CN112558143B - 多方位发射型便携式电磁冲击震源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，包括背负式主控箱、肩抗式电磁锤，所述肩抗式电磁锤包括长筒状的壳体、耦合冲击头，耦合冲击头的内端经壳体前端设置的通孔穿入壳体内，耦合冲击头外端伸出壳体并设置有同步触发震动开关，耦合冲击头能够沿着壳体的长度方向滑动；所述壳体内设置有长筒状的电磁加速器，所述电磁加速器内设置有冲击锤头，壳体的后端设置有锁紧装置，锁紧装置用于锁住冲击锤头，锁紧装置设置有发射扳机；发射扳机还发送发射信号给背负式主控箱，背负式主控箱控制电磁加速器工作。本发明提供了一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，实现地震勘探中使用非破坏性可控震源替代模拟炸药震源效果。

Description

多方位发射型便携式电磁冲击震源

技术领域

本发明涉及地球物理勘探或地质探测技术领域，特别是涉及一种多方位发射型便携式电磁冲击震源。

背景技术

震源是产生地震信号的源头，震源是地震勘探法的重要组成部分，它所激发的信号的品质直接影响到勘探结果的准确性。震源可分为炸药震源和可控震源两种。由于炸药震源具有良好的脉冲性能和较高的激发能量，所以，自20世纪20年代一直沿用至今作为资源勘查的震源。我国陆上石油勘探中，约95％都使用炸药震源。可控震源中，电火花震源和电磁震源是最为常见的，电磁震源中，又可分为扫频式电磁震源和冲击式电磁震源。冲击式电磁震源可以很好的模拟炸药震源的良好的脉冲性能和较高的激发能量，对于陆上地质勘探应用效果颇佳。

申请号201910618118.3，发明名称：电磁驱动式冲击震源发生装置、发生控制系统及控制方法；发生装置包括震源锤体和锤击加速器，所述锤击加速器设置有电磁线圈，该电磁线圈构成有锤体加速跑道，所述震源锤体为导磁锤体，所述震源锤体的头部伸入所述锤体加速跑道的初始段，所述电磁线圈通电后，其产生的电磁力吸引所述震源锤体向锤体加速跑道的终点段加速。有益效果：全程利用电磁吸力提供电磁锤运动的加速度，而非重力单独提供，通过线圈磁性对铁磁质的吸力，为电磁锤提供冲击力，当线圈较长或多级逐级产生磁力时，锤体会不断受到磁吸力的影响从而产生加速度，就能快速实现理想的震源力度，体积较小、便于运输，还能采取分级输出磁力的控制来对震源力度进行变化。

1、该专利申请震源锤体和锤击加速器采用竖向设置，安装在所述震源推车4的底板上，震源锤体只能竖向发射，不具有水平、垂直多方位发射的功能，其所述电磁线圈采用多个储能电容供电，导致设备的体积庞大。

2、该专利申请的“纯铁锤头+不锈钢锤头”体积和重量较大；导致设备重量变大，本发明采用的短锤头，只有纯钢，没有不锈钢锤头。

3、该专利申请的锤体提升机构导致整个设备体积和重量增重不少；本发明取消了之前的锤体提升机构。

4、该专利采用电池逆变倍压后给电容充电然后电容放电的驱动方案；而本发明采用电池直驱和全控开关方案，施工效率和可靠性更高，可控性更好，整个设备体积和重量减轻不少。并且电池直驱的能量密度更高，单位时间内的驱动能力更强。

5、该专利的加速线圈未设置续流回路，导致能量利用率低。

6、该专利未设置初始速度驱动装置，冲击锤头缺少足够的初速度，导致冲击锤头的初动能低。

由于该专利还存在很多不足的地方，因此急需进一步的改进。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明的目的是提供一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，实现地震勘探中使用非破坏性可控震源替代模拟炸药震源效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，其关键在于，包括背负式主控箱、肩抗式电磁锤，所述肩抗式电磁锤包括长筒状的壳体、耦合冲击头，壳体前端设置有通孔，耦合冲击头的内端经壳体前端设置的通孔穿入壳体内，耦合冲击头外端伸出壳体并设置有同步触发震动开关，耦合冲击头能够沿着壳体的长度方向滑动；所述壳体内设置有长筒状的电磁加速器，所述电磁加速器内设置有冲击锤头，壳体的后端设置有锁紧装置，锁紧装置用于锁住冲击锤头，锁紧装置设置有发射扳机；发射扳机还发送发射信号给背负式主控箱，背负式主控箱控制电磁加速器工作。

