CN110058297B - 一种高频全向速度型地震检波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频全向速度型地震检波器，属于地震检波器领域，一种高频全向速度型地震检波器，通过独特的三臂式弹簧片极大地增加检波器频率，提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力，特殊的卡簧槽结构，相反方向安装固定上下弹簧片，保证了本发明具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°‑180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度，同时卡簧槽内的单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片与线架连接的稳定性，使得卡簧在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，从而提高本地震检波器的稳定性，同时在下弹簧片或卡簧能够取出进行维修更换，进而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率。

Description

一种高频全向速度型地震检波器

技术领域

本发明涉及地震检波器领域，更具体地说，涉及一种高频全向速度型地震检波器。

背景技术

地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，或者说是将机械能转化为电能的能量转换装置。地震数据采集系统主要由传感器(又称检波器)和数字地震仪组成。目前地震勘探所使用的地震检波器主要为动圈式检波器。检波器埋置于地面的装置，把地震波引起的地面震动转换成电讯号并通过电缆将电讯号送入地震仪；数字地震仪将接受到电讯号放大、经过模/数转换器转换成二进制数据、组织数据以及存贮数据。

目前市场上的检波器多为低频检波器，适合勘探大地深层地震波信号，不适合勘探浅层地震波信号，勘探浅层地震波信号，需要提高检波器本身的固有自然频率，这在业内是难以达到的。并且市场上的检波器灵敏度普遍偏低，需要成串多只检波器增大灵敏度后使用，而且工作状态方向还受限制，需保持与地面垂直状态，允许倾斜角度多在20°以内，造成了野外施工的诸多不便，增大了野外的施工难度，同时通常为了使得固定紧密，提高稳定性，经常将卡簧和弹簧片直接与线圈组件固定连接为一体，但是这种方式不便于后期维修，通常一个小零件出故障会导致地震检波器的整体报废，降低了资源的利用率，浪费严重。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高频全向速度型地震检波器，它可以通过独特的三臂式弹簧片极大地增加检波器频率，提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力，特殊的卡簧槽结构，相反方向安装固定上下弹簧片，保证了本发明具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°-180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度，同时卡簧槽内的单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片与线架连接的稳定性，使得卡簧在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，从而提高本地震检波器的精度和稳定性，同时在下弹簧片或卡簧出现损坏后能够取出进行维修更换，进而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高频全向速度型地震检波器，包括外壳组件和线圈组件，所述线圈组件位于外壳组件内，所述外壳组件包括底盖、外壳和顶盖，所述顶盖和底盖分别安装在外壳的上下两端，且顶盖、底盖与外壳之间分别设置有上密封圈和下密封圈，所述顶盖上端安装有绝缘子，所述线圈组件包括下磁靴、上磁靴与外壳之间安装的线架，所述线架上半部分安装有上漆包线线包，所述线架下半部分安装有下漆包线线包，所述顶盖下端连接有接线柱，所述接线柱上焊接有引线簧，所述线圈组件内顺序放入上弹簧片、磁系、下弹簧片和卡簧，所述磁系包括磁体，所述磁体上下两端分别安装有上磁靴和下磁靴，所述磁体外端套设有温度补偿环，所述上弹簧片上下两端面分别与顶盖和上磁靴连接，所述下磁靴下端面与下弹簧片连接。

进一步的，所述上漆包线线包和下漆包线线包的线圈的匝数均为1000-1500匝，且上漆包线线包和下漆包线线包的线圈缠绕方向相反，匝数过低会降低地震检波器的灵敏度，匝数过高则会增加地震检波器的体积和重量，选择匝数为1000-1500匝能够在不影响地震检波器的灵敏度情况下使其具有较小的体积和重量。

进一步的，所述磁体的剩磁感应强度＞13KGs，最大磁能积＞50MGOe，内禀矫顽力＞15KOe。

进一步的，所述外壳的厚度≥3mm，相较于现有技术中外壳的厚度，本外壳厚度进行的加厚，能够有效的完善磁路的均匀分布。

进一步的，所述磁系中的磁体为钕铁硼材质，所述温度补偿环宽度为4毫米，且温度补偿环固定在下磁靴和上磁靴之间，温度补偿环配合上弹簧片和下弹簧片能够有效的对磁损耗进行补偿，保证磁靴和磁钢的工作稳定性，提高地震检波器的灵敏度。

