CN113892039A - 地震传感器和与地震传感器相关的方法 - Google Patents

Abstract

公开了示例地震传感器和与示例地震传感器相关的方法。在实施方式中，地震传感器包括外壳体和设置在外壳体的内腔中的检验质量块。另外，地震传感器包括在检验质量块与外壳体上端部之间定位在内腔中的第一偏置构件，该第一偏置构件构造成响应于外壳体相对于检验质量块的轴向运动而挠曲。此外，地震传感器包括在第一偏置构件与外壳体上端部之间定位在内腔中的第二偏置构件。更进一步，地震传感器包括在检验质量块与外壳体下端部之间定位在内腔中的传感器元件，该传感器元件配置成响应于外壳体相对于检验质量块的运动而产生电势。

Description

地震传感器和与地震传感器相关的方法

相关申请的交叉引用

不适用。

关于联邦政府资助的研究或研发的声明

不适用。

背景技术

使用地震勘测或反射地震学来绘制地球的地下。在地震勘测期间，受控地震源发出低频地震波，低频地震波穿过地球的地下。在不同岩石层之间的交界面处，地震波被部分地反射。被反射的波返回至表面，在表面处，该被反射的波被一个或更多个地震传感器检测到。特别地，地震传感器检测并测量由波引起的振动。地震传感器在地表检测到的地面振动可以具有非常宽的动态范围，其中，位移距离范围从几厘米至几埃。分析由地震传感器记录的数据以揭示地下的结构和组成。

发明内容

本文中公开的一些实施方式涉及地震传感器。在实施方式中，地震传感器包括外壳体，该外壳体具有中心轴线、上端部、下端部和内腔。另外，地震传感器包括以可移动的方式设置在内腔中的检验质量块。外壳体构造成相对于检验质量块轴向移动。此外，地震传感器包括第一偏置构件，该第一偏置构件设置在内腔中并且轴向地定位在检验质量块与外壳体的上端部之间。第一偏置构件构造成响应于外壳体相对于检验质量块的轴向运动而挠曲，并且第一偏置构件包括盘状部，该盘状部包括轴向延伸穿过盘状部的多个周向间隔开的狭槽以及轴向延伸的凹部。更进一步，地震传感器包括第二偏置构件，该第二偏置构件设置在内腔中并且轴向地定位在第一偏置构件与外壳体的上端部之间。第二偏置构件包括构造成与第一偏置构件的凹部接合的突出部。另外，地震传感器包括传感器元件，该传感器元件设置在内腔中并且轴向地定位在检验质量块与外壳体的下端部之间。传感器元件包括压电材料，该压电材料配置成响应于外壳体相对于检验质量块的轴向运动以及第一偏置构件和第二偏置构件的挠曲而偏转并产生电势。

在另一实施方式中，地震传感器包括外壳体和检验质量块，外壳体具有中心轴线、第一端部、与第一端部相反的第二端部以及内腔，检验质量块以可移动的方式设置在内腔中。检验质量块包括电力供应器。另外，地震传感器包括盘形传感器元件，该盘形传感器元件设置在内腔中并且轴向地定位在检验质量块与第二端部之间。传感器元件配置成检测外壳体相对于检验质量块的运动。此外，地震传感器包括联接至传感器元件的电子电路、设置在内腔中并且轴向地定位在外壳体的第一端部与检验质量块之间的第一弹性盘状部、以及设置在内腔中并且轴向地定位在检验质量块与传感器元件之间的第二弹性盘状部。第一弹性盘状部和第二弹性盘状部各自包括联接至检验质量块的中央区域以及以可固定的方式联接至外壳体的径向外周缘。第一弹性盘状部和第二弹性盘状部各自包括轴向延伸穿过第一弹性盘状部和第二弹性盘状部的多个周向间隔开的狭槽。第一弹性盘状部包括轴向延伸的凹部。更进一步，地震传感器包括偏置构件，该偏置构件设置在内腔中并且轴向地定位在第一弹性盘状部与外壳体的第一端部之间。

本文中公开的其他实施方式涉及一种用于检测穿过地下地层的地震波的方法。在实施方式中，该方法包括(a)将地震勘测装置联接至地下地层上方的地面。地震勘测装置包括外壳体、检验质量块和传感器元件，外壳体具有纵向轴线、上端部、下端部和内腔，检验质量块以可移动的方式设置在内腔中，传感器元件设置在内腔中并且轴向地定位在检验质量块与外壳体的下端部之间。另外，地震勘测装置包括设置在内腔中并轴向地定位在检验质量块与外壳体的下端部之间的传感器元件以及设置在内腔中并轴向地定位在外壳体的第一端部与检验质量块之间的第一弹性盘状部。此外，地震勘测装置包括设置在内腔中并轴向地定位在检验质量块与传感器元件之间的第二弹性盘状部以及设置在内腔中并轴向地定位在第一弹性盘状部与外壳体的上端部之间的偏置构件。偏置构件包括被接纳在第一弹性盘状部的轴向延伸的凹部内的突出部。另外，该方法包括(b)将地震勘测装置定向成使得壳体的纵向轴线处于竖向方向，(c)使外壳体响应于地震波而相对于检验质量块竖向地移动，以及(d)使第一弹性盘状部、第二弹性盘状部和偏置构件响应于(c)轴向地挠曲。此外，该方法包括(e)使传感器元件在(c)和(d)期间轴向地偏转，以及(f)在(c)期间响应于(e)利用传感器元件产生指示外壳体相对于检验质量块的竖向运动的信号。

本文中描述的实施方式包括意在解决与某些现有设备、系统和方法相关联的各种缺点的特征和特性的组合。前面已经相当广泛地概述了所公开的实施方式的特征和技术特性，以便可以更好地理解下面的详细描述。通过阅读下面的详细描述并参照附图，上述的各种特性和特征以及其他特性和特征对于本领域技术人员来说将是明显的。应当理解的是，所公开的概念和特定实施方式可以容易地用作修改或设计其他结构以实现与所公开的实施方式相同的目的的基础。还应当认识到的是，这种等效构造不脱离本文中公开的原理的精神和范围。

