CN1296727C - 一种三分量振动检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三分量振动测量装置。该装置具有一个惯性体和三个方向上互相垂直的传感器构成的弹性平衡结构，惯性体在振动作用下可以朝空间任意方向运动，因而，能利用一个惯性体使三个方向的测振传感器发生位移变化，达到测量振动的目的。本发明装置结构简单实用，与目前的三分量检波器结构相比，具有测量效果好，使用方便等特点。

Description

一种三分量振动检测装置
技术领域
本发明属于振动检测装置，特别是涉及一种三分量地震波检测和通用振动检测装置。
背景技术
目前，测量振动的装置有单分量、双分量和三分量等类型。单分量测振仪只能检测一个方向的振动，双分量测振仪能检测两个相互垂直方向的振动，三分量测振仪能检测X、Y、Z三个相互垂直方向的振动。
在地震勘探中使用的测振仪称为检波器，检波器主要有单分量和三分量两种类型。单分量检波器只能检测垂直方向的振动，而三分量检波器可以获取更加丰富的地层响应信号，因而对三分量检波器的需求越来越多。
但目前的三分量检波器在检测三个互相垂直的方向的振动时，一般是将三个单分量检波器互相垂直的方式来构成三分量检波器，如专利00257008.4和031315321所描述的三分量地震检波器就是采用这种方式，专利02116297.2所描述的一种智能三分量地震检波器采用一套复杂的调节机构来使三个方向保持互相垂直。
天然地震监测采用的三分量地震仪一般也是采用三个独立的单分量地震仪互相垂直放置而成。
显然，这种三分量测振结构存在以下问题：
1、三个方向要调节得互相垂直比较困难；
2、三个独立的测振结构实际上响应的不是同一点的振动情况，这在某些苛刻条件下是不允许的；
3、三个独立的测振仪的性能可能不完全一样。
发明内容
本发明的目的是提供一种多分量检测机构一体化的三分量振动检测装置，该装置结构简单，使用方便，测量效果好。
为实现以上发明目的，本发明所采用的技术方案是：三分量振动检测装置具有一壳体，壳体内有一重物，重物由壳体内的X、Y、Z三个互相垂直方向上的弹性部件和支撑物夹持并定位，各弹性部件分别与设在壳体上的弹性调节螺母连接，在支撑物和壳体之间放置振动传感器，通过弹性调节螺母可以调节各方向弹性部件的松紧，即调节重物的位置和对传感器压力的大小。
本装置中重物是惯性体，当受到外部振动作用时，重物由于惯性将会使三个方向上的振动传感器产生机械位移，传感器将这种机械位移转化为电信号输出，经过电信号处理就可以测量振动或地震。传感器可以是如专利02103972.0所描述的光纤传感器，或其它测振传感器。
上述技术方案中，壳体下部可以设有尾锥，以适合各种场合的测振，在松软地面测振时，将装置的尾锥插入地面，在硬表面的场合只需将尾锥卸掉即可。
上述技术方案中，可以在壳体内与振动传感器对应的位置设置有可以安装电路板的空腔盖，其内有空腔，空腔盖与壳体之间有密封圈，空腔盖上有过孔，可以通过电线，空腔盖同时作为支撑传感器的部件，这样可使装置内的部件更紧凑，减小装置的体积。
本发明采用弹性部件将一个重物与三个互相垂直方向上的振动传感器共同组成一个一体化的三分量检测机构，结构十分简单实用，与目前的三分量检波器结构相比，具有如下特点：
1、三个测振传感器在一个装置里，共用一个惯性体，因而测量的振动是一个点的振动情况，获得较好的测量效果。
2、三个测振传感器互相垂直，不需要进行复杂的调整，使用非常方便。
3、能搭配各种类型的测振传感器，如光纤测振传感器，成为高性能的三分量检波器。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
附图说明
图1是本发明的侧面剖视图。
图2是本发明的水平剖视图。
图中各标号表示：
1、壳体  2、重物  3、尾锥
