第四章浅层地震勘探仪器简介
第1篇-3 工程勘探仪器设备简介
工程地震勘探仪器设备简介
3.1 工程地震仪简介
3.1.1 功能原理 地震仪是将埋置于介质表面的检波器所接收到 的地震波信号进行放大、显示并记录下来的专门仪器， 一般皆具有滤波、放大、模数转换以及数字记录的微 机处理等功能。其功能原理见图1.3.1。
安徽建筑工业学院岩土工程系
图1.3.1 数字地震仪的功能原理图
3.2 辅助设备
3.2.1 检波器
检波器是安置在地面、水中或井下以拾取 大地振动的地震探测器或接收器，它实质是将 机械振动转换为电信号的一种传感器。现代地 震检波器几乎完全是动圈电磁式(用于陆地工 作）和压电式(用于海洋和沼泽工作)的。这里 只介绍接收纵波的垂直检波器。
安徽建筑工业学院岩土工程系
3.2.1.1 主要类型和工作原理
图1.3.2 动圈式检波器结构草图
2 压电式检波器 这种检波器一般用于水下一定深度接收地震波，它是 用压电晶体或类似的陶瓷活化元件作为压力传感元件，当这 类物质受到物理形变时（如水压变化），它们产生一个与瞬 水压(和地震信号有关)成正比的电压。因此，这种检波器称 作压力检波器或水下检波器。 还有种压力检波器通常安置在注满油的塑料软管内，
1. 动圈式地震检波器
这类检波器结构如图1．3．2所示，其机电转换通过线圈 相对磁铁往复运动而实现。线圈及线枢由一个弹簧系统支撑在 永久磁铁的磁极间隙内，组成一个振动系统。巧线圈在磁极间 隙中运动时线圈切割磁力线，同时在线圈两端产生感应电势， 感应电势的大小与线圈切割磁通量的速度成正比，也就是说， 与其相对于磁铁的运动速度成正比。因此，动因式检波器也称 为速度检波器。大地作垂向运动时，磁铁随之运动，但线圈由 于其惯性而趋于保持固定，使线圈和磁场之间有相对运动。对 于水平的运动，线圈相对于磁铁是不动的，所以，这种植波器 的输出为零。而对于接收水平振动的横波检波器而言，垂直振 动的信号输出为零，其工作原理与垂直检波器相同。
地震勘察仪器原理与结构
地震勘察仪器原理与结构地震勘察仪器是一种用于探测和测量地震波以及地壳运动的工具。
它可以帮助地震学家和地质学家了解地震的产生机制、地壳的变动以及预测地震的可能性。
地震勘查仪器的原理和结构主要可以分为三个部分：传感器、信号处理和数据记录。
传感器是地震仪器的核心部件，它主要用于感测地震波的运动。
地震波是由地壳运动引起的地球表面的振动，可以分为纵波和横波两种，传感器需要能够准确地感知这些振动并将其转化为电信号。
一种常用的传感器是加速度传感器，它通过测量物体的加速度来感测地震波的振动情况。
加速度传感器通常由质量块、弹簧和电感器构成，质量块受到地震波的作用后产生振动，振动的大小和方向通过感应到的电流信号传输到信号处理器。
信号处理是地震仪器的第二个关键步骤，它用于将传感器收集到的信号转化为可以分析和研究的数据。
地震波的振动信号通常是微弱的，同时还受到环境噪声的干扰，因此需要对信号进行过滤和放大，以提高信号的质量和可靠性。
信号处理器通常由低噪声放大器、滤波器和模数转换器等组成。
低噪声放大器用于放大微小的信号，滤波器用于滤除噪声干扰，模数转换器将模拟信号转化为数字信号，以便于保存和处理。
数据记录是地震仪器的最后一个部分，它用于记录和保存信号处理后的数据。
数据记录器通常由数字存储设备和计算机系统组成。
数字存储设备可以将经过信号处理的数据保存为数字文件，以便后续的分析和研究。
计算机系统可以用于控制仪器的工作流程，同时还可以进行数据的实时处理和分析。
通过对保存的数据进行分析，地震学家和地质学家可以研究地下地壳的结构和性质，进一步了解地震的发生机理和可能性。
除了以上的主要部分，地震勘查仪器还可以包括其他一些辅助部件，如温度和湿度传感器，用于记录环境的温度和湿度变化，以及定位系统，用于记录地震发生的位置和时间等信息。
总结起来，地震勘查仪器的原理和结构主要包括传感器、信号处理和数据记录三个部分。
传感器用于感测地震波的振动，信号处理器将振动信号转化为可分析的数据，数据记录器用于保存和记录处理后的数据。
地震勘探仪器-地震
随着物联网和云计算技术的发展，地震勘探仪器将实现实时数据传输和处理，提高数据利 用效率和响应速度。同时，通过网络技术实现地震数据的共享和协同分析，提高地震研究 的协作性和开放性。
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地震勘探仪器-地震
• 地震勘探仪器概述 • 地震勘探仪器的工作原理 • 地震勘探仪器的分类与应用 • 地震勘探仪器的发展趋势与挑战 • 结论
01
地震勘探仪器概述
地震勘探仪器的定义与特点
• 定义：地震勘探仪器是一种用于探测地下地质构造和矿产资源的地球物 理仪器。它通过测量地球表面或近地表的地震波，分析地震波在地下的 传播规律和特征，推断地下岩层的性质、结构和构造，为地质勘探、矿 产资源开发、工程地质等领域提供重要的数据支持。
等方法。
中期发展
随着电子技术和计算机技术的不 断发展，地震勘探仪器逐渐实现 了数字化和自动化，提高了测量
精度和效率。
现代发展
现代地震勘探仪器采用了更先进 的技术和算法，如数字信号处理、 人工智能等，进一步提高了测量 精度和自动化程度，同时也拓展
了应用领域。
02
地震勘探仪器的工作原理
地震波的产生与传播
基础研究