附图说明

现在将参照附图对各种示例性实施方式进行详细描述，在附图中：

图1是根据一些实施方式的用于勘测地下地层形成的地震勘测系统的示意图；

图2是根据一些实施方式的可以在图1的系统内使用的地震传感器的实施方式的立体图；

图3是图2的地震传感器的纵向截面图；

图4是图2的地震传感器的电池和接片的立体图；

图5是图2的地震传感器的一部分的放大的纵向截面图；以及

图6是图2的地震传感器的偏置构件的立体图。

具体实施方式

以下讨论针对各种示例性实施方式。然而，本领域普通技术人员将理解的是，本文中所公开的示例具有广泛的应用，并且对任何实施方式的讨论仅意味着是该实施方式的示例，而并不意在暗示包括权利要求的本公开的范围限于该实施方式。

附图不一定按比例绘制。本文中的某些特征和部件可能按比例放大或以示意性的形式示出，并且出于清楚和简明的目的，常规元件的一些细节可能未示出。

在下面的讨论中以及在权利要求中，以开放式方式使用术语“包括”和“包含”，并且因此术语“包括”和“包含”应当被理解为表示“包括但不限于……”。同样，术语“联接”或“与……联接”意在表示间接或直接连接。因此，如果第一设备联接至第二设备，则该连接可以是通过两个设备的直接连接、或者是通过经由其他设备、部件、节点和连接部建立的间接连接的。另外，如本文中所使用的，术语“轴向的”和“轴向地”通常是指沿着或平行于给定轴线(例如，本体或端口的中心轴线)，而术语“径向的”和“径向地”通常是指垂直于给定轴线。例如，轴向距离是指沿着或平行于轴线测得的距离，并且径向距离是指垂直于轴线测得的距离。此外，当在包括权利要求的本文中使用时，词语“大约”、“大体上”、“大致”、“近似地”等意味着在正负10％的范围内。

如前所述，在地震勘测期间，地震传感器用于检测反射的地震波，以揭示地下的结构和组成。一种类型的地震传感器依靠电容产生电信号。在一个示例方法中，这些传感器可以使用微机加工的硅被构造为微机电系统(MEMS)，其中，金属镀层施加到位于较小的经电镀并被弹簧加载的质量块的相对侧的相向部件上。与动线圈地震检波器相比，这些MEMS传感器通常具有小的尺寸和重量的优点。MEMS检验质量块相对于外部固定板的运动产生可变电容，该可变电容作为与传感器位移的加速度成比例的信号而被检测到。在一些情况下，希望在正常操作期间限制检验质量块在给定轴线或方向内的运动，同时仍然允许检验质量块(和/或其在传感器单元内的支承结构)在没有损坏的情况下适应大的离轴脉冲或冲击。因此，本文中所公开的实施方式包括地震传感器，该地震传感器包括一个或更多个偏置构件，所述一个或更多个偏置构件通常允许内部检验质量块与外壳体之间在期望的纵向轴线内的相对运动，但是也限制检验质量块和壳体在横向方向上的相对力矩。另外，当足够大的离轴(例如，横向)冲击或脉冲传递至地震传感器时，所述一个或更多个偏置构件可以允许检验质量块和壳体的一些相对运动。因此，通过使用本文中所公开的地震传感器，在正常地震勘测操作期间，可以减少离轴振动，使得所得的地震测量可以具有更少的噪声；然而，由于大的离轴脉冲而对地震传感器的内部部件造成的损坏也可以减少或完全消除。

现在参照图1，示出了用于勘测地下地层形成51的地震勘测系统50的示意图。如图1中所示，地下51除了层52之外具有相对均匀的成分，该层52例如可以是与地下51的其余部分相比不同类型的岩石。因此，层52可以具有与地下51的其余部分相比不同的密度、弹性速度等。

勘测系统50包括设置在地球的表面56上的地震源54和牢固地联接至表面56的多个地震传感器64、66、68。地震源54产生并输出受控的地震波58、60、62，地震波58、60、62被向下引导到地下51中并传播通过地下51。通常，地震源54可以是任何合适的地震源，所述地震源包括但不限于爆炸性地震源、震动源卡车和还被称为桑普卡车的加速重物落下系统。例如，桑普卡车可以用重物或“锤”撞击地球的表面56，从而产生作为地震波而传播通过地下51的冲击。

由于层52与地下51的其余部分相比的不同密度和/或弹性速度，地震波58、60、62至少部分地从层52的表面被反射。反射的地震波58’、60’、62’从层52向上传播至表面56，反射的地震波58’、60’、62’在表面56通过地震传感器64、66、68检测到。

地震源54还可以诱发表面界面波57，该表面界面波57通常以相对较慢的速度沿着表面56行进并且与更深的反射的地震波58’、60’、62’同时被检测到。由于在反射的地震波58’、60’、62’的传播期间能量损耗的累积效应比如波阵面的几何扩展、界面传输损耗、弱反射系数和传播路径吸收，因此表面界面波57通常具有比反射的地震波58’、60’、62’更大的振幅。这些损耗的累积效应在传感器64、66、68记录的各种波形之间的振幅差异可以达到75dB、并且在某些情况下超过100dB。

传感器64、66、68检测各种波57、58’、60’、62’，然后存储和/或发送指示检测到的波57、58’、60’、62’的数据。可以分析该数据以确定有关地下51的组成的信息、比如层52的位置。

尽管地震勘测系统50被示出并描述为表面系统或基于陆地系统，但是本文中描述的各实施方式也可以结合过渡区域(例如，沼泽或沼泽地、比如陆地与海洋之间的浅水区域)中的地震勘测系统和具有土层形成的地下(例如，地下51)被水层覆盖的海洋地震勘测系统来使用。在基于海洋的系统中，地震传感器(例如，地震传感器64、66、68)可以定位在海床中或海床上、或者替代性地定位在水上或水中。另外，在这种基于海洋的系统中，可以使用替代性类型的地震源(例如，地震源54)，替代性类型的地震源包括但不限于气枪和等离子声源。

现在参照图2和图3，示出了地震传感器100的实施方式。通常，地震传感器100可以在任何地震勘测系统中使用。例如，传感器100可以用于图1中示出的以及上面描述的地震勘测系统50的传感器64、66、68中的任何一个或更多个传感器。尽管传感器100可以用于陆地或海洋地震勘测系统中，但是传感器100尤其适合于基于陆地的地震勘测。一般来说，地震传感器100可以包括许多与于2015年3月12日提交的美国专利No.10,139,506中讨论的那些部件类似的部件，该美国专利的全部内容通过参引并入本文以用于所有目的。