进一步的，所述线架底部设有卡簧槽，所述卡簧与卡簧槽卡接，所述卡簧槽内壁和卡簧之间设有单向拆分组件，所述下弹簧片通过卡簧固定在线架底部，且卡簧为铝材质。

进一步的，所述上弹簧片和下弹簧片均为三臂式结构设计，且二者厚度均为0.2-0.25毫米，三臂式的结构设计极大地增加检波器频率，并提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力。

进一步的，所述上弹簧片和下弹簧片安装方向相反，保证了本地震检波器具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°-180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度。

进一步的，所述单向拆分组件包括两个开凿在卡簧上下两端的楔形槽和两个分别固定连接在卡簧槽上下内壁的单向卡芯，两个所述楔形槽方向相反，且单向卡芯和楔形槽相匹配，当需要取出卡簧时，只能从下向上对卡簧施力，且施力的大小需要将上方的单向卡芯压缩直至下方的单向卡芯从楔形槽内出来，单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片与线架连接的稳定性，使得卡簧在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，同时在下弹簧片或卡簧出现损坏后能够取出进行维修更换，从而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率。

进一步的，位于上方的所述单向卡芯采用钢筋铁骨橡胶制成，位于下方的所述单向卡芯为硬性材质，位于上方的所述楔形槽的倾斜内壁涂设有石墨烯涂层，钢筋铁骨橡胶在极端高低温的条件下仍然保持弹性，而且无论将它折成什么形状，它都会自动恢复原状，使得在正常状态下，单向拆分组件能够锁住卡簧，在受到自下而上的力后，单向卡芯被压缩变形，石墨烯涂层能够降低二者之间的摩擦力，便于向外取出卡簧，取出后，单向卡芯可以即时恢复原状，便于再次使用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过独特的三臂式弹簧片极大地增加检波器频率，提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力，特殊的卡簧槽结构，相反方向安装固定上下弹簧片，保证了本发明具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°-180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度，同时卡簧槽内的单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片与线架连接的稳定性，使得卡簧在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，从而提高本地震检波器的精度和稳定性，同时在下弹簧片或卡簧出现损坏后能够取出进行维修更换，进而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率。

(2)上漆包线线包和下漆包线线包的线圈的匝数均为1000-1500匝，且上漆包线线包和下漆包线线包的线圈缠绕方向相反，匝数过低会降低地震检波器的灵敏度，匝数过高则会增加地震检波器的体积和重量，选择匝数为1000-1500匝能够在不影响地震检波器的灵敏度情况下使其具有较小的体积和重量。

(3)磁体的剩磁感应强度＞13KGs，最大磁能积＞50MGOe，内禀矫顽力＞15KOe。

(4)外壳的厚度≥3mm，相较于现有技术中外壳的厚度，本外壳厚度进行的加厚，能够有效的完善磁路的均匀分布。

(5)磁系中的磁体为钕铁硼材质，温度补偿环宽度为4毫米，且温度补偿环固定在下磁靴和上磁靴之间，温度补偿环配合上弹簧片和下弹簧片能够有效的对磁损耗进行补偿，保证磁靴和磁钢的工作稳定性，提高地震检波器的灵敏度。

(6)线架底部设有卡簧槽，卡簧与卡簧槽卡接，卡簧槽内壁和卡簧之间设有单向拆分组件，下弹簧片通过卡簧固定在线架底部，且卡簧为铝材质。

(7)上弹簧片和下弹簧片均为三臂式结构设计，且二者厚度均为0.2-0.25毫米，三臂式的结构设计极大地增加检波器频率，并提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力。

(8)上弹簧片和下弹簧片安装方向相反，保证了本地震检波器具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°-180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度。

(9)单向拆分组件包括两个开凿在卡簧上下两端的楔形槽和两个分别固定连接在卡簧槽上下内壁的单向卡芯，两个楔形槽方向相反，且单向卡芯和楔形槽相匹配，当需要取出卡簧时，只能从下向上对卡簧施力，且施力的大小需要将上方的单向卡芯压缩直至下方的单向卡芯从楔形槽内出来，单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片与线架连接的稳定性，使得卡簧在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，同时在下弹簧片或卡簧出现损坏后能够取出进行维修更换，从而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率。

(10)位于上方的单向卡芯采用钢筋铁骨橡胶制成，位于下方的单向卡芯为硬性材质，位于上方的楔形槽的倾斜内壁涂设有石墨烯涂层，钢筋铁骨橡胶在极端高低温的条件下仍然保持弹性，而且无论将它折成什么形状，它都会自动恢复原状，使得在正常状态下，单向拆分组件能够锁住卡簧，在受到自下而上的力后，单向卡芯被压缩变形，石墨烯涂层能够降低二者之间的摩擦力，便于向外取出卡簧，取出后，单向卡芯可以即时恢复原状，便于再次使用。