地震勘探仪器可以揭示地球内部的结 构和演化，为地球科学基础研究提供 重要数据。
灾害防治
地震勘探仪器可以探测地下岩层的性质和 构造，为地质灾害防治提供数据支持，如 滑坡、泥石流等灾害的预测和防治。
地震勘探仪器的发展历程
早期发展
地震勘探仪器最早可以追溯到20 世纪初，当时的地震勘探技术比 较简单，主要采用敲击和听诊器
04
地震勘探仪器的发展趋势与挑战
高分辨率地震勘探技术的发展
总结词
工程物探期末复习总结
物探（概述）：通过观测和研究多种地球物理场旳变化来处理地责问题旳一种勘查措施。
地球物理勘探（全称）：通过专门旳仪器观测地球物理场旳分布和变化特性，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断出地下岩土介质旳性质和环境资源等状况，从而到达处理问题旳目旳。
2、物探旳分类及关系按研究地球物理场不一样分类：①地震勘探：以介质弹性差异为基础，研究波场变化规律旳措施。
②电法勘探：以介质电性差异为基础，研究天然或人工电场变化规律旳措施。
③放射性勘探：以介质放射性差异为基础，研究辐射场变化特性旳措施。
④地热测量：以地下热能分布和介质导热为基础，研究地温场旳措施。
⑤重力勘探：以地下介质密度差异为基础，研究重力场变化旳措施。
⑥磁法勘探：以介质磁性差异为基础，研究地磁场变化规律旳措施。
按物探工作旳空间分类: ①航空物探②海洋物探③地面物探④地下勘探按工作目旳和应用范围分类:①金属物探②石油物探③工程与环境物探形变：任何固体介质在外力作用下，内部质点旳互相位置会发生变化，使得介质旳形状或大小产生变化。
弹性：某物体在外力作用下产生形变，当外力取掉之后，物体能迅速恢复到受力前旳形态和大小,物体旳这种性质。
弹性介质:具有弹性旳介质。
地震勘探中，人工震源旳激发是脉冲式旳，作用时间短，激发能量对地下岩层和接受点介质产生作用力较小。
因此，可以把地下介质近似看作弹性介质。
各向同性介质：弹性性质与空间方向无关；各向异性介质：弹性性质与空间方向有关应变：单位长度所产生旳形变ΔＬ／Ｌ。
应力：单位横截面所产生旳内聚力Ｆ／s杨氏模量（或拉伸模量）：线性弹性形变区，应力与应变旳比值。
泊松比：介质旳横向应变与纵向应变旳比值。
拉梅系数：各向同性旳均匀介质，各不一样方向旳弹性系数大都对应相等，可以归结为应力与应变方向一致和互相垂直时旳两个系数λ和μ，合称拉梅系数弹性振动：应力和惯性力不停作用，使质点围绕其本来旳平衡位置发生振动等效空穴：震源点附近旳非线性形变区振动图：用ｕ－ｔ坐标系统表达旳质点振动位移随时间变化旳图形描述振动曲线旳参数：Ａ：地震波振动位移大小（称振幅值变化）T：振动周期△t：延续时间 t0:初至时间波长：波峰至相邻波峰间旳距离λ。
浅层地震勘探实验报告
一、实验目的1. 了解浅层地震勘探的基本原理和方法；2. 掌握地震资料的采集、处理和分析技术；3. 通过实验，提高对浅层地质结构的认识。
二、实验原理浅层地震勘探是利用地震波在地下传播的特性，通过采集地震波数据，分析地震波在不同地层中的传播速度、反射和折射等现象，从而推断地下地质结构的一种地球物理勘探方法。
实验中，我们主要采用反射波法，即通过激发地震波，接收其反射波，分析反射波的特征，推断地下地质结构。
三、实验内容1. 实验器材（1）地震仪：用于采集地震波数据；（2）震源：用于激发地震波；（3）接收器：用于接收地震波；（4）计算机：用于数据处理和分析；（5）实验场地：用于进行地震波数据采集。
2. 实验步骤（1）实验场地选择：选择合适的实验场地，确保场地平坦、开阔，便于地震波传播。
（2）地震波数据采集：按照设计好的测线，布置震源和接收器，激发地震波，接收其反射波。
采集过程中，注意控制震源和接收器的间距、排列方向等参数。
（3）地震资料处理：将采集到的地震波数据传输到计算机，利用地震数据处理软件进行预处理、去噪、叠加等操作。
（4）地震资料分析：对处理后的地震资料进行分析，识别反射波特征，推断地下地质结构。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们采集到了一定数量的地震波数据，并对这些数据进行了处理和分析。
根据分析结果，我们得到了以下地质结构信息：（1）地下存在一个明显的反射界面，推断为沉积层与基岩的接触面；（2）地下存在一个倾斜的断层，推断为该地区的主要断裂；（3）地下存在一些小型的地质构造，如溶洞、地裂缝等。
2. 分析与讨论（1）实验结果表明，浅层地震勘探方法可以有效地探测地下地质结构，为地质勘探、工程地质、地质灾害防治等领域提供重要依据。
（2）在实验过程中，我们发现地震波数据采集、处理和分析的质量对实验结果具有重要影响。
因此，在实际应用中，应严格控制实验参数，提高数据处理和分析的精度。
（3）针对不同地质条件，选择合适的地震波数据采集、处理和分析方法，以提高实验结果的可靠性。
第四章 浅层地震勘探仪器简介【免费文档】
M
m1 m2
分贝(dB):用对数值表示放大倍数
M db 2l0 o 1g M 0
100dB意思指:若有5μV的输入振幅,则可得到0.5V(即0.5×106μV)的输出。
2.动态范围 定义:测量信号振幅极大值与系统噪音水平的比值,用分贝表示: ［动态范围］=［ A ］dB a
3.假频 计算机只能对离散数据进行运算。 采样:连续波形信号 离散信号。 子样:某离散信号瞬时值。