电磁加速器的长度方向与壳体的长度方向一致。

同步触发震动开关连接背负式主控箱和地震勘探仪，给其发送地震同步触发信号。

肩抗式电磁锤通过驱动电缆和控制电缆与背负式主控箱相连接，肩抗式电磁锤设置有把手和地面支撑架，操作者可手提施工、肩抗移动。背负式主控箱设置有操作观察面板。操作者通过背负式主控箱上的操作观察面板上的电源按钮，可开启或关断控制电路，背负式主控箱内设置有储能电池组，通过操作观察面板上的电池开关，可接通或关断背负式主控箱内的储能电池组。

操作者通过锁紧装置将冲击锤头锁住在电磁加速器的后端，操作者通过扣动锁紧装置的发射扳机，使锁紧装置解锁，锁紧装置将冲击锤头解锁释放，发射扳机还发送发射信号给背负式主控箱，背负式主控箱控制电磁加速器工作；冲击锤头通过电磁加速器加速依次触发电磁加速器的多级加速线圈获得驱动，在极短时间内获得高速度，并冲击耦合冲击头，耦合冲击头撞击岩壁，从而将地震波传递至施工面。冲击锤头撞击耦合冲击头同时，触发同步触发震动开关，同步触发震动开关输出可供地震勘探仪同步采集的同步触发信号。冲击锤头冲击结束后，在反弹力作用下自动返回电磁加速器后端，并由锁紧装置捕捉，停止运动，待下一次操作实施。

所述通孔中固定设置有滑套，所述耦合冲击头包括滑柱，滑柱的内端穿过滑套并设置有台阶部，滑柱的外端设置有撞击部，同步触发震动开关设置于撞击部内，同步触发震动开关连接有引线。

台阶部外径和撞击部外径大于滑套内径，滑套使滑柱沿着壳体的长度方向滑动。引线从撞击部内引出并连接背负式主控箱和地震勘探仪。同步触发震动开关震动时闭合，发出相应的震动信号。

所述锁紧装置包括抱箍，抱箍包括两个相对设置的第一抱箍件和第二抱箍件，第一抱箍件的一端和第二抱箍件的一端转动套设在第一铰轴上，所述壳体设置有后盖，第一铰轴与后盖固连，第一抱箍件的另一端通过第一弹簧连接后盖上的第一端板，第二抱箍件的另一端通过第二弹簧连接后盖上的第二端板，第一抱箍件的中部和第二抱箍件的中部均呈向外凸出的圆弧形，冲击锤头的后端连接有复位拉杆，第一抱箍件的中部和第二抱箍件的中部形成容纳复位拉杆的夹持空间，所述复位拉杆的后端倒角；所述发射扳机包括方形的楔块，楔块设置于第一抱箍件的另一端和第二抱箍件的另一端之间，楔块转动套设在第二铰轴上，第二铰轴与后盖固连，楔块的一侧设置有扳机拉杆，扳机拉杆的一端与楔块的一侧铰接，扳机拉杆的另一端经壳体上开设的操作过孔伸出壳体，在后盖上还设置有与楔块相配合的触动开关，触动开关用于发送发射信号给背负式主控箱；电磁加速器还设置有初始速度驱动装置，所述初始速度驱动装置为设置在后盖内侧或电磁加速器后部的第三弹簧，第三弹簧朝向冲击锤头的后端。

冲击锤头回弹撞击第三弹簧时，压缩第三弹簧，在操作者拉动发射扳机释放冲击锤头时，第三弹簧也被释放，给冲击锤头一个向前的推力，使冲击锤头产生一个初速度，提高初动能；可将上一次冲击的回弹能量回收一部分下次使用。

