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图4 系统流程图

实验与结果分析

由于野外探测爆炸条件难以实现限制，本设计采用实验室敲击试验台模拟震动现场，以产生的波形模拟地震波，用MEMS加速传感计和常规传感器的检波器作比较进行实验，首先将传感器采集的信号通过示波器输出，如图5所示。

由图5可知，动圈式检波器信号（CH1）的振幅只有500mV；而在相同的情况下MEMS检波器信号（CH2）的振幅1.3V，且频带较宽，这种能保留低频信号的能力对于地震反演非常重要。结果表明，MEMS检波器较传统检波器的频带范围宽，波形幅度较大。


图5 MEMS检波器和常规检波器的振幅

MEMS检波器和常规10Hz检波器分别检测敲击桌面产生的震动信号，将输出信号分别输入MSP430的P0口、P1口，由ADC进行1024次采样，经FFT变换后的频率响应结果如图6所示。

由图6可知，经过FFT变换后，MEMS数字检波器的谐波畸变小于0.0028，大大提高了勘测的准确性。


图6 MEMS数字检波器和常规检波器的频率响应

结论

本检波器相比传统检波器而言，具有故障率低、总重量和总体积小、排列布放方便、不漏电、排查故障和建立排列容易等优点。可用于多波三维勘探、精细目标勘探，以及解决疑难地质问题，可以大大提高勘探质量和效果。

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关键词： 地震 设计 MEMS 变换 傅里叶 基于