按检波器固有频率分:低频,＜ 10Hz; 中 频 ,10 ～ 33Hz; 高 频,33～100Hz。
图示为100 Hz高频检波器的频 率特性曲线。曲线分三段。
第一段:线性段,f较低时,输出 随f的升高而增大;
第二段:当f为某值时,输出最 大;
图4.2 SSJ—100型检波器频率特性
第三段:f再升高,输出渐小,趋于一极限值。
3.数字地震仪的特点 (1)全数字化
全数字化:就是利用微机控制仪器来完成数据采集和信息处理。微机处理 是中心,而采集系统则属于外围设备。通过对计算机的操作就可实现对地震仪 的操作。这样可使地震仪的稳定性和可靠性大大提高。同时,仪器具有操作简 单、重量轻、体积小的优点。
(2)动态范围大
采用浮点放大,动态范围可达130dB左右,几乎可把全部能量范围的地震信 号记录下来。模拟地震仪:40～50dB。
(3)频带宽
数字地震仪:20Hz～300Hz;模拟地震仪:20～120Hz。因此,数字地震仪分 辨率大大提高。
第三节 地震数据的记录格式
文件号(或炮号):地震数据采集时,通常把每放 一炮所记录的全部数据存储在一个文件上,并进 行编号。
其数据存储是按事先规定的格式进行编排 存储的。SEG(美国勘探地球物理学会)通过了 SEG-2格式为工程地震仪的数据记录格式。
《浅层地震勘探》总结
《浅层地震勘探》总结绪论：地震勘探方法简介：地震勘探：人工震源激发地震波，研究其在地下介质中的传播规律，解决地质问题。
各物探均以各种物性为前提，地震勘探依据岩、矿石的弹性，研究地下弹性波场的变化规律。
浅层地震勘探：常用于“水、工、环”地质调查，主要用于解决：工程地质填图、建筑、水电、矿山、铁路、公路、桥梁、港口、机场等各种工程地质问题，因此，多被人称之为：“工程地震勘探”。
分类据波的类型分:纵波、横波、面波勘探据波传播特点分：反射、折射、透射波法据目的层深度分：浅层<n.100m，中层(n.100～n.1000m)，深层>n.1000m 据勘探目的任务：工程(浅层), 煤田, 石油, 地震测深地震测深: 研究大地构造、深部地质问题。
浅震的特点：工作面积小，勘探深度浅，探测对象规模小，浅部各种干扰因素复杂。
优点：精度高、分辨率高、抗干扰能力强、仪器轻便第一章地震勘探的理论基础第一节弹性理论概述一、弹性介质与粘弹性介质1.弹性介质弹性: 外力体积、形状变化外力去掉恢复原状:具有这种特性的物体称为弹性体，其形变称为弹性形变：……如弹簧、橡皮等。
塑性: 外力 体积、形状变化 去掉外力 不恢复原状，保持外力作用时的状态：具有这种特性的物体称为塑性体，其形变称为塑性形变：……. 如橡皮泥外力下，是弹是塑，取决于: 是否在弹性限度之内，即三个方面: 外力大小、作用时间长短、物体本身的性质。
自然界中绝大部分物体，在外力作用下，既可显弹，也可显塑地震勘探，震源是脉冲式的，作用时间很短（持续十几～几十毫秒），岩土受到的作用力很小，可把岩、土介质看作弹性介质，用弹性波理论来研究地震波。
各向同性介质：凡弹性性质与空间方向无关的介质 各向异性介质: 凡弹性性质与空间方向有关的介质 沉积稳定的沉积岩区，各项同性，简化问题地震勘探中，只要岩土性质差异不大，都可以将岩土作为各向同性介质来研究，这样可使很多弹性理论问题的讨论大为简化。
地震勘探仪器介绍讲义
40GB
128MB
40dB
陷 波 器 ：
72dB/
切 滤 波 器 陡 度 ： 优 于
倍 频 程
截 滤 波 器 陡 度 ： 软 件 滤 波
≥90dB
间 串 音 压 制 ：
20K
入 阻 抗 ：
0 9999ms
时 ：
～
± 0.05%
真
度 ：
±0.01ms
位 一 致 性 ：
±0.2%
度 一 致 性 ：
1μV
第一节 地震仪器主机
集中式逻辑控制型数字地震仪总框图
如SN338、DFS-V和MDS-10等
第一节 地震仪器主机
集中式数控地震仪框图
第一节 地震仪器主机
分布式遥测型数字地震仪
第一节 地震仪器主机
SK-1004遥测地震记录系统框图
第一节 地震仪器主机
分布式遥测系统布置模拟
第一节 地震仪器主机
10. 间 隔： 声波采样 ：2.5μs～32000μs (以0.5μs为增量可选)。
1. 探测介质
1. 探测深度： 自动探测为100m以内，用户自定义探测深度不限。
2. 探测层数：≤5层；
2. 电 源
1. 供 电：内含有高能锂电池，可连续工作4小时以上；
2. 数据保持：掉电情况下，可保证数据1000小时不丢失；
5℃-+40℃
267×457×533.4mm
● 几 何 尺 寸 ： 。过 冲 击 和 振 动 试 验 ；。 全 封 闭 结 构 ， 小 雨 中 可 工 作 ，● 工 作 环 境 ： 启 动 温 度 ， 工 作 温待 时 消 耗 电 为 ， 外 接 电 源 供 电 ；● 电 源 ： ， 采 集 时 每 道 增 加 ，控 制 触 发 门 槛 值 ；● 触 发 ： 正 ， 负 触 发 或 接 触 式 闭 路 ， 软括和英寸的连续热敏打印机；●绘图仪：可驱动各种兼容的打印机，或；接口存入磁带记录，数据格式有，●数据存储：数据存储在内置硬盘上或通外接各道的数据采集；的软件控制本机各道和●软件：平台操作系统，采，和格式；●数据格式：标准格式，同时具备户需要设计检测结果显示方式；●本机检测：内置或外带检测系统，根据置；，测量检波器故障同时指出大线短路或短路●大线测试：实时监测排列上检波器的噪动覆盖；●滚动：全部工作道可通过软件实现辅助道或数据道；● 辅 助 道 ： 可 以 通 过 程 序 设 置 任 意 工 作 道● 延 迟 ： 至 一 步 到 位 ；源 ；● 智 能 型 自 触 发 ： 可 供 天 然 地 震 观 察 和 可● 延 时 触 发 ： 最 大 样 点 ；样 点 ；● 记 录 长 度 ： 标 准 样 点 ， 也 可 选先 导 相 关 器 ；器 ， 还 可 选 用 于 伪 随 机 震 源 （ ）相 关 器 ： 内 置 用 于 可 控 震 源 的 高 速 硬 件 相
