CN208207232U - 一种数字地震检波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字地震检波器，包括外壳，外壳上设置的尾椎，设置在外壳内的电路板，电路板上集成有MEMS震动传感器，外壳前端设置有与电路板连接的插口，外壳包括水平设置的上壳体和下壳体，下壳体的中部设置有转接构件，尾椎通过转接构件可拆卸的连接在下壳体上，转接构件和尾椎的材料强度均大于下壳体的材料强度，电路板固定在外壳中且其上集成的MEMS震动传感器朝向下壳体设置，转接构件的上端与MEMS震动传感器感触端贴合接触。这样该结构的设置可以更好保证传感器的工作，地震波通过尾椎转接装置直接传输到传感器上，同时提供了合理的结构方便组装和生产，实现产品。

Description

一种数字地震检波器

技术领域

本实用新型涉及物探地震勘探技术领域，尤其涉及一种数字地震检波器。

背景技术

地震勘探法目前仍然是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源的重要勘探方法，并广泛应用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测等等方面。地震勘探中用来直接拾取地震振动，并将振动转换为符合仪器记录系统需要的能量形式的仪器，称为地震检波器。地震检波器按使用环境可以分为陆上检波器、沼泽检波器、海上检波器和井下检波器等；按工作原理可以分为电磁感应式(动圈式)检波器、压电检波器、光纤检波器和MEMS检波器等；按输出信号的物理量可以分为速度检波器、加速度检波器等；按输出信号的类型可以分为模拟检波器和数字检波器。地震检波器的指标决定了地震勘探仪器的主要技术指标。

其中MEMS是微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems)的英文缩写，是一种能进行电子感应或反应的超小型化机械器件。MEMS器件能用类似于半导体制造工艺进行相对低成本的大量生产。目前，MEMS器件广泛应用于自动化设备(如气囊感应器和发动机的各种压力传感器)和计算机元器件(如喷墨打印机喷嘴和硬盘读写头)中。MEMS震动传感器就是使用MEMS技术的震动传感器。

目前国内外使用最多的是动圈式地震检波器，这种检波器已经有50年的发展历史，重量从最初的几千克级发展到目前的几十克级，在地震勘探中得到了广泛使用。但由于其固有的机械特征，这种检波器灵敏度低、动态范围小(60dB左右)、频带窄(10～200Hz)、抗干扰能力差、质量和体积都较大，而目前的地震仪器已经达到了120dB的动态范围，所以不能充分发挥地震仪器的作用。为了提高检测地震信号的灵敏度和信噪比，一般都要把许多常规检波器(通常是12个至72个左右)检波器串并联在一起组合使用，这不仅给施工增加了劳动强度，降低了生产效率，还降低了勘探分辨率。而且在野外使用中其连接电缆传送的是模拟信号，抗干扰能力差。

为解决上述问题CN102486541A提供了MEMS数字地震检波器，包括采集地震信号的ＭＥＭＳ地震传感器，用于低噪音电容信号放大和模拟力反馈的弱信号检测及反馈电路，将来自弱信号检测及反馈电路的模拟地震信号转化成数字信号的数字化单元，用于控制数字化单元、通信单元和供电电路的控制电路，用于接收主机系统控制命令和完成采集数据上传的数据通信单元和用于向前述五单元供电的供电电路六大单元组成。具有体积小、灵敏度高、响应速度快、频带宽、动态范围大、畸变小、小信号识别能力和抗干扰能力强，可靠性好的优点。但是在的产品化的过程中仍然需要考虑产品结构如何布局，使其结构合理，更受市场欢迎，并可以使得传感器能更好接收感触地震波的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：如何提供一种结构设计布局合理的数字地震检波器，可以避免由于尾椎材料强度与壳体材料强度相差过大造成的螺纹连接时滑丝，导致壳体报废，且传感器能更好的接收感触地震波。

为解决上述问题，本实用新型提供了如下的技术方案。

一种数字地震检波器，包括外壳，外壳上设置的尾椎，设置在外壳内的电路板，电路板上集成有MEMS震动传感器，外壳前端设置有与电路板连接的插口，其特征在于，所述外壳包括水平设置的上壳体和下壳体，下壳体的中部设置有转接构件，尾椎通过转接构件依靠螺纹可拆卸的连接在下壳体上，转接构件和尾椎的材料强度均大于下壳体的材料强度且尾椎的材料强度大于转接构件的材料强度，电路板固定在外壳中且其上集成的MEMS震动传感器朝向下壳体设置，转接构件的上端与MEMS震动传感器感触端贴合接触。

这样，在实际产品化的过程中壳体所使用的材料强度一般不高，如铝合金或者塑料，螺纹可拆卸的设置尾椎的方式，实现壳体和尾椎的材料不同，使得尾椎具有足够的强度可以插入地面以及可以用于传递地震波。通过转接构件的方式主要是防止强度不同材料在螺纹旋接时出现滑丝，电路板上集成有MEMS震动传感器，震动传感器的感触端与转接构件上端贴合，这样地震波可以通过尾椎传递给转接构件然后到达传感器，这样可以使得传感器更好的接受感触地震波。电路板可以通过螺钉直接固定在下壳体上，也可以被压紧在上下壳体之间。其中插口采用航空插座，航空插座与电路板通信且供电连接，航空插座另一端朝向壳体外侧，方便与采集系统连接，方便连线。