参照图3，在一个或更多个实施方式中，地震传感器100包括外壳体101、设置在壳体101内的感应线轴组件130、设置在壳体101内的承载件140、以及设置在壳体101内并联接至承载件140的传感器组件180。壳体101具有中心轴线或纵向轴线105、第一端部或上端部101a、第二端部或下端部101b、以及内室或腔102。端部101a、101b是封闭的，并且内腔102被密封并且与传感器100周围的环境隔离，从而保护设置在壳体101内的敏感部件免受环境(例如，水、污垢等)影响。另外，壳体101包括大致杯形的本体110以及以可固定的方式附接至本体110的倒置杯形帽120。

本体110具有与轴线105同轴地对准的中心轴线或纵向轴线115、第一端部或上端部110a、以及限定壳体101的下端部101b的第二端部或下端部110b。另外，本体110包括位于下端部101b处的基部111和从基部111轴向向上延伸至上端部110a的管状套筒112。基部111在下端部110b处封闭套筒112；然而，套筒112和本体110在上端部110a处是敞开的。因此，本体110包括从上端部110a轴向延伸至基部111的接纳部113。接纳部113形成壳体101的内腔102的一部分。

在该实施方式中，外壳体101的本体110包括一对连接器118a、118b。连接器118a设置在基部111上，并且连接器118b沿着套筒112设置。连接器118a包括径向延伸穿过连接器118a的矩形通孔119a和从下端部110b轴向延伸至通孔119a的孔119b。孔119b是内部带螺纹的，并且在地震勘测操作期间以可螺纹接合的方式接纳用于将传感器100紧固至地面的钉状件(未示出)的外部带螺纹的端部。例如通孔119a使绳索等(未示出)能够附接至传感器100以用于部署。特别地，绳索可以被双重折叠并插入通孔119a。因此，孔119a具有至少是绳索直径的两倍的宽度。然后将由折叠的绳索延伸穿过孔119a的部分形成的环放置在传感器100周围。通过这种方式，可以将多个传感器100联接至单个绳索，而无需侧绳索、钩或可以使多个传感器100的操作复杂化的其他机构。

连接器118b靠近上端部101a沿着套筒112的外部设置。通常，连接器118b提供了用于在部署和收回期间处理传感器100的替代性手段。在该实施方式中，连接器1218b是孔眼连接器或通孔，绳索、挂绳、钩、登山扣等可以以可释放的方式附接至该孔眼连接器或通孔。也可以以类似于通孔119a的方式使用连接器118b，从而允许将绳索双重折叠并插入穿过连接器118b的孔。因此，连接器118a的孔具有至少是绳索直径的两倍的宽度。然后，将由折叠的绳索延伸穿过连接器118b的孔的部分所形成的环放置在传感器100的周围。通过这种方式，可以将多个传感器100联接至单个绳索，而无需侧绳索、钩或可以使多个传感器的操作复杂化的其他机构。在该实施方式中，整个本体110(包括基部111和套筒112)是通过注射成型制成的。

仍然参照图2和图3，帽120具有与轴线105同轴地对准的中心轴线或纵向轴线125、限定壳体101的上端部101a的第一端部或上端部120a、以及第二端部或下端部120b。在该实施方式中，帽120具有倒置杯的大体形状。特别地，帽120包括位于上端部120a处的平坦筒形顶部121和从顶部121轴向向下延伸至下端部120b的管状套筒122。顶部121在上端部120a处封闭套筒122，然而，套筒122和帽120在下端部120b处是敞开的。因此，帽120包括从下端部120b轴向延伸至顶部121的内室或腔123。环形凸缘126靠近下端部120b从套筒122径向向外延伸。

帽120以可固定的方式附接至本体110，使得帽120与本体110同轴地对准，其中，帽120的下端部120b坐置在本体110的上端部110a内，并且本体110的上端部110a联接至凸缘126。本体110和帽120定尺寸成使得在帽120的下端部120b与本体110的上端部110a之间提供干涉配合。在该实施方式中，本体110和帽120是由相同的材料(聚碳酸酯)制成的，并且因此本体110和帽120可以被超声焊接在一起从而将帽120以可固定的方式紧固至本体110。更具体地，如图3中所示，在套筒122、112分别在端部120b、110a处的相对的径向外表面与径向内表面之间形成环形的超声波焊接部W_110-120。焊接部W_110-120在帽120与本体110之间限定环形密封部，该环形密封部防止(或至少限制)腔113、123与传感器100周围的环境之间的流体连通。

仍然参照图2和图3，电源或电力供应器190和电子电路195以可移除的方式安装在壳体101内、特别是在本体110的腔113内的承载件140上。在该实施方式中，电力供应器190是电池，并且电子电路195呈电路板(例如，PCB)的形式。因此，电力供应器190还可以被称为电池190，并且电子电路195还可以被称为电路板195。电子电路195以可固定的方式安装在壳体101内的承载件140上。另外，电池190以可移动的方式设置在壳体101内，使得电池190被构造成在操作期间相对于壳体101(相对于下面描述的轴线105)、承载件140和电路195轴向移动。一般来说，电池190包括第一端部或上端部190a和与上端部190a相反的第二端部或下端部190b。当电池190插入壳体101的腔102内时，电池190的上端部190a相比于靠近下端部101b而言更靠近上端部101a，并且电池190的下端部190b相比于靠近上端部101a而言更靠近下端部101b。

传感器组件180包括传感器元件182，该传感器元件182包括坐置在壳体101内、特别是靠近基部111坐置在本体110的腔113内的平坦盘状件。在该实施方式中，传感器元件182是包括一层或更多层刚性压电陶瓷材料的平坦盘状件。更特别地，传感器元件182可以包括其上支承有压电陶瓷材料的基板。在一些实施方式中，压电陶瓷材料包括被认为是低成本和相对坚固的锆钛酸铅(PZT)。在一些实施方式中，基板可以是导电的并且可以包括铍铜或黄铜。一层或更多层压电陶瓷材料可以结合至(并且潜在地设置在一层或更多层基板之间)一层或更多层基板上，以提供大致平坦的构件。在操作期间，传感器元件182可以具有足够的弹性柔度，从而支承传感器100的检验质量块而不会断裂。另外，传感器元件182(包括一层或更多层压电陶瓷材料和基板)可以具有比单独的压电陶瓷材料更大的弯曲刚度。在一些实施方式中，传感器元件182的灵敏度和共振峰值频率可以基于各种因素(例如，传感器元件182特别是压电陶瓷材料的直径和厚度、压电陶瓷材料中的钛与锆的比等)来设定。