(4)地震勘探
x sin(i ) 2h2 cos i t上 v1 v1 ( 2.2.11)
倾斜界面的折射波时距曲线特征为： （1）倾斜界面的折射波时距曲线仍然为一直线， 但它的斜率倒数不等于v2，下倾方向和
上倾方向两支时距曲线的斜率是不等的，
它们的视速度不同，下倾方向的曲线陡， 视速度小，而上倾方向的曲线较缓，视 速度大。
（2）i+<900 时，方可接收到倾斜界
面的折射波时距曲线。见图2.2.6
（3）上倾和下倾接收的视速度分别为
v下
v
* 上
*
v1 sin(i )
v1 sin(i )
4.隐伏层对折射波时距曲线的影响
由图中几何关系可得式中h是图中s点法线深度由234可得界面法线深度h为235可写为hkt关于k值的求取根据斯奈尔定律可将k值表达式写成下列形式由公式237可看出只要求得波速v通常可根据表层的直达波速度来确定因此关键是v的求取为此引出差数时距曲线方程并以x表示dxdtdxdtdx对上式求导可得其中dxdtdxdt因此只要根据238式在相遇时距曲线图上构制x曲线根据斜率的倒数可值之后则可根据236式计算出各点的界面深度h
(4)电火花震源:电火花震源是利用电容中
储存的高压电能通过在水中电极间隙进行 瞬时放电而激发地震波的装臵。这种激发 方式波形的重现性较好，能量大小可以调 节，激发方式灵活、使用安全，适合在江、 河、湖、海等水中和井中使用。
• 此外，还有密尼索西系统的可控震源 (一种振动频率范围和振动持续时间 可以调节控制的震源)，以及用于产 生横波或面波的各种专用震源等
折射波法和反射波法由于两者波的 形成和传播特征的不同，观测系统 的设计也各有异，现将几种常用的 观测系统分别介绍如下
DZQ48／24D／12A高分辨率地震仪浅层地震仪
DZQ48/24D/12A高分辨率地震仪（浅层地震仪）DZQ48,24D,12A高分辨率地震仪（浅层地震仪）地震仪f浅层地震仪第7卷第5期36DZ048/24D/12A高分辨率地震仪（浅层地震仪）DzQ48高分辨率地震仪是重庆地质仪器厂在DZQ24地震仪（获2002年国家科技进步三等奖）的基础上,结合我国国情研制的新一代全中文WinXP系统下工作的真24位数字地震仪器.它既融入了该厂多年设计制造地震仪器的宝贵经验,又吸纳了当今国内外先进电子技术和设计理念,集多功能,高精度,高速度,高可靠性，良好的人机界面功能及可扩展性于一身的国内领先的地震仪.仪器可利用锤击，电火花或爆炸等作为激发震源,勘探深度从几米到上千米,也可使用延时功能获取地下更深部地层的地震资料,适用方法有:反射,折射,面波勘探,桩基检测,地脉动测量,高密度地震映象,震动测量及剪切波测试等地震勘探方法,广泛应用于水利，电力,铁路,桥梁,城建,交通等领域工程地质勘探,也适用于石油,煤田,铀矿及地下水等领域资源勘探.技术指标：模拟道数：48道（1,2,3,4,6,12,24,48道工作模式可选）;9采样率:10S,31.25s,62.5uS,125S,250S,500US,ImS,2mS,4ms,8ms,16ms,32ms到400InS若干档;?采样点数：512,1024,2048,4096,8192,16384等,最大记录长达32768;?前放增益:每六道为一组，由软件可选64倍（36dB）,16倍（24dB）,4倍（12dB）,1倍；?A/D转换:采用最新,超高速?一?24位A/D转换器；去假频滤波器：随采样率自动跟踪；在采样率的0.216倍处为一3dB,下至120dB.并配有各种数字滤波器,截频点（一3dB处）根据需要人为设置；频响范围：0.1HZ,4kHZ;噪音:全频状态下小于IV;采样延时：0,999mS;幅度一致性:优于?0.02%;相位一致性:优于?0.O1mS;?动态范围：优于144dB;信号迭加增强：32位；操作系统:WinXP;数据格式:SEG—2;处理软件:浅折射处理软件包（WindoWS界面）；折射处理软件包（WindOWS界面）；面波处理软件包（WindOWS界面）；爆破,脉动采集处理软件；剪切波处理软件包（WindOWS界面）；高密度地震映像采集处理软件；触发：内，外触发可用锤击开关,爆破，电火花触发,也可断线或接通触发；？时钟:年度计时钟,文件记录的时间数随参数存入文件；电源：12V?20%蓄电池供电；整机耗电:小于4安培（48道,1cD超亮度工作时为5安培）；仪器使用环境温度:-10,+55?;?仪器储藏温度:一20,+60?;湿度:90%RH.。
地震4
排列关系：
O
S1
S2
S3 ·······················Sn
O′ S折射
S折射反映了BE段； S′折射反映了CA段； BC段则是两条曲线共同反映的地段
S′折射
