浅海四分量检波器测试方法的研究

论文摘要

从我国近海的地质和地震勘探现状来看,四分量地震勘探正是向多波多分量地震勘探的迈进,四分量勘探技术能够解决很多勘探难题,不仅在解决小断层及低幅度构造识别、岩性及浅层气藏预测方面的效果很好,而且在各向异性研究方面也能起到较好的效果。众多的石油公司、承包商及科研单位开始热衷于四分量勘探这项技术的开发和应用,而勘探难度的增加激发了人们对新技术的追求,因此,对四分量检波器测试方法的研究是十分必要的。完成的主要工作如下：第一,从理论上、组成特点及作用方面,完成了对四分量检波器的分析。四分量检波器是将一个水听器(压电式检波器)、一个垂直检波器和两个相互正交的水平检波器(动圈式检波器)组装成带有方向定位系统的一个检波器包,用它来接收地震信号。第二,完成了对四分量的检测。采用一个纵向,两个水平方向的电激励的循环激发方式,对各个参数(固有频率、灵敏度、阻尼、电阻等)进行了逐一测试。第三,完成了对STC12C5A60S2单片机的硬件电路设计及其外围电路的设计,特别是对各个模块的结构、连接、工作原理和相关参数进行了必要的分析,解决了设计中遇到的问题。第四,完成了对第四个分量水听器的硬软件设计。实现了数据采集、数据发送、信号发生和液晶显示的功能,并且对系统进行了软件抗干扰设计,使系统更加稳定可靠。第五,完成了对四分量的软件设计,实现了相关功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究四分量检波器测试方法的必要性
• 1.2 四分量检波器的应用现状
• 1.3 国内外检波器测试的原理与性能对比
• 1.3.1 国外检波器测试技术现状
• 1.3.2 国内检波器测试技术现状
• 1.4 本论文解决的主要问题
• 2 四分量检波器的分析与设计
• 2.1 三分量检波器
• 2.2 第四分量检波器（水听器）的分析
• 2.2.1 压电效应
• 2.2.2 水听器的结构
• 2.2.3 水听器的误差分析
• 2.3 四分量检波器的分析
• 2.3.1 四分量检波器的工作原理
• 2.3.2 四分量检波器的结构和作用
• 2.4 本章小结
• 3 三分量检波器测试模块的硬件设计
• 3.1 四分量检波器中的三分量测试模块硬件设计
• 3.2 三分量检波器的基本参数及测试原理和方法
• 3.2.1 直流电阻的测试
• 3.2.2 频率、阻尼及灵敏度的测试
• 3.2.3 失真度的测试
• 3.2.4 漏电测试
• 3.2.5 极性判断
• 3.3 四分量检波器中的三分量测试模块功能分析
• 3.3.1 微控制器的选择和其电路原理设计
• 3.3.2 外部存储器扩展电路
• 3.3.3 人机接口电路
• 3.3.4 日历时钟接口电路的设计
• 3.3.5 检波器测试仪数据采集电路和信号源的设计
• 3.3.6 硬件电路中的抗干扰措施
• 3.4 本章小结
• 4 水听器测试模块的硬件设计
• 4.1 主机电路的设计
• 4.1.1 核心部件单片机的选择
• 4.1.2 时钟系统设计
• 4.1.3 复位电路设计
• 4.2 串行通信接口电路
• 4.2.1 用RS-232转换芯片实现通信
• 4.3 环境温度信号采集电路
• 4.3.1 单总线技术
• 4.3.2 数字式温度传感器DS18B20的应用
• 4.4 水听器测试模块信号源的设计
• 4.4.1 直接数字频率合成技术（DDS）
• 4.5 水听器测试模块数据采集电路的设计
• 4.5.1 直流电阻测试电路设计
• 4.5.2 灵敏度、谐振频率测试电路设计
• 4.6 混响箱的设计
• 4.6.1 音箱的结构设计
• 4.6.2 混响时间
• 4.6.3 吸声材料的选择
• 4.6.4 扬声器的选择
• 4.7 硬件抗干扰技术
• 4.8 本章小结
• 5 四分量的软件设计
• 5.1 四分量检波器测试中三分量测试模块软件设计
• 5.1.1 三分量测试模块软件设计概述
• 5.1.2 监控主程序
• 5.1.3 串口通信程序设计
• 5.1.4 对日历/时钟DS1302读写操作的软件实现
• 5.1.5 模数转换程序设计
• 5.1.6 检波器测试模块软件抗干扰措施
• 5.2 水听器测试模块软件设计
• 5.2.1 主程序设计
• 5.2.2 数据采集模块程序设计
• 5.2.3 显示模块程序设计
• 5.2.4 信号发生模块程序设计
• 5.2.5 软件的抗干扰设计
• 5.3 本章小结
• 6 系统测试及结果分析
• 7 总结
• 8 展望
• 9 参考文献
• 10 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 11 致谢