附图说明

图1为本发明的正面的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为图2中B处的结构示意图；

图4为本发明的卡簧从卡簧槽内取出时的结构示意图。

图中标号说明：

1底盖、2卡簧、3下磁靴、4外壳、5线架、6上磁靴、7上弹簧片、8接线柱、9顶盖、10上密封圈、11绝缘子、12引线簧、13上漆包线线包、14磁体、15温度补偿环、16下漆包线线包、17下弹簧片、18下密封圈、191单向卡芯、192楔形槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种高频全向速度型地震检波器，包括外壳组件和线圈组件，线圈组件位于外壳组件内，外壳组件包括底盖1、外壳4和顶盖9，顶盖9和底盖1分别安装在外壳4的上下两端，且顶盖9、底盖1与外壳4之间分别设置有上密封圈10和下密封圈18，上密封圈10和下密封圈18用于确保外壳4内的密封性，使在使用过程中，外界的湿气或一些泥土等杂物很难进入到外壳4内，进而降低湿气或泥土等杂物对地震检波器的影响，进而提高本地震检波器的使用寿命，顶盖9上端安装有绝缘子11，外壳4的厚度≥3mm，相较于现有技术中外壳4的厚度，本外壳4厚度进行的加厚，能够有效的完善磁路的均匀分布。

线圈组件包括下磁靴3、上磁靴6与外壳4之间安装的线架5，线架5上半部分安装有上漆包线线包13，线架5下半部分安装有下漆包线线包16，上漆包线线包13和下漆包线线包16的线圈的匝数均为1000-1500匝，且上漆包线线包13和下漆包线线包16的线圈缠绕方向相反，匝数过低会降低地震检波器的灵敏度，匝数过高则会增加地震检波器的体积和重量，选择匝数为1000-1500匝能够在不影响地震检波器的灵敏度情况下使其具有较小的体积和重量，顶盖9下端连接有接线柱8，接线柱8上焊接有引线簧12，线圈组件内顺序放入上弹簧片7、磁系、下弹簧片17和卡簧2，上弹簧片7和下弹簧片17均为三臂式结构设计，且二者厚度均为0.2-0.25毫米，三臂式的结构设计极大地增加检波器频率，并提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力，上弹簧片7和下弹簧片17安装方向相反，保证了本地震检波器具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°-180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度。

磁系包括磁体14，磁体14的剩磁感应强度＞13KGs，最大磁能积＞50MGOe，内禀矫顽力＞15KOe，磁体14上下两端分别安装有上磁靴6和下磁靴3，磁体14外端套设有温度补偿环15，上弹簧片7上下两端面分别与顶盖9和上磁靴6连接，下磁靴3下端面与下弹簧片17连接，磁系中的磁体14为钕铁硼材质，温度补偿环15宽度为4毫米，且温度补偿环15固定在下磁靴3和上磁靴6之间，温度补偿环15配合上弹簧片7和下弹簧片17能够有效的对磁损耗进行补偿，保证磁靴和磁钢的工作稳定性，提高地震检波器的灵敏度。

请参阅图2，线架5底部设有卡簧槽，卡簧2与卡簧槽卡接，卡簧槽内壁和卡簧2之间设有单向拆分组件，下弹簧片17通过卡簧2固定在线架5底部，且卡簧2为铝材质，请参阅图3，单向拆分组件包括两个开凿在卡簧2上下两端的楔形槽192和两个分别固定连接在卡簧槽上下内壁的单向卡芯191，两个楔形槽192方向相反，且单向卡芯191和楔形槽192相匹配。

请参阅图4，当需要取出卡簧2时，只能从下向上对卡簧2施力，且施力的大小需要将上方的单向卡芯191压缩直至下方的单向卡芯191从楔形槽192内出来，单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片17与线架5连接的稳定性，使得卡簧2在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，同时在下弹簧片17或卡簧2出现损坏后能够取出进行维修更换，从而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率，位于上方的单向卡芯191采用钢筋铁骨橡胶制成，位于下方的单向卡芯191为硬性材质，位于上方的楔形槽192的倾斜内壁涂设有石墨烯涂层，钢筋铁骨橡胶在极端高低温的条件下仍然保持弹性，而且无论将它折成什么形状，它都会自动恢复原状，使得在正常状态下，单向拆分组件能够锁住卡簧2，在受到自下而上的力后，单向卡芯191被压缩变形，石墨烯涂层能够降低二者之间的摩擦力，便于向外取出卡簧2，取出后，单向卡芯191可以即时恢复原状，便于再次使用。