两端同时增加发射 点即形成多重相遇 时距曲线观测系统
O
O′
A
B
C
E
（三）、反射波法观测系统
在浅层反射波法现场数据采集中，根据仪器及地震地 质条件的不同，选择不同的观测系统。一般可用的观 测系统有： ①单次覆盖简单连续观测系统
V V V 1 V V V1 sin i cos i sin i V cosi V 2 V2 V22 2 2 所以： V22 V12 x 2h cosi x t x 2h cosi x 2h V2 V1 t V2 V1 V2 2h V1V2 V2 V1 V2 V1V2
振动的加速度，一般为压电晶体。
(1) 速度检波器 其电压输出与地表质点运动速度 成正比的检波器.
(2) 加速度检波器 其电压输出与地表质点运动的加速度
成正比的检波器，也叫涡流检波器。
速度检波器根据其固有频率可分为： 低频检波器-----＜10Hz
中频检波器-----10~33Hz
高频检波器-----33~100Hz 加速度检波器一般为高频，频率可达1000Hz。
倾斜界面时距曲线的特点：
①时距曲线的形状：
倾斜界面的折射波时距曲线仍为直线，其斜率或视速度的倒 数分别为：
1 V *下 1 V *上
sin (i ) V1 sin(i ) V1
特点：下倾方向折射波时距曲线斜率大、视速度小、曲线陡；
上倾方向折射波时距曲线斜率小、视速度大、曲线缓。
地震勘探仪器简介
• 2．集中式的数据采集系统
• 对于一个地震信号的记录通道，是把检波器接收的信号通过电缆输至 前放、瞬时浮点放大器（主放）、模数转换器（A/D）记录器等数据 采集部件，即把信号的处理（前放滤波）、数字化（主放、A/D转换） 和记录（格式编排与磁带记录）集中在中心站（主机），故常规地震 仪又称为集中式数据采集系统。对于模拟信号的处理电路是多路并行 通道，而其后的信号的数字化、编排等则是一路串行通道。
检波器
前放Leabharlann 滤波器多路开 关主放
模数转 换
传统的采集电路
检波器
前 放
模数转换
新一代仪器的采集电路
• 目前，大家所说的新一代遥测地震仪主 要是指第二种，这类仪器的主要标志是 去掉了以前仪器中的模拟滤波器、转换 开关、主放等模拟部件，出现了定点的 24位A/D转换器，该类仪器具有以下几方 面的优点：
• 1．提高了信号的保真度 • 由于去掉了模拟滤波器，就消除了该部件相位移所造成的零相位子波 畸变的问题。各地震道信号的相位与频率无关，也就是为线性相位或 零相位，从而提高了地震信号的保真度。 • 2．仪器的技术指标先进 • 由于取消了模拟滤波器、主放等模拟部件，使各地震道内的电路大为 简化，从而使各地震道内的性能指标（等效输入噪声、漂移、谐波畸 变、串音、动态范围等）得到了很大的提高。
三 新一代遥测地震仪
• 这里所指的新一代遥测地震仪是指1991年以后生 产的仪器，它又可分为两种类型。一种是1991年 美国的I/O公司生产的第一代System Two仪器，它 是一种有线遥测系统，与常规地震仪相比，它取 消了多路转换开关和浮点放大器，采用了24位的 A/D转换器，详见下图。另一种是舍塞尔公司在 1992年生产的SN388仪器和第二代System Two仪器， 这两种仪器与上一种仪器相比又取消了模拟滤波 部件。类似的仪器还有美国HGS公司1992年生产的 VISION，法佛尔德公司生产的Telseis Star等。
地震仪器知识
地震仪器知识第一节地震仪器发展简介第二节地震数据采集系统原理介绍第三节目前常用地震仪器简介第四节可控震源与气枪第五节地震仪器日、月、年检记录第六节电缆检波器地面站管理规定第四章地震仪器知识第一节地震仪器发展简介地震勘探就是用人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质情况，为寻找油、气田或实现其它勘探目的服务的一种物探方法。
与其它物探方法相比，地震勘探具有精度高、分辨率高、勘探深度大等优点，因此，已成为石油勘探中一种最有效的勘探方法。
地震勘探工作基本包括激发地震波、接收记录地震波和处理解释地震资料三个方面。
每一项工作都需要使用特定的设备，才能完成预期的任务。
地震勘探仪器就是为了接收和记录地震波专门设计的一种集精密传感器技术、近代电子技术和计算机技术为一体的组合装置。
最早的地震仪器是1914年Mintrop的机械式地震仪器。
近半个世纪以来，随着电子技术、计算机技术、通讯技术和地震勘探技术的迅速发展，石油地震勘探仪器也在不断地发展、完善和提高。
从地震仪器的记录内容和方式来看，大致分为四代：一、第一代：模拟光点记录仪㈠发展时间：30年代到50年代，经历了30多年。
我国从50年代初到60年代末，应用光点记录地震仪，简称51型地震仪。
㈡主要特点：1.地震记录为模拟波形光点感光照相记录。
2.采用电子管电路。
㈢存在问题：1.此种记录不能作回放处理，故不可作多次覆盖地震勘探。
在现场进行生产时，接收记录前必须选好激发和接收因素，否则无法补救。
2.地震资料的处理只能用手工进行，工作效率低，质量难有保证。
3.记录仪器动态范围小，一般只有20dB左右。
4.地震仪器记录频带窄，一般为30Hz左右。
使大量有效波丢失。
5.地震道数少，一般只有26道，只能进行二维地震勘探。
6.只适用于地震地质条件简单的地区工作，在复杂地区不能获得好的地震资料。
