我国的测试系统技术总体水平比较落后,目前国内测试系统的现状是:国产地震波检波器的测试系统只适于在物探公司内使用,不适于野外现场使用,地震波检波器必须在使用前预先测定好;国外地震波检波器的测试系统由于价格昂贵,只能少量使用,一旦损坏大多报废,造成极大浪费。
因此,在借鉴国外产品的优点、克服国内产品的缺点基础上,研制开发了一种新型的高精度便携式地震波检波器测试系统。
2 、对比测量法原理
由于目前地震勘探采用的压电检波器几乎都是变压器耦合,它们具有相似的灵敏度一频率响应特性,在10 Hz~400 Hz之间,灵敏度变化小,因此一般都采用选定频率点的方式对其进行对比测量。即用参考晶体(标准检波器)做对比测量。所谓对比测量是指在相同条件下测量已知标准检波器和未知待测检波器的响应,然后利用声源、标准检波器、待测检波器都是线性的原理,对两者进行比较,计算待测检波器的响应值。
Mx=Ms(Ux/Us) (1)
式中,Mx为待测检波器的声压灵敏度,V/Pa;Ms为标准检波器的电压灵敏度,V/Pa;Ux为待测检波器输出端的开路电压,V;Us为标准检波器输出端的开路电压,V。
如果采用分贝表示,则被测检波器的自由场开路电压灵敏度级为:
MLX=20lg(Ux/Us)+ML0 (2)
3 、声场分析
准确测试压电检波器,必须满足驱动和耦合要求。例如耦合腔内声场基本均匀,腔内的设计(包括耦合腔)要求具有刚性边界、腔内部无释压材料以及腔的体积、尺寸满足测试条件。由于要求地震压电检波器对频率的响应范围低于1 kHz.因此它是类似包含对次声波有响应的声学传感器,对其测试需要建立一个稳定压力场或声场(包含次声波)。