第一抱箍件的另一端和第二抱箍件的另一端可绕着第一铰轴旋转，从而使夹持空间变大或变小。

冲击锤头的后端连接有复位拉杆，所述复位拉杆的前端与冲击锤头相连，后端倒角；冲击锤头冲击结束后，在反弹力作用下向后运动，夹持空间正对复位拉杆，夹持空间在常态时，由于第一弹簧挤压第一抱箍件的另一端，第二弹簧挤压第二抱箍件的另一端，夹持空间小于复位拉杆的外径，但是夹持空间大于复位拉杆的倒角的尖端，复位拉杆在冲击锤头反弹力的作用下插入夹持空间，压缩第一弹簧和第二弹簧，在第一弹簧和第二弹簧的挤压力下被锁住在夹持空间内。后盖还设置有复位拉杆伸出的伸出孔，复位拉杆的后端可经伸出孔伸出壳体。

锁紧装置设置有发射扳机；操作者通过拉动扳机拉杆，扳机拉杆带动方形的楔块绕着第二铰轴转动，楔块转动挤压第一抱箍件的另一端和第二抱箍件的另一端，第一抱箍件的另一端和第二抱箍件的另一端向外张开，第一弹簧和第二弹簧被压缩，夹持空间变大，复位拉杆被释放。楔块转动时触碰触动开关，压缩触动开关的触头，触动开关闭合，发送发射信号给背负式主控箱，背负式主控箱控制电磁加速器加速，使冲击锤头向前运动。

所述壳体的外壁还设置有防滚支架把手和地面支撑架。

防滚支架把手方便操作者用手抓住肩抗式电磁锤，地面支撑架可将肩抗式电磁锤支撑在地面上，地面支撑架通过旋转机构安装在壳体的外壁，不用时，可将地面支撑架旋转并与壳体的长度方向平行，便于收纳。

所述背负式主控箱内设置有直流电源、控制电路；

所述电磁加速器设置有至少两个沿着电磁加速器长度方向排列的加速线圈，所述加速线圈并联有续流二极管，直流电源经相应的全控开关连接加速线圈为其供电，所述控制电路与全控开关相连接控制其通断电，所述控制电路还与发射扳机相连。

所述控制电路通过全控开关控制各个加速线圈通断电，从而控制电磁加速器为冲击锤头加速。加速线圈并联有续流二极管，加速线圈属于感性负载，感性负载能够存储一些能量，其存储的能量能够通过续流二极管进行释放，提高了能量利用率。

所述可控开关13可以是IGBT开关、MOSFET开关以及其它可以进行通断控制的开关器件。

所述电磁加速器设置有外套筒，外套筒通过支架固定在壳体的内壁上，外套筒内穿设有透明的内套筒，所述加速线圈安装在外套筒的外壁上，所述加速线圈首端以及中部对应的外套筒的外壁上设置有相应的第一安装过孔组，所述第一安装过孔组中设置有相应的第一光电传感器组，第一光电传感器组与控制电路相连。

这里的加速线圈首端相当于加速线圈的后端，即靠近壳体后端的位置。

内套筒可以从外套筒内抽出，进行更换，第一光电传感器组包括前后设置的两个光电传感器，第一光电传感器组用于检测冲击锤头前端的位置，冲击锤头遮住加速线圈首端的第一光电传感器组的光电传感器时，该加速线圈通电，冲击锤头遮住加速线圈中部的第一光电传感器组的光电传感器时，该加速线圈断电。

所述外套筒的前端沿着外套筒的长度方向还间隔设置有两个第二安装过孔，两个第二安装过孔中分别设置有第二光电传感器、第三光电传感器，第二光电传感器、第三光电传感器与控制电路相连，所述控制电路设置有微处理器，微处理器连接有操作观察面板。

微处理器连接第二光电传感器、第三光电传感器，冲击锤头前端经过第二光电传感器、第三光电传感器时，第二光电传感器、第三光电传感器给微处理器发送信号，微处理器存储有第二光电传感器、第三光电传感器的间隔距离，结合冲击锤头前端经过第二光电传感器、第三光电传感器的时间，可计算冲击锤头的速度，速度等于间隔距离除以时间，从而计算冲击锤头的能量，通过操作观察面板显示；为施工方提供地震勘探参考依据。

