CN104459767B - 一种地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器及其使用方法，传感器芯体封装固定在带台阶的传感器外壳内，传感器外壳安插于护筒内部，传感器外壳上的台阶与护筒内部支挡环贴合，柔性阻挡传感器外壳向下方活动，传感器本体顶部由弹簧下端抵压，弹簧顶端则由护筒顶部的盖板抵压，柔性阻挡传感器外壳向上方活动，护筒顶部固定在刚性顶盖上，形成一种柔性钳固传感器。该传感器通过刚性顶盖与其它装置连接固定，应用在不同的现场检测或勘探作业中。本发明是一种能快速移动耦合在被测试介质表面的柔性封装传感器，适合需要传感器机动固定的地震勘探或振动测试场合使用，降低作业强度，提高作业效率。

Description

一种地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种传感器，特别是涉及一种地震勘探、工程无损检测、振动测试与分析等领域，尤其适合需要在运动中与被探测介质表面接触的工程检测的柔性钳固传感器，本发明还涉及该柔性钳固传感器的使用方法。
背景技术
地震勘探、工程无损检测、振动测试与分析等需要用到传感器或检波器，需要与被测介质表面耦合固定，既要保证一定的刚性耦合前提，又要保证不添加过大的负载而影响传感器的响应性能。在不方便安插传感器时，可以通过人工或机械辅助方式加以固定，但这种固定方式费时费力，要么压得太死，要么太松，不便掌控，尤其是运动中固定时，更不方便。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种既能保证其响应性能得到有效发挥又能增加传感器安置的灵活性的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种该地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器的使用方法。
为了解决上述第一个技术问题，本提供的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，包括传感器芯体及其信号线，所述的传感器芯体封装固定在传感器外壳内，所述的传感器外壳的外壁上设有台阶，所述的护筒的一端设有刚性顶盖，护筒的内壁设有支挡环，所述的传感器外壳安插于所述的护筒内部且所述的传感器外壳上的所述的台阶处于所述的支挡环与所述的刚性顶盖之间，所述的传感器外壳与所述的刚性顶盖之间设有弹性元件，所述的刚性顶盖上设有用来穿引所述的信号线的小孔，所述的传感器外壳的底部延伸出所述的护筒。
所述的刚性顶盖与所述的弹性元件之间设有盖板。
所述的护筒另一端设有柔性材料制成的柔性护套，所述的传感器外壳的底部延伸出所述的柔性护套。
所述的柔性护套用橡皮或橡胶柔性材料制成，所述的柔性护套与所述的护筒一体成型。
所述的传感器芯体为位移传感器、速度传感器或加速度传感器，是单分量传感器或多分量传感器。
所述的支挡环与所述的护筒一体成型或所述的支挡环内置嵌固于所述的护筒内。
所述的刚性顶盖为有底刚性圆柱管或为平板，所述的盖板与所述的刚性顶盖一体成型或分开组装。
所述的弹性元件为弹簧或弹性橡胶垫。
所述的传感器外壳的底部与介质表面耦合部包裹有橡胶膜或柔性涂层。
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器的使用方法，其特征是：通过所述的刚性顶盖与其它装置或设备相连接，通过人工或机械方式实现与备测试介质表面连续或逐次耦合；柔性钳固传感器倒置、水平放置或指向在任意倾斜方向介质表面形成耦合。
采用上述技术方案的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器及其使用方法，该柔性钳固传感器的作用相当于一个柔韧性可控的“手”，机动灵活地将传感器束缚固定在介质表面，既能保证其响应性能得到有效发挥，同时增加了传感器安置的灵活性。特别适合需要在运动中与被探测介质表面接触的工程检测领域。
护筒作为保护装置，避免传感器受损；在与地接触时提供旁侧保护。
支挡环配合传感器的台阶，保证传感器在护筒内部不下掉，上部弹簧既能控制传感器，又能保证其有一定的弹性空间。
刚性顶盖用刚性材料制成，可以方便整个传感器柔性固定装置与其它部件向连接。
根据传感器的大小，灵活制作大小相适应的柔性钳固装置，方便速度、加速度等各种类型传感器。
综上所述，本发明是一种既能保证其响应性能得到有效发挥又能增加传感器安置的灵活性的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器及其使用方法。本发明解决了不少场合固定安装传感器时需要手扶固定或机械辅助难题，广泛适用于地震勘探或振动测试领域，尤其适用于需要在运动中固定耦合传感器的探测工程。
附图说明
图1为柔性钳固传感器的内部结构剖面图。
图2为柔性钳固传感器的外观图。
图3为使用这种柔性钳固传感器设计的地面移动固定传感器结构示意图。
图4为使用柔性钳固传感器安装在轮盘上实现与介质表面的耦合示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，传感器芯体12为位移传感器、速度传感器或加速度传感器，是单分量传感器或多分量传感器。传感器芯体12上设有信号线4，传感器芯体12封装固定在传感器外壳1内，传感器外壳1的外壁上设有台阶11，护筒2的一端设有刚性顶盖7，护筒2的内壁设有支挡环3，支挡环3与护筒2一体成型或支挡环3内置嵌固于护筒2内。传感器外壳1安插于护筒2内部且传感器外壳1上的台阶11处于支挡环3与刚性顶盖7之间，传感器外壳1与刚性顶盖7之间设有弹性元件。具体地，弹性元件为弹簧5或弹性橡胶垫，刚性顶盖7上设有用来穿引信号线4的小孔8，传感器外壳1的底部10延伸出护筒2。
进一步地，刚性顶盖7与弹性元件之间设有盖板6。刚性顶盖7为有底刚性圆柱管或为平板，盖板6与刚性顶盖7一体成型或分开组装。
进一步地，护筒2另一端设有柔性材料制成的柔性护套9，传感器外壳1的底部10延伸出柔性护套9。柔性护套9用橡皮或橡胶柔性材料制成，柔性护套9与护筒2一体成型。
进一步地，传感器外壳1的底部10与介质表面耦合部包裹有橡胶膜或柔性涂层，防止贴地耦合时打滑。
参见图1和图2，传感器外壳1安插于护筒2内部，传感器外壳1上的台阶11与护筒2内部的支挡环3贴合，柔性阻挡传感器外壳1向下方活动，传感器外壳1顶部由弹簧5下端抵压，弹簧5顶端则由护筒2顶部的盖板6抵压，柔性阻挡传感器外壳1向上方活动，护筒2顶部固定在刚性顶盖7上，形成一种柔性钳固传感器。
护筒2上部的盖板6与刚性顶盖7一体成型或分开组装，用来下压管束弹簧5；护筒2下部贴近传感器外壳1的底部10位置用橡皮或橡胶等柔性材料制成的柔性护套9，作为传感器外壳1与介质表面接触前的缓冲保护，柔性护套9与上部的护筒2用橡皮或橡胶等柔性材料一体成型。
地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器的使用方法，通过刚性顶盖7与其它装置或设备相连接，通过人工或机械方式实现与备测试介质表面连续或逐次耦合；柔性钳固传感器倒置、水平放置或指向在任意倾斜方向介质表面形成耦合。
实施例1：
如图3应用磁电式速度传感器作为传感器芯体12，通过柔性钳固后形成新的柔性钳固传感器19，刚性顶盖7上面通过固定接头13与延长杆14连接，延长杆14上端安装一副手柄15，传感器外壳1的底部10与介质表面耦合端涂上一薄层聚氨酯橡胶用来防滑，这种简易传感器就可以在工程作业人员不弯腰的情况下轻松完成传感器移动－安放－再移动－再安放过程，大大降低了作业强度，提高了作业效率。
实施例2：
如图4应用压电加速度传感器作为传感器芯体12，通过柔性钳固形成封装后的4个柔性钳固传感器19，车轮轮盘17安装在轮轴18上，4个柔性钳固传感器19通过刚性顶盖7与车轮轮盘17上的4个支座16刚性连接，调整柔性钳固传感器19内部的弹簧5刚度，同时控制柔性钳固传感器19的伸出长度，使其在车轮轮盘17滚动中可以柔和地与地面耦合，传感器外壳1的底部10通过护筒2得到保护。这种柔性钳固传感器19也可以安装在各种履带上，作为需要在运动中传感器与介质表面耦合的辅助系统装置。