当由于变形或偏转而向传感器元件182施加机械应力时，压电陶瓷材料产生电势(压电效应)。在一些情况下，周围电磁场的变化也可能导致PZT的物理失真，从而降低由传感器元件182捕获的测量数据的质量。因此，在一些实施方式中，可以在传感器元件182的周围设置屏蔽，以减少或防止操作期间局部电磁场对压电陶瓷材料的任何影响。传感器元件182通过电线、引脚或其他合适的导电路径电联接至电路板195，使得由压电陶瓷材料产生的电势被容纳在电路板195上的电子器件检测和测量，并存储在电路板195上的存储器中。

感应线轴组件130用于从传感器100的外部对电池190进行感应充电(例如，无线充电)。在该实施方式中，线轴组件130安装在帽120的腔123内并且包括筒形的套筒形本体131和绕本体131卷绕的线圈136。线圈136通过电线或其他合适的导电路径(未示出)电联接至电路板195，该电线或其他合适的导电路径能够将电流传输至电路板195，该电路板195又在充电操作期间为电池190进行充电。

仍然参照图2和图3，在该实施方式中，承载件140将电路板195和光导引件128支承在外壳体110的腔102内。在该实施方式中，承载件140、电路板195和光导引件128以可固定的方式联接至外壳体101，并且不相对于外壳体110移动，然而，电池190以可移动的方式联接至承载件140，并且因此，电池190(在本文中可以被称为地震传感器100的“检验质量块”)可以相对于承载件140、电路板195、光导引件128和外壳体101轴向移动。

承载件140具有与轴线105同轴地对准的中心轴线或纵向轴线145、延伸穿过感应线轴组件130的第一端部或上端部140a、以及在轴向上邻近于基部111的第二端部或下端部140b。承载件140具有与腔102的轴向长度大致相同的轴向长度。因此，上端部140a接合帽120的顶部121，并且下端部140b抵靠传感器组件180安置，该传感器组件180又由本体110的基部111支承。更具体地，承载件140在帽120与本体110之间被轴向压缩。因此，在操作期间，承载件140相对于外壳101的运动通常被限制(或完全被阻止)，使得承载件140以可固定的方式紧固或安装在壳体101内。

仍然参照图2和图3，承载件140包括轴向延伸的内部凹部或凹穴144。凹穴144由上端部表面149、下端部表面147和在端部表面149、147之间轴向延伸的筒形表面148限定。电池190设置在凹穴144内但是不接触承载件140。特别地，凹穴144的尺寸大于电池190的尺寸(例如，表面148的半径大于电池190的外半径，并且端部表面149、147之间的轴向距离大于电池190的端部190a、190b之间的长度)。在该实施方式中，电池190定向成平行于对准的轴线105、145，但是相对于对准的轴线105、145略微径向地偏置。特别地，电池190的中心轴线(未示出)相对于轴线105、145径向地偏移大约1.0mm至1.5mm。

现在具体参照图3，承载件140还包括突出部146，该突出部146在凹穴144内大致径向延伸并且轴向定位在电池190的上端部190a与上表面149之间。另外，承载件140包括第一环形凹部或上环形凹部150和第二环形凹部或下环形凹部151。上环形凹部150靠近本体110的上端部110a从承载件140内的凹穴144的筒形表面148径向向外延伸但是轴向地位于突出部146的下方，并且下环形凹部151靠近基部111从凹穴144的筒形表面148径向向外延伸。此外，承载件140包括通孔142，该通孔142在大致平行于对准的轴线105、145的方向上延伸穿过凹穴144的下表面147。

仍然参照图3，长形弯曲的L形光导引件128在帽120的腔123内大致在凹穴144的轴向上方以可固定的方式紧固至承载件140。在该实施方式中，光导引件128与承载件140一体地形成并且与承载件140整体形成。光导引件128为大体“L”形，并且因此包括第一端部128a、第二端部128b和在端部128a、128b之间的90°弯曲部或拐角129。如下面将更详细描述的，光导引件128通过顶部121向/从电路板195无线地通信数据。为了促进光的传输，光导引件128和顶部121由透明材料制成。在该实施方式中，整个帽120(包括顶部121和套筒122)和导引件128均由透明的聚碳酸酯制成。

现在参照图3和图4，电池190具有筒形形状，并通过一对接片200联接至电路板195。特别地，接片200设置在电池190的端部190a、190b处，并且被弹簧加载成(例如，相对于对准的轴线105、145)将电池190轴向压缩在接片200之间。在该实施方式中，接片200由金属(例如，钢，比如弹簧钢)制成，并且在电池190与电路板195之间提供物理和电连接。因此，接片200使得电池190能够在地震勘测操作期间向电路板195提供电力以及由板195的部件执行的各种功能，并且使得板195能够在感应充电操作期间向电池190提供电力。

在该实施方式中，每个接片200是弹性的半刚性元件，电池190通过该弹性的半刚性元件被支承在承载件140的凹穴144内。如图4中最佳所示，每个接片200包括弹性盘状部201、从盘状部201径向延伸的多个叉状部202以及从盘状部201(例如，相对于先前描述的轴线105)径向延伸的连接器203。连接器203包括轴向延伸(例如，相对于前述轴线105轴向延伸)的凸起的隆起部或突出部203a。如图4中最佳所示，盘状部201具有包括直边缘201a和从直边缘201a延伸的半圆形边缘201b的半筒形形状。叉状部202从直边缘201a延伸，并且连接器203从与叉状部202相对的半圆形边缘201b延伸。

为了清楚和进一步解释的目的，联接至电池190的上端部190a的接片200可以被称为上接片200a，并且联接至电池190的下端部190b的接片200可以被称为下接片200b。本文中对“接片200”的一般引用指的是上接片200a和下接片200b。上接片200a的半圆形边缘201b坐置在承载件140的上凹部150中，并且下接片200b的半圆形边缘201b坐置在承载件140的下凹部151中。如图3中最佳所示，上接片200a中的连接器203的突出部203a坐置在上凹部150内，并且下接片200b的连接器203的突出部203a坐置在下凹部151内。边缘201b和连接器203在凹部250、251中的定位将接片200的外周缘保持成相对于承载件140和外壳体101是大致静止或固定的。在该实施方式中，接片200的叉状部202延伸穿过电路板195并焊接至电路板195。