通过独特的三臂式弹簧片极大地增加检波器频率，提高至60Hz以上，保证了勘探浅层地震信号的能力，特殊的卡簧槽结构，相反方向安装固定上下弹簧片，保证了本发明具备全方向的工作状态，工作允许倾斜角度为0°-180°，极大地方便了野外施工，降低了施工难度，同时卡簧槽内的单向拆分组件的设置，既保证了下弹簧片17与线架5连接的稳定性，使得卡簧2在卡簧槽内很难因震动或碰撞而掉落，从而提高本地震检波器的精度和稳定性，同时在下弹簧片17或卡簧2出现损坏后能够取出进行维修更换，进而有效降低因一个局部零件损坏而导致整个地震检波器报废的概率，提高资源的利用率。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高频全向速度型地震检波器，包括外壳组件和线圈组件，其特征在于：所述线圈组件位于外壳组件内，所述外壳组件包括底盖(1)、外壳(4)和顶盖(9)，所述顶盖(9)和底盖(1)分别安装在外壳(4)的上下两端，且顶盖(9)、底盖(1)与外壳(4)之间分别设置有上密封圈(10)和下密封圈(18)，所述顶盖(9)上端安装有绝缘子(11)，所述线圈组件包括下磁靴(3)、上磁靴(6)与外壳(4)之间安装的线架(5)，所述线架(5)上半部分安装有上漆包线线包(13)，所述线架(5)下半部分安装有下漆包线线包(16)，所述顶盖(9)下端连接有接线柱(8)，所述接线柱(8)上焊接有引线簧(12)，所述线圈组件内顺序放入上弹簧片(7)、磁系、下弹簧片(17)和卡簧(2)，所述磁系包括磁体(14)，所述磁体(14)上下两端分别安装有上磁靴(6)和下磁靴(3)，所述磁体(14)外端套设有温度补偿环(15)，所述上弹簧片(7)上下两端面分别与顶盖(9)和上磁靴(6)连接，所述下磁靴(3)下端面与下弹簧片(17)连接，所述线架(5)底部设有卡簧槽，所述卡簧(2)与卡簧槽卡接，所述卡簧槽内壁和卡簧(2)之间设有单向拆分组件，所述下弹簧片(17)通过卡簧(2)固定在线架(5)底部，且卡簧(2)为铝材质，所述单向拆分组件包括两个开凿在卡簧(2)上下两端的楔形槽(192)和两个分别固定连接在卡簧槽上下内壁的单向卡芯(191)，两个所述楔形槽(192)方向相反，且单向卡芯(191)和楔形槽(192)相匹配，位于上方的所述单向卡芯(191)采用钢筋铁骨橡胶制成，位于下方的所述单向卡芯(191)为硬性材质，位于上方的所述楔形槽(192)的倾斜内壁涂设有石墨烯涂层。

2.根据权利要求1所述的一种高频全向速度型地震检波器，其特征在于：所述上漆包线线包(13)和下漆包线线包(16)的线圈的匝数均为1000-1500匝，且上漆包线线包(13)和下漆包线线包(16)的线圈缠绕方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种高频全向速度型地震检波器，其特征在于：所述磁体(14)的剩磁感应强度＞13KGs，最大磁能积＞50MGOe，内禀矫顽力＞15KOe。

4.根据权利要求1所述的一种高频全向速度型地震检波器，其特征在于：所述外壳(4)的厚度≥3mm。

5.根据权利要求1所述的一种高频全向速度型地震检波器，其特征在于：所述磁系中的磁体(14)为钕铁硼材质，所述温度补偿环(15)宽度为4毫米，且温度补偿环(15)固定在下磁靴(3)和上磁靴(6)之间。

6.根据权利要求1所述的一种高频全向速度型地震检波器，其特征在于：所述上弹簧片(7)和下弹簧片(17)均为三臂式结构设计，且二者厚度均为0.2-0.25毫米。

7.根据权利要求1所述的一种高频全向速度型地震检波器，其特征在于：所述上弹簧片(7)和下弹簧片(17)安装方向相反。

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