103、Z向空腔  104、Z向空腔盖过孔  105、Z向空腔盖  106、Z向测振传感器
107、Z向密封垫圈108、Z向金属垫板  109、Z向弹性调节螺母  110、Z向弹簧
203、X向空腔  204、X向空腔盖过孔  205、X向空腔盖  206、X向测振传感器
207、X向密封垫圈208、X向金属垫板  209、X向弹性调节螺母  210、X向弹簧
303、Y向空腔  304、Y向空腔盖过孔  305、Y向空腔盖  306、Y向测振传感器
307、Y向密封垫圈308、Y向金属垫板  309、Y向弹性调节螺母  310、Y向弹簧
具体实施方式
见附图1和附图2，本发明有一密封金属壳体1，在壳体1内的X、Y、Z三个互相垂直的面上，各有一个固定在壳体1上的空腔盖105、205、305，空腔盖可作为放置电路板或电器元件的部件，其内有空腔103、203、303，空腔盖与壳体1之间有密封圈107、207、307，空腔盖上有过孔104，204，304，可以通过电线，壳体1内有一球形金属重物2，重物2由壳体1内X、Y、Z三个互相垂直方向上的弹簧110，210，310和支撑物金属垫板108、208、308定位，弹簧与设置在壳体1上的弹性调节螺母109、209、309连接，各空腔盖105、205、305与金属垫板108、208、308之间放置有测振传感器106，206，306，通过调节螺母109、209、309可以调节重物2与传感器106，206，306之间的松紧度，壳体1下部设有尾锥3。
本发明装置中重物2与传感器106，206，306构成了一个三维弹性平衡结构，当装置受到外部振动作用时，重物2由于惯性作用，会对三个方向的金属垫板108、208、308和弹簧110、210、310产生不同的力作用，也会对测振传感器106、206、306产生力作用，使其发生形变，传感器再将这种形变转化为电信号输出，从而达到检测振动的目的。
由于本发明装置的三维弹性平衡结构特点，振动时，当重物向某个方向压紧时，必然对其相反的方向放松，因而这种三分量测振结构能完整的反应一个点的振动情况，测量效果将更好。
本发明只是提供了一个感测三方向振动的机械装置，要作为一个完整的三分量检波器，还需要有处理电路，则可以将电路板放置在空腔103，203，303里。一般，测振传感器都具有活动部件或弹性部件，用于本发明装置中都能将形变转化为电信号，因此本装置适用各种类型的测振传感器。
例如，我们可以采用专利02103972.0所描述的光纤传感器部芯和电路作为测振传感器，将电路板放置在空腔103、203、303里，通过空腔盖的过孔104，204，304使电路与传感部芯连接。这样就可以构造一个完整的三分量光纤检波器。
另外，也可以对专利97125727.2所描述的磁环式地震检波器稍做改造，将永久磁铁组成的磁场置于空腔103、203、303内，将活动的线圈与金属垫板108、208、308相连，使活动线圈能够随重物的运动在磁场内运动，从而产生电信号。

Claims (3)

1.一种三分量振动测量装置，包括壳体，其特征在于壳体内有一重物，重物由壳体内的X、Y、Z三个互相垂直方向上的弹性部件和支撑物夹持并定位，各弹性部件分别与设在壳体上的弹性调节螺母连接，在支撑物和壳体之间放置振动传感器，通过弹性调节螺母可以调节各方向弹性部件的松紧，即调节重物的位置和对传感器压力的大小。
2、根据权利要求1所述的三分量振动测量装置，其特征在于壳体下部设有尾锥。
3.根据权利要求1或2所述的三分量振动测量装置，其特征在于壳体内与振动传感器对应的位置设置有可以安装电路板的空腔盖，其内有空腔，空腔盖与壳体之间有密封圈，空腔盖上有过孔，可以通过电线，空腔盖同时作为支撑传感器的部件。
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