现在参照图3至图5，上接片200a包括中央突出部208和径向定位在突出部208与边缘201a、201b之间的多个在周向上均匀地间隔开的贯通切口或狭槽207。上接片200a定向成使得中央突出部208在轴向方向上(例如，相对于对准的轴线105、145轴向地)面向电池190的上端部190a并朝向电池190的上端部190a延伸。另外，突出部208在上接片200a的相反侧(例如，上接片200a的在轴向上背离电池190的上端部190a的一侧)上形成或限定了接纳部或凹部206。突出部208包括截头圆锥形壁206a(并且因此凹部206由截头圆锥形壁206a限定)，该截头圆锥形壁206a轴向延伸至平面端壁206b。突出部208以可固定的方式联接至电池190的上端部190a。特别地，在该实施方式中，端壁206b点焊至电池190的上端部190a。

下接片200b不包括如上所述的用于上接片200a的突出部208和凹部206，而是包括从下接片200b轴向延伸的筒形柱163(参见图3)。如图3中最佳所示，当下接片200b如上所述安装在腔102内时，筒形柱163轴向地延伸远离电池190的下端部190b并穿过通孔142。如下面将更详细描述的，当外壳体101和承载件140在操作期间相对于电池190轴向往复运动时，柱163可以在通孔142内自由地轴向移动。如图3中所示，柱163的远端端部163b与传感器组件180的传感器元件182接合。因此，当柱163在通孔142内轴向移动时，远端端部163b将力和压力传递至传感器元件182，使得元件182开始产生对在操作期间传递至传感器100的振动进行指示的电信号，如下面更详细描述的。

再次参照图3和图4，接片200内的每个狭槽207轴向地延伸穿过对应的接片200。另外，每个狭槽207从径向内端部近端中央突出部向边缘201a、201b径向向外螺旋移动。在该实施方式中，设置有四个狭槽207，狭槽207的每对在周向上相邻的内端部绕轴线145成角度地间隔开90°，狭槽207的每对在周向上相邻的外端部绕轴线145成角度地间隔开90°，并且每个狭槽207沿着在其端部之间绕轴线145测得的大约360°的螺旋角延伸。上接片200a上的狭槽207的径向内端部是径向相邻的突出部208，并且下接片200b上的狭槽207的径向内端部是径向相邻的柱163。

如前所述，接片200在电池190与电路板195之间提供电联接。另外，接片200功能类似于用于将电池190悬挂在凹穴144内的挠曲件或偏置构件。因此，接片200也可以被称为挠曲件或偏置构件。特别地，接片200是弹性挠性元件，弹性挠性元件响应于外壳体101和承载件140相对于电池190的相对轴向运动而挠曲并弹性变形。另外，接片200将电池190径向偏置至凹穴144内的与承载件140径向间隔开的中心或同心位置。特别地，螺旋狭槽207的存在增强了接片200在狭槽207沿着其设置的区域中的挠性，从而允许该区域相对容易地在轴向方向上挠曲(向上和向下)。螺旋狭槽207还增强了每个接片200在径向方向上的挠性。然而，螺旋狭槽207通常可以抵抗接片200在径向方向上的一些挠曲。由于接片200在轴向方向上的相对高程度的挠性，因此当承载件140或电池190将轴向载荷施加至接片200时，狭槽207通常允许上接片200a上的中央突出部208与边缘201a、201b之间的自由的相对轴向运动以及下接片200b上的柱163与边缘201a、201b之间的自由的相对轴向运动。然而，由于径向方向上的更有限的挠性，因此当承载件140或电池190将径向载荷施加至接片200时，狭槽207通常抵抗上接片200a的中央突出部208与边缘291a、291b之间以及下接片200b的柱163与边缘201a、201b之间的相对的一些(但不一定是全部)径向运动。因此，接片200将电池190和承载件140偏置成回到与轴线105、145基本同轴对准(但是电池190的径向偏移如前所述)。

现在参照图3、图5和图6，偏置构件250安装在承载件140的凹穴144内并且与上接片200a接合。如下面将更详细描述的，偏置构件250促进电池190和接片200在操作期间的轴向偏转，同时通常进一步抵抗电池190和接片200的径向偏转。然而，偏置构件250允许电池190和接片200径向偏转，以避免当足够大的径向引导的冲击被传递至传感器100时对传感器100造成损坏。如图6中最佳示出的，偏置构件250包括第一端部250a、第二端部250b和在端部250a、250b之间延伸的本体252。

一般来说，偏置构件250是平板弹簧(例如，比如板簧)，并且因此，本体252是在端部250a、250b之间具有一个或更多个弯曲部的长形弹性构件。特别地，本体252包括第一部分或固定部分253和第二部分或自由部分254。固定部分253从第一端部250a延伸，并且自由部分254从固定部分253延伸至第二端部250b。

更特别地，固定部分包括设置在第一端部250a处的连接器251、从连接器251延伸的第一腿部253a和从第一腿部253a延伸至自由部分254的第二腿部253b。在该实施方式中，当偏置构件250上没有施加载荷时，第二腿部253b以大约90°延伸至第一腿部253a。第一对连接接片256从固定部分253的第一腿部253a向外延伸，并且第二连接接片258从固定部分253的第二腿部253b向外延伸。

自由部分254包括从固定部分253的第二腿部253b延伸的第一腿部254a以及从第一腿部254a延伸至第二端部250b的第二腿部254b。当偏置构件250上没有施加载荷时，第一腿部254a相对于固定部分253的第二腿部253b以0°至90°之间、比如例如0°至45°之间的角度延伸。当偏置构件250上没有施加载荷时，自由部分254的第二腿部254b相对于第一腿部254a以0°至45°之间、比如例如0°至30°之间的角度延伸。在该实施方式中，当偏置构件上没有施加载荷时，第二腿部254a大致平行于固定部分253的第一腿部253a延伸。

突出部靠近第二端部250b安装至偏置构件250的自由部分254。在该实施方式中，突出部包括凸形接合构件260，该凸形接合构件260包括凸形半球形表面262。凸形接合构件260靠近第二端部250b联接至自由部分254的第二腿部254b。

偏置构件250并且特别是本体252可以由任何合适的有弹性地弹性材料例如金属(例如钢，比如弹簧钢)构造。另外，本体252可以具有允许本体252(例如，特别是自由部分254)在操作期间适当偏转而不会由于传感器100内的预期力而特别不易弯曲或特别易于弯曲的厚度。在该实施方式中，本体252的厚度可以在从大约0.12mm到大约0.27mm的范围内。特别地，在一个或更多个实施方式中，本体252的厚度可以是大约0.20mm。当本体252的厚度增加时，本体252的刚度通常增加，而本体252的挠性通常减小。当本体252的厚度减小时，本体252的刚度通常减小，而本体252的挠性通常增加。一个或更多个实施方式将本体252构造成在地震传感器的横向方向上足够坚硬，而在地震传感器的轴向方向上足够柔韧。特别地，在一个或更多个实施方式中，当本体252的厚度为大约0.2mm时，可以满足这些条件；然而，对于其他实施方式，本文中预期在上述范围之上和在上述范围之下的其他值。此外，本体252可以在端部250a、250b之间具有均匀(例如，恒定)或非均匀(例如，可变)的厚度。在该实施方式中，本体252的厚度在端部250a、250b之间是大致均匀的。

