CN104360379A - 一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体，包括外壳、显示单元、电路系统、可调整平台、水泡水平仪、支架及倾角传感器，本发明所提供的具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体采用倾角传感器进行角度的实时测量，通过电路系统调整可调整平台内部的步进电机工作状态，实现三分量地震检波器的水平倾角实时显示及自动调平节功能。该地震检波器封装壳体结构紧凑、成本低廉，水平调节速度快、精度高，调平过程不破坏检波器底脚与地面的耦合质量，对提高野外地震勘探中布设检波器的施工效率、改善施工质量有显著提高。

Description

一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体

技术领域

本发明涉及一种具有自动调整功能的封装壳体，具体的说，涉及一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体。

背景技术

地震检波器拾取地震振动并将其转化为符合仪器记录系统需要的能量形式，广泛应用于地球物理勘探，地震、海啸等自然灾害的预测分析研究等。三分量地震检波器一般采用两只水平分量、一只垂直分量地震检波器芯体彼此垂直组合的结构，广泛应用于多波、多分量地震勘探。三分量地震检波器对调平的要求严格，任何倾角的偏差都会产生极化参数的误差，进而影响地质解释的准确性及结论的正确性。目前，三分量地震检波器使用中普遍采用手动调平结构，即通过手动调节安装在检波器底部的三个锥形调整脚的高低实现检波器调平的目的，高质量的检波器调平耗费较多的人力及时间，且调节过程中极容易造成地震检波器与地面的耦合质量下降。中国专利CN2410655Y给出一种改进型三分量地震检波器的手动调平结构，该技术虽然在很大程度上解决了检波器与地面的耦合效果问题，但在调平效率上未有明显改进。通常，一次三分量地震勘探需要几十只、甚至上百只三分量地震检波器，检波器调平在其布设过程中占据较大比重，严重制约整个勘探施工的效率。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体，解决地震检波器布设过程中调平费时费力、易破坏底脚与地面的耦合质量等问题，提高地震勘探的效率及质量。

用于实现上述发明目的的技术解决方案：将三分量地震检波器芯体放置在一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体内部，采用自动调平代替手动调平，缩短调平时间、消除调平过程对地面耦合质量的破坏，调平结果通过显示单元直观读出，并可与水泡水平仪方便验证。具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体包括外壳、显示单元、电路系统、可调整平台、水泡水平仪、支架及倾角传感器。在工作过程中，封装壳体内部的倾角传感器实时测量可调整平台表面的倾角，并将测量结果传送至电路系统的逻辑控制单元，逻辑控制单元通过对测量数据进行逻辑判断，向步进电机的驱动电路发出信号，进而控制步进电机的工作状态，达到装置的自动调平的目的。所述的显示单元安装在外壳的上表面；所述的支架平行安装在可调整平台的上表面；所述的电路系统及水泡水平仪安装在支架的上表面；所述的倾角传感器安装在可调整平台的上表面。

所述倾角传感器为双轴倾角传感器，可实现两水平正交方向的角度测量；

所述电路系统包括逻辑控制电路部分及步进电机驱动电路部分，采用微控制器作为逻辑控制电路部分的控制单元；

所述外壳上表面设有电缆引线插座及透明材料窗口，电路系统的电源经电缆引线插座由外部引入；

所述的具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体，其可调整平台由调整座、底座、步进电机、带有弹簧的拉杆螺栓和钢珠组成，其特征在于：

所述步进电机为混合式丝杆步进电机，丝杆一端为抛光的半球形；

所述的调整座与底座通过带有弹簧的拉杆螺栓弹性的联接在一起，调整座与底座之间设计有一对锥孔以固定钢珠，调整座可绕钢珠相对底座转动；

所述的步进电机安装在调整座的上表面，经垂直贯穿调整座的丝杆与底座接触，电路系统通过控制步进电机的丝杆旋进或后退实现调整座的水平调节；

所述的三分量地震检波器的自动调平装置，其特征在于水泡水平仪垂直位于外壳的透明材料窗下方，使用中可以随时观察调整座的水平状态，并与显示单元所显示的角度对比。

本发明提供一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体，采用自动调平代替手动调平，缩短调平时间，解决三分量地震检波器布设调平费时费力、消除调平过程对检波器底脚与地面的耦合质量破坏等问题，提高地震勘探的效率及质量。调平结果通过显示单元直观读出，并可与水泡水平仪方便验证。与现有技术相比，本发明具有特点：

