地震检波器 ppt课件
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第二章地震检波器地震检波器是把传输到地面或水中的地震波转换成电信号的机电转换装置,它是野外地震数据采集的关键部件。
第一节电动式地震检波器工作原理:当地震波到达地面引起机械振动时,线圈对磁铁作相对运动而切割磁力线,根据电磁感应原理,线圈中产生感生电动势,且感生电动势的大小与线圈和磁铁的相对运动速度成正比。
图2-1(a)电动式检波器基本结构图2-1(b)电动式检波器外形图2-2 检波器内各部分的运动关系图2-2 检波器内各部分的运动关系12一、运动方程的建立运动方程反应的是检波器线圈运动与地面运动的关系。
规定:z ——地面产生的向上位移y ——线圈框架(惯性体)的向上位移x ——线圈相对磁铁的向下位移(x <0),并且:y z x =+1.弹簧克服惯性体重力后的拉力K FK F kx =- (2-1)2. 线圈受到的电磁阻尼力根据法拉第电磁感应定律,线圈两端输出的电动势为dtdxs dt dx dx d n dt d ne ⋅=⋅==φφ dxd ns φ=称为机电转换系数,也叫空载灵敏度。
线圈中的感应电流为:c o e ei R R R==+式中c R 是线圈内阻,o R 是线圈负载电阻。
感应电流受到的电磁力L F :dtdx R s R e s i dx d n F L ⋅-=⋅-=⋅-=2φ (2-2) 3. 铝制线圈框架受到的电磁阻尼力当圆筒形铝制线圈框架在磁场中运动时,线圈框架内将产生涡电流。
涡电流产生涡旋磁场,此涡旋磁场与永久磁场相互作用的结果也是阻止线圈框架的运3动,这种电磁阻尼力与线圈框架相对磁铁的运动速度成正比:dtdxF T μ-= (2-3) 根据牛顿第二定律,将式(2-1)、(2-2)和(2-3)相加:2222222()k L T s dxF F F k x R dtd yd z d x M M dt dtdt μ++=-⋅-+⋅⎛⎫=⋅=⋅+ ⎪⎝⎭ 即 222221dtzd x M k dt dx R s M dt x d -=+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅+μ (2-4) 一般式 2220222dtz d x dt dx h dt x d -=++ω (2-5)MRs h 2/2+=μ——衰减系数,M K /0=ω——自然频率 。
第二章地震检波器地震检波器是把传输到地面或水中的地震波转换成电信号的机电转换装置,它是野外地震数据采集的关键部件。
第一节电动式地震检波器工作原理:当地震波到达地面引起机械振动时,线圈对磁铁作相对运动而切割磁力线,根据电磁感应原理,线圈中产生感生电动势,且感生电动势的大小与线圈和磁铁的相对运动速度成正比。
图2-1(a)电动式检波器基本结构图2-1(b)电动式检波器外形图2-2 检波器内各部分的运动关系图2-2 检波器内各部分的运动关系12一、运动方程的建立运动方程反应的是检波器线圈运动与地面运动的关系。
规定:z ——地面产生的向上位移y ——线圈框架(惯性体)的向上位移x ——线圈相对磁铁的向下位移(x <0),并且:y z x =+1.弹簧克服惯性体重力后的拉力K FK F kx =- (2-1)2. 线圈受到的电磁阻尼力根据法拉第电磁感应定律,线圈两端输出的电动势为dtdxs dt dx dx d n dt d ne ⋅=⋅==φφ dxd ns φ=称为机电转换系数,也叫空载灵敏度。
线圈中的感应电流为:c o e ei R R R==+式中c R 是线圈内阻,o R 是线圈负载电阻。
感应电流受到的电磁力L F :dtdx R s R e s i dx d n F L ⋅-=⋅-=⋅-=2φ (2-2) 3. 铝制线圈框架受到的电磁阻尼力当圆筒形铝制线圈框架在磁场中运动时,线圈框架内将产生涡电流。
涡电流产生涡旋磁场,此涡旋磁场与永久磁场相互作用的结果也是阻止线圈框架的运3动,这种电磁阻尼力与线圈框架相对磁铁的运动速度成正比:dtdxF T μ-= (2-3) 根据牛顿第二定律,将式(2-1)、(2-2)和(2-3)相加:2222222()k L T s dxF F F k x R dtd yd z d x M M dt dtdt μ++=-⋅-+⋅⎛⎫=⋅=⋅+ ⎪⎝⎭ 即 222221dtzd x M k dt dx R s M dt x d -=+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅+μ (2-4) 一般式 2220222dtz d x dt dx h dt x d -=++ω (2-5)MRs h 2/2+=μ——衰减系数,M K /0=ω——自然频率 。