如图5中所示，固定部分253绕接纳部144中的突出部146设置，使得第一腿部253a和第二腿部253b都与突出部146接合。特别地，第一腿部253a沿着突出部146的第一表面146a接合，而第二腿部253b与突出部的第二表面146b接合。第一表面146a相对于轴线105、145大致径向延伸，并且第二表面146b大致正交于第一表面146a延伸(例如，在该实施方式中，第二表面146b相对于轴线105、145大致轴向延伸)。另外，连接器251与在突出部146内形成成为与第二表面146相对的凹部143接合，第一对连接接片256与凹穴144的上端部表面149接合，并且第二连接接片258与凹穴144的内壁接合。因此，如图5中所示，当偏置构件250的固定部分253绕凹穴144内的突出部146设置时，固定部分253被阻止(或至少被限制)相对于突出部146移动。

此外，当偏置构件250如上所述绕突出部146接合时，凸形接合构件260的半球形表面262大致朝向上接片200a延伸。特别地，凸形表面262被接纳在凹部206中，使得半球形表面262与截头圆锥形表面206a接合。半球形表面262与截头圆锥形表面206a之间的滑动接合促进了凸形接合构件260、上接片200a与电池190之间在平行于对准的轴线105、145并相对于对准的轴线105、145径向偏移的方向上的对准。因此，构件260与凹部206之间的接合可以使电池190相对于对准的轴线105、145在径向方向上朝向凹穴144内的中心位置进一步偏置。

当偏置构件250如上所述绕凹穴144内的突出部146安装时，包括固定部分253和自由部分254的本体252可以在端部250a、250b之间弯曲和挠曲。具体地，在该实施方式中，自由部分254可以相对于固定部分253弹性弯曲、挠曲和偏转。即，自由部分254的第一腿部254a可以相对于固定部分253的第二腿部253b弯曲或挠曲。另外，自由部分254的腿部254a、254b还可以在操作期间相对于彼此弹性弯曲、挠曲和偏转。因此，在操作期间，凸形接合构件260可以被轴向偏置到上接片200a的凹部206中，并且本体252可以弯曲并弹性变形以适应接合构件260(例如，相对于对准的轴线105、145)的轴向偏转。另外，偏置构件250的形状使得凸形接合构件260的径向偏转在很大程度上被抵抗并且可能被阻止。然而，如下面将更详细描述的，如果大的冲击(例如，相对于对准的轴线105、145)沿径向方向被传递至传感器100，则可以允许电池190经由凸形接合构件260上的半球形表面262与凹部206的截头圆锥形表面206之间的滑动接合而在接纳部144内径向平移。

现在参照图3至图5，在地震勘测期间，多个传感器100联接至地球的表面(例如，代替图1中所示的系统50中的传感器64、66、68)。每个传感器100可以例如附接至被推动到地球中的钉状件。替代性地，整个传感器100可以被掩埋、或者以一深度置于井眼中。不管传感器100如何联接至地球，每个传感器100都可以定位成使得轴线105定向在大致竖向方向上(例如，与重力对准)。

压缩地震波的到来导致外壳体101和以可固定的方式联接至外壳体101的部件(例如，线轴组件130、承载件140、电路板195、光导引件129等)在大致竖向方向上移动。外壳体101内的检验质量块(在该实施方式中包括如上所述的电池190)的惯性导致检验质量块抵抗随着外壳体101和承载件140的位移而移动，并且因此外壳体101和承载件140相对于检验质量块轴向地往复运动，如接片200和偏置构件250所允许的那样。该运动导致接片200和偏置构件250的自由部分254(包括接合构件260)挠曲或偏转，并且检验质量块的载荷被感测元件182承受。外壳体101和承载件140相对于检验质量块的轴向往复运动通常随着压缩地震波穿过传感器100而继续进行。

在外壳体101和承载件140相对于检验质量块的轴向往复运动期间，传感器元件182被柱163周期性地偏转。如前所述，当机械应力由于通过柱163的变形或偏转而施加至传感器元件182时，压电陶瓷材料产生电势(压电效应)。电势经由电线(或如前所述的其他合适的导电路径)连接至电路板195，电势在电路板195处被检测到，并且可以作为地震振动幅度的度量被采样并存储在存储器中。因此，在操作期间，传感器元件182产生指示由地震振动引起的外壳体101相对于检验质量块(例如，电池190)的竖向运动的信号。存储在电路板195上的存储器中的数据可以(例如，如前所述，经由光导引件228和顶部221)被传送至外部设备，以用于进一步的考虑和分析。

如前所述，接片200和偏置构件250允许检验质量块相对于外壳体101的大致自由的相对轴向运动。在静置位置中，柱163接合传感器元件180，并且此外，传感器元件180支承检验质量块的大部分或基本上全部重量。外壳体101和承载件140相对于检验质量块的轴向往复运动使传感器元件180承受增大和减小程度的应力。如前所述，传感器元件承受的应力变化用于检测和测量地震波。然而，应当理解的是，传感器元件182的陶瓷材料可能被过度的应力损坏。因此，外壳体101相对于检验质量块的最大轴向运动被限制，以保护传感器元件180并防止传感器元件180受到过大的应力。在该实施方式中，外壳体101相对于检验质量块的最大轴向运动由承载件140控制和限制——接片200以及偏置构件250的自由端部254可以轴向向上偏转，直到偏置构件250的自由端部254与突出部146和接片200接合为止，并且偏置构件250可以轴向向下偏转，直到下接片200b在凹穴144的下端部147处轴向接合承载件140为止。

如前所述，外壳体101和承载件140相对于检验质量块的轴向引导运动用于产生指示(例如，经由传感器元件182)感测到的地震振动的信号。相反，外壳体101和承载件140相对于检验质量块的径向引导运动会在传感器元件182的输出信号中引起不希望的噪声。因此，接片200和偏置构件250通常将电池190偏置至承载件140的凹穴144内的中心位置，从而通常限制检验质量块(该检验质量块再次包括电池190)如前所述的相对于外壳体101和承载件140在径向方向上的运动。因此，在地震勘测期间，外壳体101和承载件140相对于电池190的运动主要是在轴向方向上。