Claims (10)

1.一种地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，包括传感器芯体(12)及其信号线(4)，其特征是：所述的传感器芯体(12)封装固定在传感器外壳(1)内，所述的传感器外壳(1)的外壁上设有台阶(11)，护筒(2)的一端设有刚性顶盖(7)，所述的护筒(2)的内壁设有支挡环(3)，所述的传感器外壳(1)安插于所述的护筒(2)内部且所述的传感器外壳(1)上的所述的台阶(11)处于所述的支挡环(3)与所述的刚性顶盖(7)之间，所述的传感器外壳(1)与所述的刚性顶盖(7)之间设有弹性元件，所述的刚性顶盖(7)上设有用来穿引所述的信号线(4)的小孔(8)，所述的传感器外壳(1)的底部(10)延伸出所述的护筒(2)。
2.根据权利要求1所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的刚性顶盖(7)与所述的弹性元件之间设有盖板(6)。
3.根据权利要求1或2所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的护筒(2)另一端设有柔性材料制成的柔性护套(9)，所述的传感器外壳(1)的底部(10)延伸出所述的柔性护套(9)。
4.根据权利要求3所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的柔性护套(9)用橡皮制成，所述的柔性护套(9)与所述的护筒(2)一体成型。
5.根据权利要求1或2所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的传感器芯体(12)为位移传感器、速度传感器或加速度传感器，是单分量传感器或多分量传感器。
6.根据权利要求1或2所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的支挡环(3)与所述的护筒(2)一体成型或所述的支挡环(3)内置嵌固于所述的护筒(2)内。
7.根据权利要求2所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的刚性顶盖(7)为有底刚性圆柱管或为平板，所述的盖板(6)与所述的刚性顶盖(7)一体成型或分开组装。
8.根据权利要求1或2所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的弹性元件为弹簧(5)或弹性橡胶垫。
9.根据权利要求1或2所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器，其特征是：所述的传感器外壳(1)的底部(10)与介质表面耦合部包裹有橡胶膜。
10.根据权利要求1所述的地震勘探或振动测试用柔性钳固传感器的使用方法，其特征是：通过所述的刚性顶盖(7)与其它装置或设备相连接，通过人工或机械方式实现与备测试介质表面连续或逐次耦合；柔性钳固传感器倒置、水平放置或指向在任意倾斜方向介质表面形成耦合。
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