地震勘探儀器

　　地震勘探中用人工爆炸或用其他可控震源激發地震波，並記錄它在地面引起的振動位移的儀器。通過分析地震波在巖石中的傳播規律，確定地震介面的埋藏深度和形狀。

　　地震勘探儀器一般由地震檢波器、放大系統、記錄系統3部分組成。地震檢波器主要有感應檢波器、壓電檢波器、鐳射檢波器等幾類。它可直接拾取地震振動，並將振動轉換成能為儀器記錄的能量形式。放大系統的作用是對檢波器輸出的微弱電信號進行濾除幹擾和增益放大控制。記錄系統以不同方式將信號記錄錄下來。檢波器、放大系統、記錄系統3個基本環節組成一個地震道。地震儀一般是多道的。

　　按地震波的記錄方式，地震勘探儀器的發展已經歷瞭3代。第一代是模擬光點記錄地震勘探儀。這代地震儀大多數由電子管制成。由於光點感光方式的限制，其動態范圍小，僅有20分貝，頻帶寬約10赫茲，采用自動增益控制，記錄結果不能作數字處理。第二代為模擬磁帶記錄地震勘探儀。大多數采用晶體管電路，利用磁帶記錄，可多次回放，並可作多次疊加和數據處理。動態范圍達50分貝，頻帶寬為15～120赫茲，采用公共增益控制或程序增益控制。第三代為數字記錄地震勘探儀器。這代地震儀采用二進制增益控制方式和瞬時浮點增益控制。它把檢波器輸出的信號轉化為數字化信息，記錄在磁帶上。其動態范圍為120～170分貝，頻帶寬為3～250赫茲以上，記錄的振幅精度高達0.1～0.01％。

　　按使用范圍，地震勘探儀器分為3類：

　　①石油地震勘探儀器。種類很多，一般常用的是數字地震儀。這種儀器是把檢波器輸出的信號數字化，並將數字化的信息按一定格式記錄在磁帶上。這種儀器的特點是動態范圍大、頻帶寬、精度高等。圖為DFS-V型數字地震儀的框圖。儀器的主體包括3個箱體：模擬箱體、邏輯箱體和磁帶機。另外還有兩個輔助箱體：覆蓋開關（包括電臺）和照像記錄儀。60道或120道地震檢波器接收到的地震信號，經過濾波前置放大器，模擬濾波，再經多路轉換開關對各道地震信號進行采樣，瞬時浮點放大和模數轉換，送至控制箱體，經過記錄邏輯系統再送入磁帶機最後記錄在磁帶上。

　　②用於工程地質領域的淺層地震儀。又稱工程地震儀。一般是指勘探深度近數百米范圍內的地震勘探儀器。按其工作原理分計數型、波形表示型和信息增強型3大類。廣泛用於礦產、水文地質、工程地質等領域。淺層地震儀常見的有傳真式地震儀。它的記錄方式是隻記錄幅度超過一定閾值電平的信號，並用歸一的“短劃”形式記錄在電敏紙上。一方面通過地震波的非線性變換，將連續的地震信號用幅度比較器轉換為脈沖訊號；另一方面用邏輯門對雙信號道的信號利用相關波長濾波技術進行處理，可得到記錄良好的淺層反射波。計數型淺層地震儀是通過地震波由檢波器1到檢波器2的傳播時間來得知振動速度的。即把地震波到檢波器1、2產生的信號分別作為啟停控制脈沖，並用時鐘電路提供的計時脈沖，將兩個信號的時間間隔數字化，用數字的計時單位直接給出觀測值。波形表示型淺層地震儀主要有光線示波器型和紫外線示波器型、陰極射線管指示器型和傳真摹寫型等。它的波形顯示方式具有直觀顯示特點，能進行續至波記錄，還能提供地震波的動力學特征。增強型淺層地震儀是一種采用信號疊加的處理方法來改善檢出信號的信噪比，以增大探測深度或便於在幹擾嚴重地區進行有效工作。它測量在同一錘擊點多次激發的地震波，將其到達檢波器的時刻與各地震界面相對應的相同信號疊加在一起，從而使信號得到增強，而相位紊亂的隨機幹擾信號隨錘擊次數增加而趨於互相抵消。

　　③用於近場地震研究的強震儀。地震工程中獲得定量數據的儀器。它能記錄較為強烈的地震，由拾震記錄系統、觸發控制系統、時標等部分組成。頻帶為0～15赫茲或0.06～50赫茲，均采用自動觸發、啟停工作方式。