[发明专利]一种幅值和相位自校准的低频岩石物理测量方法及系统

权利要求书

1.一种幅值和相位自校准的低频岩石物理测量方法，具体为：

（1）搭建测量环境步骤：

将圆柱形岩石置于金属支撑台上并处于围压容器内，向围压容器内泵入传压介质，分别在岩石的侧面纵向和横向多点布置传感器；金属支撑台的上部分为截面直径与岩石相同的圆柱形，在金属支撑台的圆柱形侧面纵向多点布置传感器；

（2）标定步骤：

在2Hz～2kHz频率范围内选取多个频率点，分别将对应这些不同频率但相同相位和幅值的交变电压信号输入各位移传感器，采集各位移传感器的输出交变电压信号，对输出交变电压信号放大、模数转换得到标定电压信号；针对每一个位移传感器,计算各频率对应的标定电压信号幅值V₁和相位θ₁，构建标定步骤频率点与标定电压信号幅值和相位间的映射关系；

（3）测量步骤：

向各位移传感器输入直流电压信号，采用标定步骤所用的多个交变电压信号作为激振信号产生交变力,将交变力施加到岩石上，岩石产生形变，各位移传感器采集岩石形变量并转换为测量电压信号，对测量电压信号进行放大和模数转换；所述交变力的频率、幅值和相位与标定步骤所用的交变电压信号相同；针对每一个位移传感器，计算各频率对应的测量电压信号幅值V₂和相位θ₂，构建测量步骤频率点与测量电压信号幅值和相位间的映射关系；

（4）幅值和相位自校准步骤：

对于每一个传感器，计算其对应的校准后交变电压信号的幅值V_in＝V_refV₂V₁及相位θ_in＝θ₂-θ₁+θ_ref，其中，V_ref和θ_ref为交变电压信号的幅值和相位；

（5）岩石属性参数计算步骤：

依据校准后交变电压信号的幅值和相位计算岩石弹性参数和非弹性参数。

2.根据权利要求1所述的低频岩石物理测量方法，其特征在于，所述步骤（5）岩石属性参数计算步骤具体为：

计算幅值和相位均值：计算金属支撑台的多个传感器校准后幅值均值和相位均值岩石侧面纵向设置的多个传感器校准后幅值均值和相位均值岩石侧面横向设置的多个传感器校准后幅值均值和相位均值计算岩石弹性参数：岩石杨氏模量岩石泊松比岩石体积模量K_r＝E_r3(1-2λ_r)，岩石拉梅常数γ_r＝E_rλ_r/(1+λ_r)(1-2λ_r)，岩石纵波速度岩石横波速度式中，E_m为金属支撑台杨氏模量，ρ为岩石密度；

计算岩石非弹性参数：岩石衰减系数

3.根据权利要求1或2所述的低频岩石物理测量方法，其特征在于，所述步骤（1）测量环境步骤中位移传感器设置方式具体为：在岩石侧壁纵向和横向分别均匀布置四个位移传感器，在金属支撑台的圆柱形侧壁纵向均匀布置四个位移传感器。