1、调平精度高、速度快。

2、不破坏检波器底脚与地面的耦合关系。

3、施工方便、降低人力成本，提高施工效率。

4、装置简单、成本相对检波器低。

附图说明

图1是具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体的结构主视图；

图2是本发明应用于三分量地震检波器的内部结构主视图，即图1中安装了两个水平及一个垂直地震检波器芯体，并去掉了调平装置的外壳、显示单元、电路系统、支架及水泡水平仪；

图3是本发明应用于三分量地震检波器的内部结构俯视图，即图2的俯视图；

图4是具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体的原理框图；

图5是具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体的逻辑流程图。

具体实施方式

本具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体是一个由可调整平台、倾角传感器、电路系统及显示单元组成的自动控制系统，倾角传感器测量可调整平台的姿态信息并送至电路系统，电路系统根据姿态信息进行逻辑判断，控制步进电机丝杆的旋进或后退，进而控制可调整平台的姿态。

如图1、图2和图3示所示具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体的整体结构，包括外壳1、显示单元2、电路系统3、可调整平台4、水泡水平仪5、支架6及双轴倾角传感器7，其中，可调整平台包括步进电机8、调整座9、底座10、带有弹簧的拉杆螺栓11和钢珠12组成。调整座9和底座10通过带有弹簧的拉杆螺栓11弹性地联接为一体，调整座9与底座10之间设计有一对锥孔以固定钢珠12，通过调整带有弹簧的拉杆螺栓11的旋紧程度，即可实现调整座9、底座10与钢珠12之间的紧密接触，并在步进电机8的丝杆的作用下实现调整座9相对于底座10绕钢珠12转动。合理设计调整座9的直径、钢珠12的大小及步进电机8的参数，即实现自动调平装置的调整座9与底座10在0～15°范围的任意调整，并能使调整座在45s内调整到水平0.05°以内，图4和图5分别是三分量地震检波器的自动调平装置的原理框图和逻辑流程图。

外壳1的上表面设有电缆引线插座及透明材料窗口，自动调平装置的电源由电缆引线插座输入，电路系统3和水泡水平仪5安装在支架6上，水泡水平仪5位于透明材料窗口的正下方，必要时可对自动调平的结果进行校对。两个水平方向检波器芯体13及一个垂直方向的检波器芯体14与步进电机8及双轴倾角传感器7间隔布置在调整座9的上表面。

Claims (3)

1.一种具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体包括外壳、显示单元、电路系统、可调整平台、水泡水平仪、支架及倾角传感器，所述的显示单元安装在外壳的上表面；所述的支架平行安装在可调整平台的上表面；所述的电路系统及水泡水平仪安装在支架的上表面；所述的倾角传感器安装在可调整平台的上表面；其特征在于：

所述倾角传感器为双轴倾角传感器，可实现两水平正交方向的角度测量；

所述电路系统包括逻辑控制电路部分及步进电机驱动电路部分，采用微控制器作为逻辑控制电路部分的控制单元；

所述外壳上表面设有电缆引线插座及透明材料窗口，电路系统的电源经电缆引线插座由外部引入。

2.根据权利要求1所述的具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体，可调整平台由调整座、底座、步进电机、带有弹簧的拉杆螺栓和钢珠组成，其特征在于：

所述步进电机为混合式丝杆步进电机，丝杆一端为抛光的半球形；

所述的调整座与底座通过带有弹簧的拉杆螺栓弹性的联接在一起，调整座与底座之间设计有一对锥孔以固定钢珠，调整座可绕钢珠相对底座转动；

所述的步进电机安装在调整座的上表面，经垂直贯穿调整座的丝杆与底座接触，电路系统通过控制步进电机的丝杆旋进或后退实现调整座的水平调节。

3.根据权利要求1所述的具有自动调平功能的三分量地震检波器的封装壳体，其特征在于水泡水平仪垂直位于外壳的透明材料窗下方，使用中可以随时观察调整座的水平状态，并与显示单元所显示的角度对比。