專利名稱：懸浮式渦流地震檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適于陸上地震勘探使用的地震檢波器。
地震檢波器是一種感測(cè)振動(dòng)的裝置，是在一個(gè)剛性固定的支架結(jié)構(gòu)中懸掛一個(gè)慣性振動(dòng)系統(tǒng)組成的。常規(guī)的產(chǎn)品有磁電式地震檢波器，如

圖1所示，它的慣性振動(dòng)系統(tǒng)是由一對(duì)圓盤形彈簧(15、18)和懸掛在其間的一對(duì)線圈(7)構(gòu)成。使線圈置于磁場(chǎng)中間，當(dāng)?shù)貙赢a(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，地震波到達(dá)檢波器后，檢波器外殼(8)和與其剛性連接的磁系統(tǒng)隨著地表面的振動(dòng)而振動(dòng)，這時(shí)，線圈與磁鐵(或外殼)發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是在線圈中就產(chǎn)生了交變感應(yīng)電勢(shì)，根據(jù)檢波器輸出的電信號(hào)便可對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行特性分析。
由于地震檢波器主要是用來感測(cè)縱向運(yùn)動(dòng)的，對(duì)水平方向運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)，即所謂橫向效應(yīng)，就必須設(shè)法消除或盡量減小，而常規(guī)的磁電式檢波器的橫向效應(yīng)比較大。這類檢波器對(duì)彈簧材料的要求比較高，制造彈簧的工藝復(fù)雜且不易控制，兼之由于慣性振動(dòng)系統(tǒng)中彈簧的剛度是不易調(diào)節(jié)的，質(zhì)量也是確定的，因而整個(gè)系統(tǒng)的固有頻率就不易調(diào)節(jié)。另外常規(guī)磁電式檢波器的線圈相對(duì)外殼處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，一般是用彈性滑環(huán)(20)接觸來實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的輸出，這對(duì)于微弱電信號(hào)來說不是一種十分可靠的辦法。當(dāng)多個(gè)檢波器連接在一起使用時(shí)，檢波器相互之間也容易產(chǎn)生電干擾。所有這些都影響了地震勘探的分辯率和可靠性。
本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)尚存在的不足之處，提供一種改進(jìn)了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的地震檢波器，用以提高檢波器的各項(xiàng)性能和地震勘探的效果。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下所述由兩塊沿縱向排列的永久磁鐵組成慣性振動(dòng)系統(tǒng)，其中將帶有絕緣套的主磁鐵懸浮設(shè)置于下磁鐵之上，使主磁鐵與下磁鐵相對(duì)端面的極性相同，于是主磁鐵和下磁鐵之間的斥力構(gòu)成了一副磁彈簧，這種磁彈簧構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧剛度不變的特性，以保證一批檢波器固有頻率的一致性。主磁鐵懸浮的位置可以通過下磁鐵外面的磁盒在帶有螺紋的調(diào)節(jié)套中上下移動(dòng)來調(diào)節(jié)。整個(gè)慣性振動(dòng)系統(tǒng)被放置于一個(gè)用金屬材料制成的并相對(duì)于外殼固定不動(dòng)的渦流套筒內(nèi)，在渦流套筒外有一副與其剛性連接在一起的線圈架以及纏繞在線圈架上的線圈。當(dāng)檢波器受到外來地震波的作用時(shí)，作為振動(dòng)系統(tǒng)慣性質(zhì)量的主磁鐵便沿渦流套筒作上下振動(dòng)。由于主磁鐵對(duì)線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)在線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，而主磁鐵和渦流套筒之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)亦會(huì)在渦流套筒中感應(yīng)出交變的電動(dòng)勢(shì)來，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在金屬套筒中形成閉合的交變“渦電流”，便會(huì)產(chǎn)生交變的“渦流磁場(chǎng)”交變的渦流磁場(chǎng)作用到它周圍的線圈上，又會(huì)在線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)?？梢钥闯?，在該裝置中渦流磁場(chǎng)的強(qiáng)度是主磁鐵和渦流套筒之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的函數(shù)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又是渦流磁場(chǎng)對(duì)線圈變化速度的函數(shù)，在此之間發(fā)生了“兩級(jí)效應(yīng)”，由此得出結(jié)論在固定的檢波器線圈中所產(chǎn)生出來的電信號(hào)正比于外殼運(yùn)動(dòng)的加速度。
圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。
參照?qǐng)D2，懸浮式渦流地震檢波器自里及表依次由同軸設(shè)置的慣性振動(dòng)系統(tǒng)、渦流流筒(5)、線圈架(9)、纏繞在線圈架上的一對(duì)線圈(7)、外殼(8)以及底座(2)、引線環(huán)(13)和上蓋(10)等組成。渦流套筒是由金屬導(dǎo)電材料制成的，線圈架和渦流套筒剛性連接在一起，相對(duì)于外殼固定不動(dòng)。在檢波器的下部設(shè)有調(diào)節(jié)套(4)，調(diào)節(jié)套(4)通過磁盒(1)與下磁鐵(3)螺紋連接。主磁鐵(6)與下磁鐵(3)之間的斥力使主磁鐵懸浮在渦流套筒的中央。在檢波器的端蓋上設(shè)有印刷線路和引線環(huán)(13)。安裝在絕緣套(12)內(nèi)的主磁鐵(6)與渦流套筒(5)為精密滑動(dòng)配合，以保證振動(dòng)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量(主磁鐵與配重塊)在渦流套筒中能靈活地上下運(yùn)動(dòng)，并防止檢波器對(duì)水平方向振動(dòng)的響應(yīng)。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)在該地震檢波器中的彈性器件是磁彈簧，其剛度是可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的，因此，就易于保證檢波器的固有頻率恒定不變，這樣可以保證一批檢波器固有頻率的一致性。磁彈簧比機(jī)械彈簧加工容易，不疲勞、壽命長(zhǎng)、成本也低。
本實(shí)用新型的輸出特性在固有頻率之上是隨著激勵(lì)頻率的增高而增高的。這就是該檢波器具有高頻靈敏度高、高頻響應(yīng)好的特點(diǎn)。高頻靈敏度的增加有助于彌補(bǔ)高頻信號(hào)通過地面?zhèn)鞑r(shí)急劇地衰減，從而提高了地震勘探的分辯率。
懸浮式渦流地震檢波器中的渦流套筒固定不動(dòng)，并與慣性質(zhì)量(主磁鐵與配重塊)是精密滑動(dòng)配合，可極大地減小了橫向效應(yīng)。此外，慣性質(zhì)量的阻尼完全由渦電流來提供，阻尼不受外界負(fù)載的影響，無論檢波器如何連接在檢波器串上，阻尼始終保持不變。
振動(dòng)系統(tǒng)中的主磁鐵是裝在由絕緣材料制成的套筒內(nèi)的，這種結(jié)構(gòu)起到了主磁鐵和渦流套筒之間的電絕緣，同時(shí)絕緣層也減小了主磁鐵和渦流套筒之間的摩擦。
文中附圖所引的各標(biāo)號(hào)表示1.磁盒；2.底座；3.下磁鐵；4.調(diào)節(jié)套；5.渦流套筒；6.主磁鐵；7.線圈；8.外殼；9.線圈架；10.上蓋；11.配重塊；12.絕緣套；13.引線環(huán)；14.下接觸片；15.下彈簧片；16.下磁軛；17.上磁軛；18.上彈簧片；19.上接觸片；20.滑環(huán)。
權(quán)利要求1.一種適于陸上地震勘探使用的地震檢波器，自里及表依次由同軸設(shè)置的慣性振動(dòng)系統(tǒng)、渦流套筒(5)、線圈架(9)、纏繞在線圈架上的一對(duì)線圈(7)、外殼(8)以及底座(2)、引線環(huán)(13)和上蓋(10)等組成，其特征在于a所述的慣性振動(dòng)系統(tǒng)由兩塊沿縱向排列的永久磁鐵(6、3)構(gòu)成，其中主磁鐵(6)懸浮設(shè)置于下磁鐵(3)之上，主磁鐵與下磁鐵相對(duì)端面的極性相同；b所述的渦流套筒是由金屬導(dǎo)電材料制成的。
2.如權(quán)利要求1所述的地震檢波器，其特征在于檢波器的下部設(shè)有調(diào)節(jié)套(4)，它通過磁盒(1)與下磁鐵(3)螺紋連接。
3.如權(quán)利要求1所述的地震檢波器，其特征在于渦流套筒和纏繞有線圈(7)的線圈架(9)剛性連接，它們相對(duì)于外殼(8)固定不動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的地震檢波器，其特征在于主磁鐵(6)安裝在一個(gè)絕緣套(12)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1.2.3.4所述的地震檢波器，其特征在于安裝在絕緣套(12)內(nèi)的主磁鐵(6)與渦流套筒(5)為精密滑動(dòng)配合。
專利摘要本實(shí)用新型是一種適于陸上地震勘探使用的地震檢波器，其內(nèi)部的慣性振動(dòng)系統(tǒng)由兩塊沿縱向排列的永久磁鐵構(gòu)成，其中作為慣性質(zhì)量的主磁鐵懸浮設(shè)置于下磁鐵之上并且彼此間同極性相對(duì)配置，兩者間的斥力構(gòu)成了一副磁彈簧。這種磁彈簧構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧剛度而保持振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率不變的特性。在慣性振動(dòng)系統(tǒng)外設(shè)有渦流套筒以及與其剛性連接在一起并纏繞有線圈的線圈架。
文檔編號(hào)G01V1/16GK2047790SQ89202810
公開日1989年11月15日 申請(qǐng)日期1989年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月12日
發(fā)明者劉兆琦 申請(qǐng)人:西安石油學(xué)院