所述全控开关设置有电流保护电路，所述电流保护电路包括电流传感器，所述全控开关经电流传感器连接加速线圈为其供电，电流传感器的第一输出端连接转换电阻R12的一端，转换电阻R12的另一端并接电流传感器的第二输出端后接地，转换电阻R12的一端连接电压跟随器OP07的输入端，电压跟随器OP07的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接放大电路的输入端，滞回比较器的输出端与控制电路相连。

电流传感器用于检测加速线圈的电流并通过转换电阻R12转换成相应的电压信号，该电压信号经放大电路放大后输出给滞回比较器，大于滞回比较器的上限阈值时，滞回比较器输出相应的电压信号给控制电路，控制电路控制全控开关断电；小于滞回比较器的下限阈值时，滞回比较器输出相应的电压信号给控制电路，控制电路控制全控开关通电；防止电流过大将全控开关和加速线圈烧毁。

所述控制电路发出PWM信号给全控开关，通过调节全控开关的导通时间调节加速线圈的导电时间，从而调节冲击锤头的冲击速度。

通过发出PWM信号控制全控开关通断，从而调节加速线圈的导电时间，调节冲击锤头的能量。

所述加速线圈并联有相应的可变调速电阻。

通过调节可变调速电阻的阻值，可以通过可变调速电阻对加速线圈进行分流，从而调节加速线圈的电流，调节冲击锤头的能量。

显著效果:本发明提供了一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，实现地震勘探中使用非破坏性可控震源替代模拟炸药震源效果。

附图说明

图1为本发明的外形结构图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明的第一种使用状态图；

图4为图1的B-B剖视图；

图5为本发明的第二种使用状态图；

图6为本发明的电路模块图；

图7为本发明的主电路结构图；

图8为微处理器的电路图；

图9为位置检测接口电路的电路图；

图10为发射扳机接口电路的电路图；

图11为同步触发接口电路的电路图；

图12为测速接口电路的电路图；

图13为电流保护电路的电路图；

图14为爆炸装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-图14所示，一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，包括背负式主控箱1、肩抗式电磁锤2，所述肩抗式电磁锤2包括长筒状的壳体21、耦合冲击头22，壳体21前端设置有通孔，耦合冲击头22的内端经壳体21前端设置的通孔穿入壳体21内，耦合冲击头22外端伸出壳体21并设置有同步触发震动开关21a，耦合冲击头22能够沿着壳体21的长度方向滑动；所述壳体21内设置有长筒状的电磁加速器23，所述电磁加速器23内设置有冲击锤头24，壳体21的后端设置有锁紧装置25，锁紧装置25用于锁住冲击锤头24，锁紧装置25设置有发射扳机26；发射扳机26还发送发射信号给背负式主控箱1，背负式主控箱1控制电磁加速器23工作。

电磁加速器23的长度方向与壳体21的长度方向一致。

电磁加速器23的前后两端开口；冲击锤头24呈长圆柱体，其长度方向与电磁加速器23的长度方向一致，其外径与电磁加速器23的内径相适应，冲击锤头24能够经电磁加速器23的前端开口撞击耦合冲击头22。

同步触发震动开关21a连接背负式主控箱1和地震勘探仪，给其发送地震同步触发信号。

如图11所示，同步触发震动开关21a经同步触发接口电路连接微处理器121；

冲击锤头24采用高铁磁性、高机械强度纯钢材料制成，冲击锤头24的外壁设置有滚动轴承242，冲击锤头24可在电磁加速器23的多级脉冲磁场下以极低的摩擦力快速获得高动能。

操作者通过锁紧装置25将冲击锤头24锁住在电磁加速器23的后端，操作者通过扣动锁紧装置25的发射扳机26，使锁紧装置25解锁，锁紧装置25将冲击锤头24解锁释放，发射扳机26还发送发射信号给背负式主控箱1，背负式主控箱1控制电磁加速器23工作；冲击锤头24通过电磁加速器23时依次触发多级加速线圈231获得驱动，在极短时间内获得高速度，并冲击耦合冲击头22，从而将地震波传递至施工面。冲击锤头24撞击耦合冲击头22的同时，触发同步触发震动开关21a，同步触发震动开关21a输出可供地震勘探仪同步采集的同步触发信号。冲击锤头24冲击结束后，在反弹力作用下自动返回电磁加速器23后端，并由锁紧装置25捕捉，停止运动，待下一次操作实施。

