭合磁场；惯性体，其包括以及探测电路，用于检测惯性体移动并切割闭合磁场产生的感应信号并输出；上磁靴或下磁靴的尺寸优化满足以下公式：Ld×F2=Lz×F1；式中，Ld表示动力臂，其为惯性体中弹性元件试样长度；Lz表示阻力臂，其为上磁靴或下磁靴的端面外径与端面内径之差；F1表示阻力臂的弹性力；F2表示惯性体的质量；解决了检波器低频率捕捉时，满足小体积芯体、弹簧片阻力臂弹性力不变，提高惯性体质量的情况下寻求检波器振动系统平衡以及实现更低频率的捕捉的问题。

技术领域

本发明涉及检波器领域，具体涉及一种具有高精度及高稳定性的低频检波器。

背景技术

众所周知，在勘探及工程测振领域，低频检波器的应用越来越广泛，需求越来越多，从市场需求情况来看，大家都希望检波器的固有频率越低越好，频带越宽越好。

本领域技术人员通过增加检波器惯性体质量和对检波器弹簧片进行版型（花样）设计，实现了较低的自然频率。但是，以上举措自然而然的导致低频检波器的体积的增加，由此引起的结构和力学系统不平衡问题必然涌现。具体体现是检波器频率和失真大，不稳定，影响了检波器的采集效果，限制了大范围的推广使用。

并且在目前检波器芯体已经形成行业共识，通常采用直径25mm、35mm尺寸作为标准化尺寸，在改变动力臂Ld来实现低频率响应时，可变动空间受到芯体直径限制，无法实现尺寸变化，即是要保持在标准尺寸小体积内实现动力臂Ld增加相当困难；根据弹性元件的自然频率公式可知提高惯性体的质量F2也可以降低自然频率，与惯性体骨架材料有较大的关系，当惯性体骨架材料选择使用铝合金材料时，能够让整个检波器芯体的自然频率降低到4.5Hz；当惯性体骨架材料选择使用铜及铜合金等高密度顺磁、顺磁导电材料时，能够让整个检波器芯体的自然频率降低到3Hz；而铜及铜合金的理论密度是铝合金密度的3倍以上，说明了惯性体的质量提升后会让检波器可捕捉的自然频率降低。

在采用标准尺寸的小体积芯体限制造成动力臂无法继续增加，但成倍增加惯性体的质量会导致阻力臂弹性力成倍提高，造成检波器振动系统的平衡被打破，使得弹簧片在工作中出现轴向和径向的窜动现象，导致检波器频率和失真变大，稳定性变差；因此，还需要保证弹簧片阻力臂弹性力保持不变以防止其出现轴向和径向的窜动。

综上，需要解决的问题是让现有的检波器满足小体积芯体（即动力臂Ld）基本不变、惯性体质量（即F2增大）提高、弹簧片本身的阻力臂弹性力（即F1）保持不变的三个限制条件下，还能满足检波器振动系统平衡，并能实现更低频率的捕捉。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种具有高精度及高稳定性的低频检波器，解决了优化检波器低频率捕捉时，满足小体积芯体、弹簧片阻力臂弹性力不变，并在提高惯性体质量的情况下寻求检波器振动系统平衡以及实现更低频率的捕捉的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种具有高精度及高稳定性的低频检波器，包括：

壳体；

磁系统，其包括自上而下依次安装在所述壳体内的上磁靴、磁体以及下磁靴；

所述磁系统与所述壳体形成一闭合磁场；

惯性体，其包括以及

探测电路，用于检测所述惯性体移动并切割所述闭合磁场产生的感应信号并输出；

所述上磁靴或所述下磁靴的尺寸优化满足以下公式：

Ld×F2=Lz×F1

式中，

Ld表示动力臂，其为所述惯性体中弹性元件试样长度；

Lz表示阻力臂，其为所述上磁靴或所述下磁靴的端面外径与端面内径之差；

F1表示阻力臂的弹性力；

F2表示惯性体的质量。