二、第二代：模拟磁带记录地震仪㈠发展时间：从50年代初到60年代末，经历了约十几年的时间。
工程物探仪器简介
9、基坑位移测试
北京航天三院33研究所 测斜仪CX-03 中国建筑科学研究院 频率计W-1 日本水准仪AT-G2
10、井中物探测试
重庆地质仪器厂 智能测井系统 JGS系列 上海地质仪器厂 综合测井站 渭南煤矿专用设备厂 综合测井系统 北京大地XG-1悬挂式波速测井仪
英国PXV-2管线仪 英国RD-400P管线仪
测漏仪MK-5型 相关仪MC-6型
6、高、低应变法
中建院FEI-C型基桩动力测试系统 中科院武汉力学所FD-P204型动测仪 武汉岩海公司RS-1616型动测仪
美国PDA公司PIT动测仪 荷兰IO公司IT动测仪 浙江大学EPPDS-Ⅱ型检测仪
2、浅地层剖面法
美国SIS-100型高分辨率浅剖仪 英国SBP浅层剖面系统
北京水电地质所2道高密度地震映像仪SWS-3型 中科院声学所PJY-1型浅层剖面仪
3、高密度电法
北方公司LZSD-C型自动数字电仪
重庆奔腾WDJD-2型多功能直流电法仪 重庆地质仪器厂60道DUK-2型高密度电法系统
7、超声波法
瑞典PTI公司TICO型超声仪 北京市政院康科瑞公司NM-4型声波仪 北京智博联科技有限公司ZBL-U型超声仪
武汉岩海公司RS-UT01C型声波仪 中科院武汉岩土所RSMSYS型超声波仪 长沙白云CE-9201型声波仪
8、静荷载试验
武汉岩海RS-JYC自动静力载荷测试仪 徐州市政院JCQ-503A静力载荷测试仪
吉林大学E60BN型高密度电法工作站
4、地质雷达
美国GSSI公司SIR-10型探地雷达 瑞典马来公司IEMAC型探地雷达 加拿大雷GSC公司EKKO型探地雷达 日本OYO公司GeoRadar系列探地雷达
中国电波传播研究院LTD-10型探地雷达 北京中来公司GR2000型探地雷达
中国石油大学(华东)地球物理综合训练实习资料报告材料
2014-2015学年第一学期地球物理综合训练实习报告专业班级：地球物理11-1班学号：11013127：汤婕指导老师：兵祥、徐凯军、宋娟、唐杰时间：2014年12月10日-15日前言地球物理勘探简称“物探”，即用物理的原理研究地质构造和解决找矿勘探中问题的方法。
它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪器，探测天然的或人工的地球物理场的变化，通过分析、研究所获得的物探资料，推断、解释地质构造和矿产分布情况，目前主要的物探方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。
依据工作空间的不同，又可分为：地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。
地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质、规模大小及所处的位置，都有相应的物理现象反映到地表或地表附近，这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。
地球物理勘探的主要工作容是利用相应仪器测量、接收工作区域的各种物理现象的信息，应用有效的处理方法从中提取出需要的信息，并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异，结合地质条件进行分析，做出地质解释，推断探测对象在地下赋存的位置、大小围和产状，以及反映相应物性特征的物理量等，做出相应的解释推断的图件。
地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。
地球物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果，因此，它是间接的勘探方法。
此外，用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造，是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题，是地球物理场的反演的问题，而反演的结果一般是多解的，因此﹐地球物理勘探存在多解性的问题。
为了获得更准确更有效的解释结果，一般尽可能通过多种物探方法配合，进行对比研究，同时，要注重与地质调查和地质理论的研究相结合，进行综合分析判断。
地球物理勘探是一门实践性极强、科技含量极高的一门应用性学科，具体工作方法是从不同的时间、空间角度去观测对象的响应信息，而把握这些响应信息需要借助现代仪器、观测技术、解释技术。
野外地震勘察仪器原理、结构与使用
地震勘探仪器原理与结构5.1地震勘探仪器的任务、研究方法一、地震勘探仪器的任务、研究方法所谓地震勘探就是用人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质情况，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法。
与其它物探方法相比，地震勘探具有精度高、分辨率高、勘探深度大等优点，因此，已成为石油勘探中一种最有效的勘探方法。
在西方发达国家，石油勘探方面总投资的90％用于地震勘探。
在我国，自大庆油田发现以来，新发现的油田有90％是用地震勘探的方法找到的。