所述通孔中固定设置有滑套211，所述耦合冲击头22包括滑柱221，滑柱221的内端穿过滑套211并设置有台阶部222，滑柱221的外端设置有撞击部223，同步触发震动开关21a设置于撞击部223内，同步触发震动开关23连接有引线。

台阶部222外径和撞击部223外径大于滑套211内径，滑套211使滑柱221沿着壳体21的长度方向滑动。引线从撞击部223内引出并连接背负式主控箱1和地震勘探仪。同步触发震动开关23震动时闭合。

所述滑柱221上还套有挡泥板14，挡泥板14与壳体21固连。

如图4所示，所述锁紧装置25包括抱箍251，抱箍251包括两个相对设置的第一抱箍件2511和第二抱箍件2512，第一抱箍件2511的一端和第二抱箍件2512的一端转动套设在第一铰轴2513上，所述壳体21设置有后盖27，第一铰轴2513与后盖27固连，在后盖27上还固定设置有第一端板271和第二端板272，第一端板271位于第一抱箍件2511的另一端外侧，第二端板272位于第二抱箍件2512的另一端的外侧，第一抱箍件2511的另一端通过第一弹簧252连接后盖27上的第一端板271，第二抱箍件2512的另一端通过第二弹簧253连接后盖27上的第二端板272，第一抱箍件2511的中部和第二抱箍件2512的中部均呈向外凸出的圆弧形，冲击锤头24的后端连接有复位拉杆241，第一抱箍件2511的中部和第二抱箍件2512的中部形成容纳复位拉杆241的夹持空间，所述复位拉杆241的前端连接冲击锤头24的后端，所述复位拉杆241的后端倒角；第一抱箍件2511的中部和第二抱箍件2512的中部也设置有与复位拉杆241的后端倒角相配合的倒角，所述发射扳机26包括方形的楔块261，楔块261设置于第一抱箍件2511的另一端和第二抱箍件2512的另一端之间，楔块261转动套设在第二铰轴262上，第二铰轴262与后盖27固连，楔块261的一侧设置有扳机拉杆263，扳机拉杆263的一端与楔块261的一侧铰接，扳机拉杆263的另一端经壳体21上开设的操作过孔伸出壳体21，在后盖27上还设置有与楔块261相配合的触动开关264，触动开关264用于发送发射信号给背负式主控箱1。

如图10所示，触动开关264经发射扳机接口电路连接微处理器121。

电磁加速器23还设置有初始速度驱动装置，所述初始速度驱动装置为设置在后盖27内侧或电磁加速器23后部的第三弹簧243，第三弹簧243朝向冲击锤头24的后端。第三弹簧243在冲击锤头24与后盖27之间起缓冲作用，防止冲击锤头24撞击抱箍251；同时，冲击锤头24回弹撞击第三弹簧243时，压缩第三弹簧243，在操作者拉动发射扳机26释放冲击锤头24时，第三弹簧243也被释放，给冲击锤头24一个向前的推力，使冲击锤头24产生一个初速度，提高初动能；可将上一次冲击的回弹能量回收一部分下次使用。与专利申请号201910618118.3中所述的防二次冲击弹簧效果不同。

第三弹簧243的孔径大于复位拉杆241的外径并小于冲击锤头24的外径。

所述复位拉杆241的外壁还设置有环形的锁紧凹槽，第一抱箍件2511的中部和第二抱箍件2512的中部夹持在锁紧凹槽的位置，防止滑脱。

第一抱箍件2511的另一端和第二抱箍件2512的另一端可绕着第一铰轴2513旋转，从而使夹持空间变大或变小。

冲击锤头24的后端连接有复位拉杆241，所述复位拉杆241的前端与冲击锤头24相连，后端倒角；冲击锤头24冲击结束后，在反弹力作用下向后运动，夹持空间在常态时，由于第一弹簧252挤压第一抱箍件2511的另一端，第二弹簧253挤压第二抱箍件2512的另一端，夹持空间小于复位拉杆241的外径，但是夹持空间大于复位拉杆241的倒角的尖端，复位拉杆241在冲击锤头24反弹力的作用下插入夹持空间，压缩第一弹簧252和第二弹簧253，在第一弹簧252和第二弹簧253的挤压力下被锁住在夹持空间内。后盖27还设置有复位拉杆241伸出的伸出孔，复位拉杆241的后端可经伸出孔伸出壳体21。