然而，在地震勘测操作期间，相对较大的径向引导脉冲或冲击可能被传递至传感器100。这种径向引导冲击的源包括例如环境源。在一些实施方式中，环境源可以包括操作车辆、操作设备、地滚、传递脉冲/冲击的人工源、传递脉冲/冲击的自然源和/或其组合。如果在这些操作期间阻止了电池190与外壳体101(以及承载件140)之间的所有径向相对运动，则这些相对较大的冲击可能会被传递至壳体101内的各种部件(例如电路195、电池190、承载件140等)并因此对壳体101内的各种部件(例如电路195、电池190、承载件140等)造成损坏。为了防止这种损坏的发生，当足够大的径向引导力通过壳体101和承载件140传递至凸形接合构件260时，凸形接合构件260可以在上接片200a的凹部260内径向移动。偏置构件250相对于上接片200a和电池190的这种运动可以允许径向引导冲击中的一些(或全部)径向引导冲击被消散，从而避免传感器100内的其他部件受到损坏。

特别参照图5，在上述地震勘测操作期间，偏置构件250的接合构件260通常坐置在上接片200a的凹部206内，使得半球形表面262与截头圆锥形表面206a接合。表面262、206a之间的摩擦(该摩擦可以通过偏置构件250和接片200施加的轴向偏置力来增强)通常防止凸形接合构件260与凹部206之间的相对径向运动，使得减小来自传感器元件182的最终输出中的噪声。然而，如果足够大的径向引导冲击比如例如高于阈值的径向引导冲击、力或脉冲(例如，相对于对准的轴线105、145径向)被传递至接合构件260或凹部206，则接合构件260可以在凹部206内径向移位。因此，半球形表面262可以与截头圆锥形表面206a(并且甚至可能是端壁206b)滑动接合，以允许壳体101和承载件140相对于检验质量块的运动。在该过程期间，接合构件260由于电池190与凹穴140的筒形壁148之间的有限的径向间隙而没有完全或彻底地与凹部206断开接合。因此，一旦径向引导力被移除或消散，接合构件260通过例如半球形表面262和截头圆锥形表面206a的滑动接合以及由偏置构件250和接片200施加的轴向偏置而被偏置回到凹部206内的径向居中位置(例如，如图5中所示的位置)。因此，在该实施方式中，当相对较大的径向引导脉冲或冲击被传递至传感器100时，偏置构件250的凸形接合构件260与上接片200a的凹部206之间的滑动接合允许上接片200a与电池190之间的相对径向运动。因此，径向冲击的力通过接合构件260在凹部206内的相对运动而(例如，至少部分地)消散，并且阻止了对壳体101的腔102内的其他连接部件(例如，电池190、接片200a、承载件140)的损坏。

如上所述，本文中所公开的实施方式包括地震传感器，该地震传感器包括一个或更多个偏置构件，所述一个或更多个偏置构件通常允许内部检验质量块与外壳体之间在期望的纵向轴线内的相对运动，但是也限制检验质量块与壳体在横向方向上的相对力矩(例如，传感器100、偏置构件250、200等)。另外，当足够大的离轴(例如，横向或径向)冲击或脉冲传递至地震传感器时，所述一个或更多个偏置构件可以允许检验质量块和壳体的一些相对运动。因此，通过使用本文中所公开的地震传感器，在正常地震勘测操作期间，可以减少离轴振动，使得所得的地震测量可以具有更少的噪声；然而，由于大的离轴脉冲对地震传感器的内部部件的损坏也可以减少或完全消除。

尽管已经示出和描述了示例性实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本文中的范围或教示的情况下对其进行修改。本文中描述的实施方式仅是示例性的，而不是限制性的。本文中描述的系统、装置和过程的许多变型和改型是可能的并且在本公开的范围内。因此，保护范围不限于本文中描述的实施方式，而是仅由所附权利要求限制，所附权利要求的范围应当包括权利要求的主题的所有等效物。除非另有明确说明，否则方法权利要求中的步骤可以按任何顺序执行。在对方法权利要求中的步骤之前的比如(a)、(b)、(c)或(1)、(2)、(3)的标识符的叙述既无意于也未指定步骤的特定顺序，而是用于简化对这些步骤的后续引用。

Claims (20)

1.一种地震传感器，包括：

外壳体，所述外壳体具有中心轴线、上端部、下端部和内腔；

检验质量块，所述检验质量块以可移动的方式设置在所述内腔中，其中，所述外壳体构造成相对于所述检验质量块轴向地移动；

第一偏置构件，所述第一偏置构件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述外壳体的所述上端部之间，其中，所述第一偏置构件构造成响应于所述外壳体相对于所述检验质量块的轴向运动而挠曲，并且其中，所述第一偏置构件包括盘状部，所述盘状部包括轴向延伸穿过所述盘状部的多个周向间隔开的狭槽以及轴向延伸的凹部；

第二偏置构件，所述第二偏置构件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述第一偏置构件与所述外壳体的所述上端部之间，其中，所述第二偏置构件包括构造成与所述第一偏置构件的所述凹部接合的突出部；以及

传感器元件，所述传感器元件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述外壳体的所述下端部之间，其中，所述传感器元件包括压电材料，所述压电材料配置成响应于所述外壳体相对于所述检验质量块的轴向运动以及所述第一偏置构件和所述第二偏置构件的挠曲而偏转并产生电势。

2.根据权利要求1所述的地震传感器，其中，所述突出部包括凸形接合构件，并且其中，所述第二偏置构件构造成将所述凸形接合构件轴向地偏置到所述第一偏置构件的所述凹部中。

3.根据权利要求2所述的地震传感器，其中，所述凸形接合构件包括半球形表面，其中，所述第一偏置构件的所述凹部包括截头圆锥形表面，并且其中，当所述凸形接合构件被接纳在所述凹部内时，所述半球形表面与所述截头圆锥形表面接合。

4.根据权利要求2所述的地震传感器，其中，所述第二偏置构件构造成抵抗所述凸形接合构件的径向偏转。

5.根据权利要求2所述的地震传感器，还包括第三偏置构件，所述第三偏置构件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述传感器元件之间，其中，所述第三偏置构件构造成响应于所述外壳体相对于所述检验质量块的轴向运动而挠曲，其中，所述第三偏置构件包括盘状部，所述盘状部包括轴向延伸穿过所述盘状部的多个周向间隔开的狭槽。

