專利名稱：一種反饋式寬頻帶地震計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本設(shè)計(jì)屬于一種地震計(jì)，具體地說涉及一種反饋式寬頻帶地震計(jì)。
背景技術(shù)：
目前常用的寬頻帶地震計(jì)的結(jié)構(gòu)為非反饋式，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為水平分向和豎直分向分立放置；水平分向均采用水平擺的形式，而豎直分向則采用雙錘壓板式結(jié)構(gòu)或按La’Coste直角三角形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。這使得儀器體積龐大、周期調(diào)整困難、儀器零點(diǎn)不穩(wěn)定；另外，其后續(xù)放大電路采用的是分立元件，所以故障率較高；而且受儀器自身?xiàng)l件限制，只能應(yīng)用于模擬記錄的情況。專利號(hào)99237059公開了一種反饋式結(jié)構(gòu)的地震計(jì)，采用位移型換能，但該地震計(jì)的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造成本昂貴，影響了其推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計(jì)的目的在提供一種反饋式寬頻帶地震計(jì)，該地震計(jì)靈敏度高、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、線性度好，適用于區(qū)域數(shù)字臺(tái)網(wǎng)作寬頻帶記錄，同時(shí)也可在流動(dòng)寬頻帶和寬頻帶臺(tái)陣中使用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)提供的一種反饋式寬頻帶地震計(jì)，由拾震器和一套電子反饋系統(tǒng)組成，其特征在于，該拾震器為三分向拾震器，由一個(gè)上下垂直向、一個(gè)東西向和一個(gè)南北向二個(gè)水平向拾震器成一體地裝置在一個(gè)底盤上，其中垂直向拾震器的構(gòu)成為磁體通過螺釘與儀器座連接，其上通過螺栓連接固定著拾震器的支架，擺動(dòng)體通過十字片簧與橫梁連接，質(zhì)量塊的前下端為連桿，連桿的中部是主線圈框，其上同軸纏繞著工作線圈和反饋線圈各一組；連桿的中部是副線圈框，其上纏繞著一組標(biāo)定線圈；框架上部設(shè)置有葉簧，該葉簧的一端固定在框架上，另一端向后彎曲連接質(zhì)量塊，框架上設(shè)有改變拾震器機(jī)械周期的周期調(diào)整螺釘；水平向拾震器的構(gòu)成為磁體通過螺釘與儀器底座連接，其上通過螺栓連接固定著拾震器的支架，擺動(dòng)體通過十字片簧、吊簧和吊絲與支架連接；質(zhì)量塊的前下端為連桿，在連桿的下部是主線圈框，其上同軸纏繞著工作線圈和反饋線圈各一組；連桿中部是副線圈框，其上纏繞著一組標(biāo)定線圈；在連桿的上部是質(zhì)量塊，質(zhì)量塊由吊簧、吊絲懸掛，并通過吊簧與支架連接，吊簧上設(shè)有改變拾震器機(jī)械周期的周期調(diào)整螺釘；其電子反饋系統(tǒng)由放大器、反饋組件、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)以及差驅(qū)動(dòng)器等組成。
改變拾震器初始零點(diǎn)的零點(diǎn)調(diào)整螺釘設(shè)置在擺體前端右上方。
在支架和橫梁上分別設(shè)有鎖緊質(zhì)量塊、支架和十字片簧的鎖緊螺釘。
儀器座底部設(shè)有三個(gè)水平調(diào)整底角和調(diào)整水平用水平泡。
