408XL倾斜度测试的原理及实质

赵会彦

【摘要】倾斜度测试是SERCEL仪器检波器测试项的一个重要部分，通过调查和倾斜度测试原理分析可以看出：408地震数据采集系统的倾斜度测试，是检验仪器包括检波器、大小传输线和放大器等采集设备对脉冲信号的响应程度，而并不是通常理解的检波器直立程度，倾斜度测试实际是检波器脉冲响应测试。

【关键词】408XL 地震数据采集系统 倾斜度测试 脉冲响应

1 前言

在SERCEL陆地地震数据采集系统中，408XL在每天的放炮生产前进行的日检验工作中，“倾斜度”测试是检波器测试项的一个重要检验项目，技术规范要求测试值在±10%以内。单从字面意思人们会很容易把倾斜度测试理解成是检验检波器的倾斜程度。因为在地震采集施工时，明确要求检波器必须垂直、紧密地与大地耦合在一起。很多人认为多个检波器组合接收时，只要有一个检波器平躺，就会导致倾斜度测试超限；有野外操作人员认为大线电阻大会导致倾斜度测试超限。那么倾斜度测试的实质究竟是什么？

2 倾斜度测试原理

从技术手册中知道408XL倾斜度测试原理图如下：

FDU内置的测试信号发生器DAC输出的倾斜度测试信号是：

测试时，DAC产生的阶跃脉冲测试信号（如图2所示），输送给所有参与测试的地震道的检波器，检波器线圈由于阶跃脉冲电流通过，在磁场的作用下，偏离平衡位置。测试信号撤销后，检波器线圈在支撑弹簧片的作用下，回复平衡位置，而产生阻尼震荡运动，反复切割磁力线，产生感生电动势，输出一个电信号送给放大器。

3 倾斜度测试现场调查

为了弄清倾斜度测试的实质，在野外采集现场作了若干调查：

（1）某道检波器2并2串组合埋置，倾斜度测试正常值为1.34%。

其中1串检波器平放在地上，重新测试倾斜度为-0.41%。

拔掉1串检波器，形成2并1串的连接方式，然后测试倾斜度为51.3%。

再拔掉1串检波器，形成2串串联的连接方式，然后测试倾斜度为89%。

拔掉所有检波器，形成开路状态，测试倾斜度为100%。

（2）某道4串检波器2串2并组合埋置，倾斜度测试正常值为-1.23%。

其中任意一串3个检波器平放在地上，重新测试倾斜度为8.5%。

再任意拔掉3个检波器，平放在地上，测试倾斜度为9.4%。

（3）在进行倾斜度测试时，同时记录下其它参数：电阻、漏电、噪声。数据显示：

开路时，倾斜度基本为100%；

在其余参数正常的情况下，电阻大的地震道倾斜度均为超过规范要求的正值；

有一道电阻小，漏电大的地震道，其倾斜度为超过规范要求的负值；

部分噪声相对大于20微伏的地震道倾斜度测试值也异常。

4 对调查结果的解释

根据倾斜度测试的原理，可以对调查结果做出如下解释：

（1）地震道开路时，该道往往会接收空间散布的超大电磁干扰信号，测试时，其输出为异常大值，因而计算出的倾斜度为最大值100%。测试时，DAC输出的脉冲信号加在由检波器电阻、大小线及连接电阻和地震放大器输入阻抗串联的电路上，因为脉冲信号的幅度是固定的，但是检波器电阻往往比较大，所得的分压也大，即检波器被激励的信号大，所以地震放大器的输入大，倾斜度测试值大，可能呈现异常正值。不难理解，如果某道检波器电阻值正常，由于大小线或连接电阻大，引起该道外线电阻大，则该道的倾斜度测试值小。同样道理，外线电阻小，或漏电大，倾斜度测试值小，可能呈现异常负值。

（2）在调查中，也存在这样的情况：某道测试外线电阻值正常，其它参数包括漏电、噪声也都正常，但是倾斜度测试却不合格，而且往往呈现异常负值。理论分析和调查试验已经证实：外线电阻值不正常，倾斜度测试可能不合格。但是外线电阻值正常，倾斜度测试不一定都合格。比如：检波器串中，如果有一只或几只检波器的线圈卡壳，测量其直流电阻还是正常的，但是在被脉冲信号激励的情况下，输出信号肯定比正常的要小，所以必然呈现负值，甚至超过-10%而不合格。

（3）从理论上说，噪声对倾斜度的测试结果是有影响的。但是一般情况下，环境噪声的幅度量级与测试信号相比有很大差距，所以影响甚微。在个别情况下，可能会产生比较显著的影响。在进行倾斜度测试时，检波器是由DAC输出的电测试信号驱动的，不是地表的垂直运动驱动的，所以检波器直立或平躺对测试结果有影响，但是影响不大。

5 结论

可以看出，倾斜度测试实质主要是检验从检波器经过传输线到放大器对激励脉冲的综合响应情况。如果检波器状态不正常：电阻值不正常大或小、线圈卡壳；外线漏电或接触电阻大；放大器工作不正常都可能会导致倾斜度测试不合格。从理论分析和实际调查的情况看，倾斜度测试结果符合要求，并不能说明检波器个个都直立的很好。平躺在地面的检波器在接受仪器倾斜度测试时，对测试结果影响不大，但是在生产采集过程中，因为地震反射波使地面上下垂直运动，平躺的检波器显然对采集数据有明显影响。因此在采集施工中，一定要坚持检波器直立埋置的要求，不能因倾斜度测试通过而忽视。用脉冲信号来检查各地震道响应的一致性是通常采用的方法，也是对地震仪器进行日檢验的最重要的内容。其实，这也是“倾斜度”测试项目的测试方法和测试目的，408XL地震仪器的“倾斜度”测试实质就是“脉冲响应”测试。

参考文献

[1] SERCEL 《408XL手册》2004