锁紧装置25设置有发射扳机26；操作者通过拉动扳机拉杆263，扳机拉杆263带动方形的楔块261绕着第二铰轴262转动，楔块261转动挤压第一抱箍件2511的另一端和第二抱箍件2512的另一端，第一抱箍件2511的另一端和第二抱箍件2512的另一端向外张开，第一弹簧252和第二弹簧253被压缩，夹持空间变大，复位拉杆241被释放。楔块261转动时触碰触动开关264，压缩触动开关264的触头，触动开关264闭合，发送发射信号给背负式主控箱1，背负式主控箱1控制电磁加速器23加速，使冲击锤头24向前运动。

如图4所示，第一抱箍件2511的另一端和第二抱箍件2512的另一端较平直，分别与楔块261的上下两面相抵接。

如图1-图3所示，所述壳体21的外壁还设置有防滚支架把手28和地面支撑架29。

防滚支架把手28设置有多根围在壳体21外的把手杆，把手杆与壳体21外壁固连，防滚支架把手28方便操作者用手抓住肩抗式电磁锤2，地面支撑架29可将肩抗式电磁锤2支撑在地面上，地面支撑架29通过旋转机构安装在壳体21的外壁，不用时，可将地面支撑架29旋转成图1所示的水平状态，并与壳体21的长度方向平行，便于收纳。

如图5所示，所述背负式主控箱1设置有箱体，箱体内设置有直流电源11、控制电路12；

如图2-图3所示，所述电磁加速器23设置有至少两个沿着电磁加速器23长度方向排列的加速线圈231，所述加速线圈231并联有续流二极管，直流电源11经相应的全控开关13连接加速线圈231为其供电，所述控制电路12与全控开关13相连接控制其通断电，所述控制电路12还与发射扳机26相连。

所述控制电路12通过全控开关13控制加速线圈231通断电，从而控制电磁加速器23为冲击锤头24加速。

所述可控开关13可以是IGBT开关、MOSFET开关以及其它可以进行通断控制的开关器件。

所述电磁加速器23设置有外套筒232，外套筒232通过支架233固定在壳体21的内壁上，外套筒232内穿设有透明的内套筒234，所述加速线圈231安装在外套筒232的外壁上，所述加速线圈231首端以及中部对应的外套筒232的外壁上设置有相应的第一安装过孔组，所述第一安装过孔组中设置有相应的第一光电传感器组235，第一光电传感器组235与控制电路12相连。

如图9所示，第一光电传感器组235经位置检测接口电路连接微处理器121。

这里的加速线圈231首端相当于加速线圈231的后端，即靠近壳体21后端的位置。

内套筒234可以从外套筒232内抽出，进行更换，第一光电传感器组235包括前后设置的两个光电传感器，第一光电传感器组235用于检测冲击锤头24前端的位置，冲击锤头24遮住加速线圈231首端的第一光电传感器组235的光电传感器时，该加速线圈231通电，冲击锤头24遮住加速线圈231中部的第一光电传感器组235的光电传感器时，该加速线圈231断电。

所述外套筒232的前端沿着外套筒232的长度方向还间隔设置有两个第二安装过孔，两个第二安装过孔中分别设置有第二光电传感器236、第三光电传感器237，第二光电传感器236、第三光电传感器237与控制电路12相连，所述控制电路12设置有微处理器121，微处理器121连接有操作观察面板122。

如图12所示，第二光电传感器236、第三光电传感器237经测速接口电路连接微处理器121.