垂直向拾震器的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參閱圖2A、2B和2C。磁體24為導(dǎo)磁材料制成，其一面的中間部位開設(shè)有圓形孔，磁體24通過螺釘與儀器座連接，其上通過螺栓215連接固定著拾震器的支架217，擺動(dòng)體26通過十字片簧212與橫梁213連接。質(zhì)量塊26的前下端為連桿214，連桿214的中部是主線圈框25，其上同軸纏繞著工作線圈和反饋線圈各一組，該主線圈框25可自由移動(dòng)地設(shè)置于磁體上的圓形孔內(nèi)；連桿214的中部是副線圈框，其上纏繞著一組標(biāo)定線圈211；連桿214上部設(shè)置有葉簧27，該葉簧27的一端固定在連桿214上，另一端向后彎曲連接質(zhì)量塊26；質(zhì)量塊26敏感外界振動(dòng)，并通過葉簧27將此振動(dòng)轉(zhuǎn)換成工作線圈相對(duì)于磁體24的水平運(yùn)動(dòng)；框架上設(shè)有周期調(diào)整螺釘21通過改變?nèi)~簧27剛度改變拾震器的機(jī)械周期；擺體前端右上方設(shè)有零點(diǎn)調(diào)整螺釘28，通過改變連桿214相對(duì)于磁鋼口的位置改變拾震器的初始零點(diǎn)；支架上設(shè)有鎖緊螺釘22、29，對(duì)側(cè)將質(zhì)量塊26和支架217緊密連接，橫梁上設(shè)置的鎖緊螺釘23、210對(duì)側(cè)鎖緊十字片簧，使之相對(duì)于框架沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以保證運(yùn)輸安全。
水平向拾震器的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參閱圖3A、3B和3C。磁體34為導(dǎo)磁材料制成，其一面的中間部位開設(shè)有圓形孔，磁體39通過緊固螺釘與儀器底座相連接，其上通過螺栓連接固定著拾震器的支架312，質(zhì)量塊315通過十字片簧11、吊簧33和吊絲313與支架312連接。質(zhì)量塊315的前下端為連桿38，在連桿38的下部是主線圈框310，其上同軸纏繞著工作線圈和反饋線圈各一組；連桿38中部是副線圈框，其上纏繞著一組標(biāo)定線圈37；在連桿38的上部是質(zhì)量塊315，質(zhì)量塊315由吊簧33、吊絲313懸掛，并通過吊簧33與支架312連接；質(zhì)量塊315敏感外界振動(dòng)，并帶動(dòng)連桿38運(yùn)動(dòng)，將水平外界振動(dòng)轉(zhuǎn)換成工作線圈框310相對(duì)于磁體39的水平運(yùn)動(dòng)；通過設(shè)置在框架上的周期調(diào)整螺釘31改變吊絲改變拾震器的機(jī)械周期；零點(diǎn)調(diào)整螺釘35通過改變連桿38相對(duì)于磁鋼口的位置改變拾震器的初始零點(diǎn)；鎖緊螺釘32用于鎖緊質(zhì)量塊315，鎖緊螺釘31、36對(duì)側(cè)鎖緊十字片簧，使之相對(duì)于支架沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以保證運(yùn)輸安全。
本設(shè)計(jì)的拾震器與電子反饋系統(tǒng)的連接如圖4所示。由于地面運(yùn)動(dòng)，工作線圈a在磁體中切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；該感應(yīng)電信號(hào)經(jīng)前置放大器b，增強(qiáng)后的信號(hào)進(jìn)入反饋網(wǎng)絡(luò)，在此網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通過補(bǔ)償放大器c對(duì)信號(hào)中較弱信號(hào)予以加強(qiáng)，即產(chǎn)生反饋信號(hào)，該反饋信號(hào)通過反饋線圈d對(duì)運(yùn)動(dòng)擺體(即質(zhì)量塊)施加反饋力矩，從而完成電子反饋功能。由于這種反饋是速度型負(fù)反饋，在客觀上延長了拾震器的自振周期，由2秒經(jīng)過反饋延長到20秒，從而實(shí)現(xiàn)拓寬拾震器頻帶的目的。
本設(shè)計(jì)中拾震器除工作線圈a和反饋線圈d外，還有標(biāo)定線圈e，該線圈e通過標(biāo)定輸入端f與配套的數(shù)字采集器連接，數(shù)字采集器產(chǎn)生用于對(duì)地震計(jì)進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定信號(hào)(正弦波和脈沖)，通過標(biāo)定線圈e激勵(lì)質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)，從而獲取整個(gè)儀器的工作狀態(tài)。