6.根据权利要求5所述的地震传感器，其中，所述第一偏置构件的多个周向间隔开的狭槽从所述第一偏置构件的中心径向向外螺旋，并且其中，所述第三偏置构件的多个周向间隔开的狭槽从所述第三偏置构件的中心径向向外螺旋。

7.根据权利要求5所述的地震传感器，还包括承载件，所述承载件以可固定的方式联接至所述外壳体并且设置在所述内腔内，其中，所述第一偏置构件、所述第二偏置构件和所述第三偏置构件以可固定的方式联接至所述承载件。

8.根据权利要求7所述的地震传感器，其中，所述第二偏置构件包括平板弹簧，所述平板弹簧包括：

第一端部和第二端部；以及

本体，所述本体在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，

其中，所述本体包括固定部分和自由部分，所述固定部分从所述第一端部延伸并且以可固定的方式联接至所述承载件，所述自由部分从所述固定部分延伸至所述第二端部；并且

其中，所述凸形接合部分联接至所述自由部分。

9.根据权利要求8所述的地震传感器，其中，所述第二偏置构件的所述本体的所述自由部分构造成当所述凸形接合构件轴向偏转时弹性弯曲。

10.一种地震传感器，包括：

外壳体，所述外壳体具有中心轴线、第一端部、与所述第一端部相反的第二端部以及内腔；

检验质量块，所述检验质量块以可移动的方式设置在所述内腔中，其中，所述检验质量块包括电力供应器；

盘形的传感器元件，所述传感器元件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述第二端部之间，其中，所述传感器元件构造成检测所述外壳体相对于所述检验质量块的运动；

电子电路，所述电子电路联接至所述传感器元件；

第一弹性盘状部，所述第一弹性盘状部设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述外壳体的所述第一端部与所述检验质量块之间；

第二弹性盘状部，所述第二弹性盘状部设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述传感器元件之间，

其中，所述第一弹性盘状部和所述第二弹性盘状部各自包括联接至所述检验质量块的中央区域和以可固定的方式联接至所述外壳体的径向外周缘，其中，所述第一弹性盘状部和所述第二弹性盘状部各自包括轴向延伸穿过所述第一弹性盘状部和所述第二弹性盘状部的多个周向间隔开的狭槽，并且其中，所述第一弹性盘状部包括轴向延伸的凹部；以及

偏置构件，所述偏置构件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述第一弹性盘状部与所述外壳体的所述第一端部之间。

11.根据权利要求10所述的地震传感器，还包括承载件，所述承载件以可固定的方式设置在所述外壳体的所述内腔内，其中，所述第一弹性盘状部、所述第二弹性盘状部和所述偏置构件以可固定的方式联接至所述承载件。

12.根据权利要求11所述的地震传感器，其中，所述偏置构件包括平板弹簧，所述平板弹簧包括：

第一端部和第二端部；以及

本体，所述本体在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，

其中，所述本体包括固定部分和自由部分，所述固定部分从所述第一端部延伸并且以可固定的方式联接至所述承载件，所述自由部分从所述固定部分延伸至所述第二端部；并且

其中，所述自由部分与突出部联接。

13.根据权利要求12所述的地震传感器，其中，所述偏置构件的所述本体的所述自由部分构造成当所述突出部轴向偏转时弹性弯曲。

14.根据权利要求10所述的地震传感器，其中，所述突出部包括半球形表面，其中，第一偏置构件的凹部包括截头圆锥形表面，并且其中，当所述突出部被接纳在所述凹部内时，所述半球形表面与所述截头圆锥形表面接合。

15.根据权利要求14所述的地震传感器，其中，所述第一弹性盘状部的多个周向间隔开的狭槽从所述第一弹性盘状部的中心径向向外螺旋，并且其中，所述第二弹性盘状部的多个周向间隔开的狭槽从所述第二弹性盘状部的中心径向向外螺旋。

16.根据权利要求10所述的地震传感器，其中，所述偏置构件包括被接纳在所述第一弹性盘状部的所述凹部内的突出部，并且其中，所述偏置构件构造成允许所述突出部的轴向偏转并抵抗所述突出部的径向偏转。

17.一种用于检测穿过地下地层的地震波的方法，所述方法包括：

(a)将地震勘测装置联接至所述地下地层上方的地面，其中，所述地震勘测装置包括：

外壳体，所述外壳体具有纵向轴线、上端部、下端部和内腔；

检验质量块，所述检验质量块以可移动的方式设置在所述内腔中；

传感器元件，所述传感器元件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述外壳体的所述下端部之间；

第一弹性盘状部，所述第一弹性盘状部设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述外壳体的第一端部与所述检验质量块之间；

第二弹性盘状部，所述第二弹性盘状部设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述检验质量块与所述传感器元件之间；以及

偏置构件，所述偏置构件设置在所述内腔中并且轴向地定位在所述第一弹性盘状部与所述外壳体的所述上端部之间，其中，所述偏置构件包括突出部，所述突出部被接纳在所述第一弹性盘状部的轴向延伸的凹部内；

(b)将所述地震勘测装置定向成使得所述壳体的所述纵向轴线处于竖向取向；

(c)使所述外壳体响应于地震波而相对于所述检验质量块竖向地移动；

(d)使所述第一弹性盘状部、所述第二弹性盘状部和所述偏置构件响应于(c)而轴向地挠曲；

(e)使所述传感器元件在(c)和(d)期间轴向地偏转；以及

(f)在(c)期间响应于(e)利用所述传感器元件产生指示所述外壳体相对于所述检验质量块的竖向运动的信号。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

(g)使所述外壳体响应于地震波而相对于所述检验质量块径向地偏转；并且

(h)使所述突出部在(g)期间在所述凹部内滑动。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述偏置构件包括平板弹簧，所述平板弹簧包括：

第一端部和第二端部；以及

本体，所述本体在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，

其中，所述本体包括固定部分和自由部分，所述固定部分从所述第一端部延伸并以可固定的方式联接至承载件，所述自由部分从所述固定部分延伸至所述第二端部；并且

其中，所述突出部联接至所述自由部分；并且

其中，所述方法还包括在(d)期间使所述本体的所述自由部分弹性地弯曲并使所述突出部轴向地偏转。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述突出部包括半球形表面，并且所述第一弹性盘状部的所述凹部包括截头圆锥形表面，并且其中，(h)包括在(g)期间使所述半球形表面与所述截头圆锥形表面滑动接合。

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