微处理器121连接第二光电传感器236、第三光电传感器237，冲击锤头24前端经过第二光电传感器236、第三光电传感器237时，第二光电传感器236、第三光电传感器237给微处理器121发送信号，微处理器121存储有第二光电传感器236、第三光电传感器237的间隔距离，结合冲击锤头24经过第二光电传感器236、第三光电传感器237的时间，可计算冲击锤头24的速度，速度等于间隔距离除以时间，从而计算冲击锤头24的能量，通过操作观察面板122显示；为施工方提供地震勘探参考依据。

图13为电流保护电路的电路图；所述全控开关13设置有电流保护电路，所述电流保护电路包括电流传感器238，所述全控开关13经电流传感器238连接加速线圈231为其供电，电流传感器238的第一输出端连接转换电阻R12的一端，转换电阻R12的另一端并接电流传感器238的第二输出端后接地，转换电阻R12的一端连接电压跟随器OP07的输入端，电压跟随器OP07的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接放大电路的输入端，滞回比较器的输出端与控制电路12相连。

所述控制电路12发出PWM信号给全控开关13，通过调节全控开关13的导通时间调节加速线圈231的导电时间，从而调节冲击锤头24的冲击速度。

通过发出PWM信号控制全控开关13通断，从而调节加速线圈231的导电时间，调节冲击锤头24的能量。所述加速线圈231并联有相应的可变调速电阻，该电路在说明书附图中未示出。

冲击能量可使用操作观察面板122上的冲击能量调节旋钮调节全控开关13的导通时间，从而对冲击能量进行可控调节。

如图14所示，所述撞击部223上可拆卸地套有圆锥体形的撞击头15，撞击头15上套有爆炸装置16，爆炸装置16由多块撞击板161围成一圆锥形，撞击板161之间通过复位弹簧162连接，多块撞击板161围成一个能够容纳撞击头15的容纳空间，当撞击头15撞击容纳空间时，爆炸装置16的多块撞击板161向四周爆炸，对岩壁形成挤压，模拟炸药震源的四周爆炸效果。爆炸装置16也可安装在岩壁上。岩壁受到的力F经过分解后会形成水平和垂直方向的地震力。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多方位发射型便携式电磁冲击震源，其特征在于，包括背负式主控箱(1)、肩抗式电磁锤(2)，所述肩抗式电磁锤(2)包括长筒状的壳体(21)、耦合冲击头(22)，耦合冲击头(22)的内端经壳体(21)前端设置的通孔穿入壳体(21)内，耦合冲击头(22)外端伸出壳体(21)并设置有同步触发震动开关(21a)，耦合冲击头(22)能够沿着壳体(21)的长度方向滑动；所述壳体(21)内设置有长筒状的电磁加速器(23)，所述电磁加速器(23)内设置有冲击锤头(24)，壳体(21)的后端设置有锁紧装置(25)，锁紧装置(25)设置有发射扳机(26)；发射扳机(26)还发送发射信号给背负式主控箱(1)，背负式主控箱(1)控制电磁加速器(23)工作；

所述锁紧装置(25)包括抱箍(251)，抱箍(251)包括两个相对设置的第一抱箍件(2511)和第二抱箍件(2512)，第一抱箍件(2511)的一端和第二抱箍件(2512)的一端转动套设在第一铰轴(2513)上，所述壳体(21)设置有后盖(27)，第一铰轴(2513)与后盖(27)固连，第一抱箍件(2511)的另一端通过第一弹簧(252)连接后盖(27)上的第一端板(271)，第二抱箍件(2512)的另一端通过第二弹簧(253)连接后盖(27)上的第二端板(272)，第一抱箍件(2511)的中部和第二抱箍件(2512)的中部均呈向外凸出的圆弧形，冲击锤头(24)的后端连接有复位拉杆(241)，第一抱箍件(2511)的中部和第二抱箍件(2512)的中部形成容纳复位拉杆(241)的夹持空间，所述复位拉杆(241)的后端倒角；所述发射扳机(26)包括方形的楔块(261)，楔块(261)设置于第一抱箍件(2511)的另一端和第二抱箍件(2512)的另一端之间，楔块(261)转动套设在第二铰轴(262)上，第二铰轴(262)与后盖(27)固连，楔块(261)的一侧设置有扳机拉杆(263)，扳机拉杆(263)的一端与楔块(261)的一侧铰接，扳机拉杆(263)的另一端经壳体(21)上开设的操作过孔伸出壳体(21)，在后盖(27)上还设置有与楔块(261)相配合的触动开关(264)，触动开关(264)用于发送发射信号给背负式主控箱(1)，电磁加速器(23)还设置有初始速度驱动装置，所述初始速度驱动装置为设置在后盖(27)内侧或电磁加速器(23)后部的第三弹簧(243)，第三弹簧(243)朝向冲击锤头(24)的后端；