本設(shè)計(jì)中拾震器的工作線圈a、反饋線圈d和標(biāo)定線圈e協(xié)同工作，分別承擔(dān)拾取地面運(yùn)動(dòng)信息、拓寬信號(hào)頻域和標(biāo)定儀器性能的作用。經(jīng)過前置放大器b和補(bǔ)償放大器c的作用，已被拓寬的地面運(yùn)動(dòng)信號(hào)，最后經(jīng)過差分放大器g送到地震計(jì)的輸出端。
權(quán)利要求1.一種反饋式寬頻帶地震計(jì)，由拾震器和一套電子反饋系統(tǒng)組成，其特征在于，該拾震器為三分向拾震器，由一個(gè)上下垂直向、一個(gè)東西向和一個(gè)南北向二個(gè)水平向拾震器成一體地裝置在一個(gè)底盤上，其中垂直向拾震器的構(gòu)成為磁體通過螺釘與儀器座連接，其上通過螺栓連接固定著拾震器的支架，質(zhì)量塊通過十字片簧與橫梁連接，質(zhì)量塊的前下端為連桿，連桿的中部是主線圈框，其上同軸纏繞著工作線圈和反饋線圈各一組；連桿的中部是副線圈框，其上纏繞著一組標(biāo)定線圈；框架上部設(shè)置有葉簧，該葉簧的一端固定在框架上，另一端向后彎曲連接質(zhì)量塊；水平向拾震器的構(gòu)成為磁體通過螺釘與儀器底座連接，其上通過螺栓連接固定著拾震器的支架，擺動(dòng)體通過十字片簧、吊簧和吊絲與支架連接；質(zhì)量塊的前下端為連桿，在連桿的下部是主線圈框，其上同軸纏繞著工作線圈和反饋線圈各一組；連桿中部是副線圈框，其上纏繞著一組標(biāo)定線圈；在連桿的上部是質(zhì)量塊，質(zhì)量塊由吊簧、吊絲懸掛，并通過吊簧與支架連接；其中電子反饋系統(tǒng)由放大器、反饋組件、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)以及差驅(qū)動(dòng)器等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反饋式寬頻帶地震計(jì)，其特征在于，框架上設(shè)有改變拾震器機(jī)械周期的周期調(diào)整螺釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反饋式寬頻帶地震計(jì)，其特征在于，吊簧上設(shè)有改變拾震器機(jī)械周期的周期調(diào)整螺釘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反饋式寬頻帶地震計(jì)，其特征在于，改變拾震器初始零點(diǎn)的零點(diǎn)調(diào)整螺釘設(shè)置在擺體前端右上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反饋式寬頻帶地震計(jì)，其特征在于，在支架和橫梁上分別設(shè)有鎖緊質(zhì)量塊、支架和十字片簧的鎖緊螺釘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反饋式寬帶地震計(jì)，其特征在于，儀器座底部設(shè)有三個(gè)水平調(diào)整底角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反饋式寬帶地震計(jì)，其特征在于，儀器座上設(shè)有調(diào)整水平用水平泡。
專利摘要一種反饋式寬頻帶地震計(jì),由拾震器和一套電子反饋系統(tǒng)組成,其特征在于,該拾震器為三分向拾震器,由一個(gè)上下垂直向、一個(gè)東西向和一個(gè)南北向二個(gè)水平向拾震器成一體地裝置在一個(gè)底盤上,電子反饋系統(tǒng)由放大器、反饋組件、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)以及差驅(qū)動(dòng)器等組成。該地震計(jì)靈敏度高、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、線性度好,適用于區(qū)域數(shù)字臺(tái)網(wǎng)作寬頻帶記錄,同時(shí)也可在流動(dòng)寬頻帶和寬頻帶臺(tái)陣中使用。
文檔編號(hào)G01V1/18GK2502283SQ01260790
公開日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月12日
發(fā)明者沈善杰, 張奕麟, 楊桂存, 莊燦濤, 劉慶偉 申請(qǐng)人:北京港震機(jī)電技術(shù)有限公司, 中國地震局分析預(yù)報(bào)中心