目前在我国的石油物探队伍中，绝大部分是地震队。
地震勘探基本上可分为野外数据采集、室内资料处理、地震资料解释三个阶段。
每一个阶段都需要使用一定的设备才能完成预期的任务。
没有这些设备作为工具和手段，地震勘探理论再完善也不能付诸实施，当然也就达不到勘探的目的。
地震勘探装备是地震勘探的物质基础。
事实上，一个国家勘探装备的状况，在很大程度上反映了这个国家的石油勘探水平。
地震勘探装备种类很多，涉及的范围很广。
其中直接用于野外地震数据采集的专用设备称之为地震勘探仪器。
地震勘探仪器的任务是将由震源激发的，并经地层传播反射回地表的地震波接收和记录下来。
从这个意义上来讲，地震勘探仪器主要包括检波器和记录仪器。
检波器接收地露波并把它转换成电信号，记录仪器对地震电信号进行放大滤波再把它记录下来，成为野外地震记录。
地震勘探第一阶段(野外数据采集阶段)的最终成果，就是地震勘探仪器产生的野外地震记录。
这些野外地震记录是地震勘探的资料处理和资料解释的原始依据和工作基础。
地震勘探仪器本身性能好坏和使用是否恰当，直接影响地震记录质量，也就必然影响到后期资料处理和资料解释工作，最终势必影响到地震勘探效果。
所以，地震勘探仪器是地震勘探装备中员基础的设备，也是最关键、最重要的设备。
正是由于地震勘探仪器在地震勘探中有很重要的地位和作用，所以地震勘探仪器原理历来是地震勘探这门学科中一个不可分割的内容。
地震仪器文档
地震仪器1. 引言地震是一种自然灾害，常常给人们的生命财产造成巨大的破坏。
为了及早探测地震的发生，并及时采取预防措施，科学家们开发了各种地震仪器。
本文将重点介绍几种常见的地震仪器，包括地震计、地震监测系统和地震防灾设备等。
2. 地震计地震计是一种用于测量地震波的仪器。
它的主要功能是记录地震波的振幅、频率和持续时间等信息，以便科学家们研究地震的性质和趋势。
地震计的原理是基于地震波在地球内部的传播和反射。
常见的地震计主要有三种类型：•倾斜仪：通过测量地面的倾斜角度来判断地震活动的情况。
倾斜仪通常使用液体磁测量仪或光纤传感器进行测量。
•加速度计：用于测量地面的加速度变化，可以精确地记录地震波的振幅和频率。
加速度计通常使用压电传感器或激光测距仪等设备。
•应变仪：通过测量地面的应变来判断地震波的传播情况。
常见的应变仪包括应变计和位移计等。
3. 地震监测系统地震监测系统是一种集成了多个地震仪器的综合系统，用于实时监测和记录地震活动的情况。
地震监测系统通常由地震计、地震定位系统和数据传输系统等组成。
其中，地震计用于测量地震波的振幅和频率，地震定位系统用于确定地震的发生位置，数据传输系统用于将地震监测数据传送到地震监测中心。
地震监测系统的核心设备是地震计。
它可以分布在不同的地点，并通过无线网络或有线网络连接到地震监测中心。
地震监测中心可以实时接收到各地地震计的数据，并进行分析和处理。
当地震发生时，地震监测系统可以及时发出警报，以提醒人们采取相应的应急措施。
4. 地震防灾设备为了减少地震给人们带来的伤害和损失，科学家们开发了一系列地震防灾设备。
这些设备旨在提供人们在地震发生时的保护和逃生途径。
常见的地震防灾设备包括：•避震建筑：采用特殊的抗震设计和结构，能够减少地震时建筑物的损坏和倒塌风险。
避震建筑通常使用减震器和隔震器等技术手段来减轻地震波对建筑物的影响。
•防震家具：设计特殊的家具，如抗震床、防震书架等，能够在地震时提供人们的保护。
勘测仪器原理知识点总结
勘测仪器原理知识点总结一、引言勘测仪器是指用于测量地球表面和地下的各种物理量和特性的仪器，通常用于地质勘探、地图测绘、土地利用规划以及地下资源勘察等领域。
勘测仪器通过测量地面或地下的各种物理参数，可以帮助人们更加全面和准确地了解地球的形态、结构和物性，为人类社会的发展和资源利用提供重要的科学依据。
本文将从地震勘测仪器、地电勘测仪器、地磁勘测仪器等角度出发，系统总结勘测仪器的原理知识点，并结合具体的应用案例进行分析。
二、地震勘测仪器原理地震勘测仪器是利用地震波在地下传播的特性，测量地下介质的物理参数，如速度、密度、弹性模量等，以了解地下结构和岩石性质的仪器。
地震勘测仪器主要包括地震仪、地震检波器、数据采集系统等部分。
地震勘测仪器的工作原理主要包括地震波的发射、传播和接收三个环节。
1. 发射地震波地震勘测仪器通过地震仪产生人工地震波，通常采用爆破或振动器震源。
在进行地震勘测前，需要根据勘测区域的地质条件和勘测目标的深度，选取合适的震源能量和震源类型。
通过不同形式的震源能量和震源类型，可以产生不同频率和波长的地震波，从而实现对地下某一深度范围内的物理参数进行检测。
2. 地震波的传播地震波在地下传播时会受到地下介质的物理参数的影响，这些影响会导致地震波的速度、波形和能量发生变化。
地震波在地下传播过程中，主要包括纵波和横波两种类型，它们的传播速度和能量损失程度也各不相同。
利用这些差异性，地震勘测仪器可以根据地震波在地下传播的情况，推断出地下介质的物理参数。
3. 接收地震波地震检波器是地震波的接受器，在接收地震波的过程中，地震检波器可以将地震波的能量转换成电信号，再经过放大和数字化处理，最终通过数据采集系统记录和存储。
地震波接收的信号质量和检波器的灵敏度和频率响应特性密切相关，因此地震检波器的选择和布设布局对勘测成果的质量具有重要影响。