第三弹簧(243)在冲击锤头(24)与后盖(27)之间起缓冲作用，防止冲击锤头(24)撞击抱箍(251)；同时，冲击锤头(24)回弹撞击第三弹簧(243)时，压缩第三弹簧(243)，在操作者拉动发射扳机(26)释放冲击锤头(24)时，第三弹簧(243)也被释放，给冲击锤头(24)一个向前的推力，使冲击锤头(24)产生一个初速度，提高初动能；可将上一次冲击的回弹能量回收一部分下次使用；

所述复位拉杆(241)的外壁还设置有环形的锁紧凹槽，第一抱箍件(2511)的中部和第二抱箍件(2512)的中部夹持在锁紧凹槽的位置，防止滑脱；

所述背负式主控箱(1)内设置有直流电源(11)、控制电路(12)；

所述电磁加速器(23)设置有至少两个沿着电磁加速器(23)长度方向排列的加速线圈(231)，所述加速线圈(231)并联有续流二极管，直流电源(11)经相应的全控开关(13)连接加速线圈(231)为其供电，所述控制电路(12)与全控开关(13)相连接控制其通断电，所述控制电路(12)还与发射扳机(26)相连；

所述电磁加速器(23)设置有外套筒(232)，外套筒(232)通过支架(233)固定在壳体(21)的内壁上，外套筒(232)内穿设有透明的内套筒(234)，所述加速线圈(231)安装在外套筒(232)的外壁上，所述加速线圈(231)首端以及中部对应的外套筒(232)的外壁上设置有相应的第一安装过孔组，所述第一安装过孔组中设置有相应的第一光电传感器组(235)，第一光电传感器组(235)与控制电路(12)相连；

所述外套筒(232)的前端沿着外套筒(232)的长度方向还间隔设置有两个第二安装过孔，两个第二安装过孔中分别设置有第二光电传感器(236)、第三光电传感器(237)，第二光电传感器(236)、第三光电传感器(237)与控制电路(12)相连，所述控制电路(12)设置有微处理器(121)，微处理器(121)连接有操作观察面板(122)。

2.根据权利要求1所述的多方位发射型便携式电磁冲击震源，其特征在于：所述通孔中固定设置有滑套(211)，所述耦合冲击头(22)包括滑柱(221)，滑柱(221)的内端穿过滑套(211)并设置有台阶部(222)，滑柱(221)的外端设置有撞击部(223)，同步触发震动开关(21a)设置于撞击部(223)内。

3.根据权利要求1所述的多方位发射型便携式电磁冲击震源，其特征在于：所述壳体(21)的外壁还设置有防滚支架把手(28)和地面支撑架(29)。

4.根据权利要求1所述的多方位发射型便携式电磁冲击震源，其特征在于：所述全控开关(13)设置有电流保护电路，所述电流保护电路包括电流传感器(238)，所述全控开关(13)经电流传感器(238)连接加速线圈(231)为其供电，电流传感器(238)的第一输出端连接转换电阻R12的一端，转换电阻R12的另一端并接电流传感器(238)的第二输出端后接地，转换电阻R12的一端连接电压跟随器OP07的输入端，电压跟随器OP07的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接滞回比较器的输入端，滞回比较器的输出端与控制电路(12)相连。

5.根据权利要求1所述的多方位发射型便携式电磁冲击震源，其特征在于：所述控制电路(12)通过调节全控开关(13)的导通时间调节加速线圈(231)的导电时间，从而调节冲击锤头(24)的冲击速度。

6.根据权利要求1所述的多方位发射型便携式电磁冲击震源，其特征在于：所述加速线圈(231)并联有相应的可变调速电阻。

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