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检波器组合的摆放形式

时间:2023-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:因为规则分布的时候,总有一个方向是多个检波器重合的,检波器之间没有时差,对于沿地面传播的干扰波没有相互抵消的衰减作用,没有做到物尽其用。究其原因,是因为严格直线放置时在某些方向上的检波器分布只有几个点,小幅度调整检波器位置并进行室内混波后,检波器在平面上分布的位置会变得更加均匀、压制干扰波的效果也更好。

在选择不同的组合图形进行面积组合时,在其他因素(组合基距、组内距、检波器个数、组内高差等)大致相同的情况下,不同组合图形之间的主要差异,表现为组合的方向特性不同,也就是对来自不同方向的干扰波的响应不同。判断一个好的组合图形的标准应该是:在各个方向均具有良好的压噪能力。当前,几乎在每一个工区都要进行不同类型的组合图形试验,比如矩形、菱形、放射形、风车形、圆形……但是,计算表明,纵向拉开大致一个道距,横向大致拉开一个最大干扰波视波长的矩形组合,就是具有全方位压噪能力的最佳组合。因为这种图形既具有很好的方向性响应(在其他组合因素都合理的前提下),又简单易行,便于野外施工(图4-67,几种组合图形的方向特性的比较)。

图4-67 几种组合图形(左图)及其方向特性(右图,玫瑰图)比较

同时,从目前野外实践的角度来看,还有另外几点需要注意。

(1)两个检波器紧紧并列摆放无益于信噪比的提高。因为此时两个检波器之间没有时差(无论对有效波还是干扰波),所以既不会衰减环境噪音,也不会衰减规则噪音,是一种资源的浪费。正确的方式应该是在每一个检波器之间都保持一定的距离。当然,如果希望用增加检波器数量来提高“机电比”,则属于另外一种情况。

(2)其他因素相同的情况下,检波器随机分布的组合要比规则分布的组合具有更好的方向特性。因为规则分布的时候,总有一个方向是多个检波器重合的,检波器之间没有时差,对于沿地面传播的干扰波没有相互抵消的衰减作用,没有做到物尽其用。而随机分布的组合方式恰恰避免了这一点。所以,在某些不便于规则放置的地区,根据地形对每个放置点进行适当调整,其组合的方向特性要好于规则的直线型排列方式,并不会降低组合的压噪能力,理论计算也证明了这一点(图4-68)。究其原因,是因为严格直线放置时在某些方向上的检波器分布只有几个点,小幅度调整检波器位置并进行室内混波后,检波器在平面上分布的位置会变得更加均匀、压制干扰波的效果也更好。

(3)在组合图形不合理的情况下,增加检波器个数有时候反而不利于压噪能力的提高。

图4-69右图是新疆某工区采取宽线+大组合施工时采用的布线方式。室内组合后总共用到了432个检波器,其对应的玫瑰图为图4-70中的红线,这当然比传统的主要沿排列拉开的组合方式的压噪能力有了很大的提高。但是,如果采用图4-69左图所示的72个检波器组合方式(对应玫瑰图为图4-70蓝线),却可以达到比(室内组合后)432个检波器更好的压噪效果。

图4-68 两种检波器组合方式(严格按直线放置、小幅度调整检波器位置,上图)及其对应的玫瑰图(下图)

图4-69 “有效组合基距”相同的两种检波器组合方式(2,室内组合后)

图4-70 图4-69两种组合方式对应的玫瑰图

(4)灵敏度分布的不合理,是导致组合压噪能力降低的重要原因。

经过计算,发现导致压噪效果不理想的一个重要原因是灵敏度的分布不够合理,进而导致了压噪能力的降低。因为在设计检波器组合的时候,灵敏度的分布不像组合基距一样直观,在很多时候没有引起人们足够的重视。图4-71中两种组合方式在in-line方向的组合基距、组内距以及检波器个数都是一样的,唯一不同的是两种组合方式的灵敏度分布不同,但是A、B两种组合在in-line方向的压噪能力差距很大(图4-72)。进行仔细分析后可以发现,组合A在干扰波为in-line方向入射时,其灵敏度分布为2、10、2、10、2、10;组合B的灵敏度分布为6、6、6、6、6、6(图4-73)。可见,灵敏度分布的不合理,呈现出跳跃性的特点,正是令组合A压噪能力差的原因。计算证明,如果灵敏度的分布是等灵敏度或者三角形(中间的灵敏度大,两边的灵敏度小),组合的压噪效果会比较好;相反,如果组合的灵敏度分布为哑铃型(中间的灵敏度小,两边的灵敏度大)或者跳跃型(灵敏度分布变化剧烈),那么在这种情况下即使组合拉开的距离很大,其压噪的效果也会大打折扣(图4-74)。

图4-71 in-line方向灵敏度不同的两种检波器组合(组合基距、组内距、检波器个数均一样)

图4-72 图4-71中两种组合对应的玫瑰图

图4-73 图4-71中组合A、B在in-line方向的灵敏度分布

图4-74 四种不同类型的灵敏度分布

所以,在野外施工中,检波器组合图形的设计尤为重要,很多看似具有全方位压噪能力的组合方式,却往往在某个方向上出现压噪能力显著变差的情况。这是因为设计图形的时候,往往只是关注组合基距的大小,而没有注意灵敏度的分布是否合理,特别是没有利用玫瑰图考察各个方向的压噪能力,使得很多时候即使使用了大量的检波器进行组合,也没有取得满意的压噪效果。

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