应用案例：地震勘测仪器在矿产勘察中的应用地震勘测仪器在矿产勘察中具有广泛的应用，特别是在矿区的地质构造、矿床预测和矿体勘查等方面。
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① 方向特性：当振动方向与线圈轴线方 向一致时，产生最大输出电压，具有最 大的灵敏度。
图4.1 电动式检波器结构示意图
按检波器固有频率分：低频， ＜ 10Hz ； 中 频 ， 10 ～ 33Hz ； 高频，33～100Hz。
图示为100 Hz高频检波器的频 率特性曲线。曲线分三段。
第一段：线性段，f较低时， 输出随f的升高而增大；
放大倍数：输出信号振幅m1与输入信号振幅m2的比值。
M m1 m2
分贝(dB)：用对数值表示放大倍数
M db 20 log10 M
100dB意思指：若有5μV的输入振幅，则可得到0.5V(即0.5×106μV)的输出。
2.动态范围 定义：测量信号振幅极大值与系统噪音水平的比值，用分贝
表示： ［动态范围］=［ A ］dB a
3.数字地震仪的特点 (1)全数字化
全数字化：就是利用微机控制仪器来完成数据采集和信息处理。微机处 理是中心，而采集系统则属于外围设备。通过对计算机的操作就可实现对地 震仪的操作。这样可使地震仪的稳定性和可靠性大大提高。同时，仪器具有 操作简单、重量轻、体积小的优点。
(2)动态范围大
3.记录显示装置 一般用计算机记录和显示。 4.震源同步系统
一是激发地震波，二是与激发时间同步产生触发信号，使主机开始记时。 锤击：用两个弹簧片与导线连接作触发器； 炸药：爆炸使捆在炸药包上的导线炸断，产生触发信号。
第二节 数字叠加式浅震仪介绍
按叠加方式分：模拟叠加增强式，数字叠加增强式
一、几个基本概念 1.分贝
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别对连续信号进行25、100、125、200、250Hz采样， 则输出频率分别为25、100、125、50、0Hz。显然，后两个采样不足，出现假频。
假频：某连续信号，采样频率小于信号频率的两倍，则在每个周期内采样不足
两个，采样后变成另一种频率的新信号。 采样间隔并非越小越好，△t过小，会增加不必要的处理工作量； 另一方面，一般浅震仪只能处理一定数量的子样（通常为512个，1024个或2048 个），因此过小的采样间隔会使记录长度缩短，致使勘探深度变浅。 一般浅震仪，△t有0.125、0.25、0.5、1、2ms等不同档次，可据不同情况选用。
3.假频
计算机只能对离散数据进行运算。 采样：连续波形信号 离散信号。
子样：某离散信号瞬时值。
采样间隔△t：相邻子样的时间间隔。△t越小，所得一组离散值越 能代表原波形信号（模拟信号）的形状。
图4.5 假频现象
采样定理：
t
1
2 fmax
fmax ： 信 号 中 的 最 高 频 率 成 分 。 采样间隔为，那么采样频率为， 如图所示。
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别 对连续信号进行25、100、125、 200、250Hz采样，则输出频率 分别为25、100、125、50、 0Hz。显然，后两个采样不足， 出现假频。
假频：某连续信号，采样频率 小于信号频率的两倍，则在每 个周期内采样不足两个，采样 后变成另一种频率的新信号。
如图示：陆上接收纵波的电磁式（动圈式） 速度检波器。
组成：外壳、磁钢、弹簧片、线圈等。
检波器工作原理：
当地震波引起地表介质振动时，检波器外 壳连同磁钢随介质质点一起振动，而线圈 由于惯性不随外壳同时运动，于是便产生 了线圈与磁钢的相对运动，线圈切割磁力 线便产生感生电流。其作用相当于小小 “发电机” ，将机械振动转变成了电振
二、仪器的工作原理及特点 1.工作原理
工作原理如 图示。
图4.6 数字叠加式浅层地震仪工作原理图
2.数字叠加原理
图4.7 数字叠加原理及流程图
如图所示。数字叠加原理如下：来自放大器的模拟信号经A/D转换后的数字信 号和存贮器已有（前一次）的数字信号相加，再送回存贮器，等待与再次激发 产生的数据信号相加。若使每次激发产生的地震信号依次进行相加，就可得到 多次叠加后的增强地震数据。
第四章浅层地震勘探仪器简介源自二、地震仪的主要组成部分地震道：一个检波器、一个放大器（包括滤波器等电路） 和一个记录器组合在一起。浅震仪道数有12道、24道或48道。
四个主要部分：检波器、放大器、震源同步系统和记录显示装置
1.检波器 作用：把地震波到达地表接收点处所引起的微弱机械振动转换
为电磁振动。一种机电转换装置。为适应地震勘探的各种要求，其 类型和性能多种。接收波型：纵波、横波、井中检波器（三分量检 波器）；使用地区：陆上、海上检波器；电压输出与质点运动速度 关系：速度、加速度检波器。
第二段：当f为某值时，输出 最大；
图4.2 SSJ—100型检波器频率特性
第三段：f再升高，输出渐小，趋于一极限值。
整个频率曲线表现为一种高通滤波性能，可适当地压制 低频面波等干扰。
在浅震中，多采用高频检波器。
2.放大器
自动增益控制(AGC)：使放大器的放大倍数能随反射信号能量的强弱而自动调节。 可将浅、中、深层能量悬殊的反射信号同时出现在波形记录上。放大倍数可达几 十万倍以上。