作为优选，外壳中部设置有竖向的阶梯通孔，该阶梯通孔包括位于上方水平设置且为方形孔的大孔，位于下方的小圆孔和位于方形孔和小圆孔之间的过渡圆孔，转接构件包括与阶梯通孔配合的第一支座，第一支座呈T字形，第一支座上部的外轮廓横截面为方形，第一支座上部的外周面与方形孔的内周面贴合限位，第一支座上部的底面与方形孔的底面贴合限位，第一支座的下部为柱状，其外周面与过度圆孔内周面贴合，第一支座下部的长度小于或等于过度圆孔的深度，第一支座中设置有竖向的第一螺纹孔，第一螺纹孔为通孔，第一螺纹孔与所述小圆孔同轴线设置，第一螺纹孔的大径小于或等于小圆孔的直径；转接构件还包括第二支座，第二支座具有位于下方且水平设置的接头，位于接头上表面上竖向设置的第一螺柱，第一螺柱通过螺纹配合在第一螺纹孔中，接头部分上表面与下壳体下端面贴合限位，第一螺柱长度小于或等于第一支座上表面与下壳体下端面之间的高度差，接头部分向下设置有与第一螺柱同轴的第二螺纹孔，第二螺纹孔为朝下开口的盲孔，尾椎上部位设置有第二螺柱，并通过第二螺柱配合在第二螺纹孔中。

这样，阶梯通孔固定第一支座，第一支座与阶梯通孔的配合定位装配方便，结构简单，避免了在下壳体上交加工螺纹，方便量产品。第一支座通通过螺纹外联有第二支座，第二支座的设置使得尾椎在完全插入地下时，下壳体下端与地面仍然有一定间隔，这样避免地表水的和泥土进入壳体内部造成污染。

作为优选，尾椎的下部为竖直向下设置的圆锥，第二螺柱同轴设置在该圆锥的底面上，该圆锥外周面上设置有若干向内凹陷的沉槽，沉槽向下延伸，若干沉槽沿圆锥周向均匀间隔设置。

这样，沉槽可以减重，更好的降低成本，同时沉槽的设置使得尾椎的横截面积更小，可以更省力的插入地下。

作为优选，尾椎的材料为钛合金。

这样，钛合金强度高，质量轻，不会生锈，可以更好的实现整个检波器的轻量化。

作为优选，接头的横截面的外轮廓为正六边形。

这样，正六边形的外轮廓方便收拧螺纹，这样方便装配连接。

作为优选，上壳体和下壳体相互贴合的两个端面上分别形成有沿周向分布的卡接凹槽和卡接凸起，卡接凸起伸入卡接凹槽中定位。

这样，卡接凸起和卡接凹槽的设置方便定位装配，同时槽的设置可以实现防水功能，避免水沿上下壳体之间的缝隙渗入。

作为优选，上壳体和下壳体被水平面所截外轮廓为腰形，外壳的下端面上竖向向上设置沉头孔，沉头孔数量为四，下壳体长度方向的两端各分布有两个沉头孔，位于一端的沉头孔沿下壳体的长轴方向对称设置；上壳体内设置有竖向的螺纹连接孔，螺纹连接孔数量为四且分别正对四个沉头孔设置，沉头螺栓穿过沉头孔配合在螺纹连接孔中锁紧上壳体和下壳体。

这样，该设置使得整个外壳更加美观，隐藏了螺钉连接部分和螺钉头部。

作为优选，上壳体和下壳体的材料均为尼龙，并通过3D打印的制得。

这样，尼龙材料轻质，便宜，具有一定的结构强度，符合壳体的使用标准，壳体一般具有各种加强筋，其结构复杂，现有加工工艺加工时需要开模，开模的成本高。采用3D打印无需开模，且方便更具使用更改设计，降低了产品成本。

作为优选，还包括替换探针，替换探针的上部为可与接头上第二螺纹孔配合的第三螺柱，替换探针的下端面为水平支撑面。

这样，检波器不仅在泥土地面上使用，实际中还会涉及到硬质地面，如水泥地面，这种情况下圆锥形的尾椎无法使用。此时可以通过螺纹更换为替换探针，这样替换探针可以方便的在硬质地面贴合，检测传感地震波。

作为优选，替换探针的下端面为圆面，该圆面对应直径为第三螺柱直径的2-3倍。

这样，可以使得整个装置能更好的立在地面上，防止倾倒。

附图说明

图1为本实用新型实施例所公开的一种数字地震检波器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种数字地震检波器的下壳体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所公开的一种数字地震检波器的第一支座的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所公开的一种数字地震检波器的第二支座的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的一种数字地震检波器的尾椎的结构示意图。

其中，1为上壳体，2为下壳体、3为尾椎、4为电路板、401为MEMS震动传感器、5第一支座、6为第二支座、7为插口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型公开了一种数字地震检波器，包括外壳，外壳上设置的尾椎3，设置在外壳内的电路板4，电路板4上集成有MEMS震动传感器401，外壳前端设置有与电路板4连接的插口7，其特征在于，外壳有包括水平设置的上壳体1和下壳体2，下壳体2的中部设置有转接构件，尾椎3通过转接构件依靠螺纹可拆卸的连接在下壳体2上，转接构件和尾椎3的材料强度均大于下壳体2的材料强度且尾椎3的材料强度大于转接构件的材料强度，电路板4固定在外壳中且其上集成的MEMS震动传感器401朝向下壳体2设置，转接构件的上端与MEMS震动传感器401感触端贴合接触。

这样，在实际产品化的过程中壳体所使用的材料强度一般不高，如铝合金或者塑料，螺纹可拆卸的设置尾椎3的方式，实现壳体和尾椎3的材料不同，使得尾椎3具有足够的强度可以插入地面。通过转接构件的方式主要是防止强度不同材料在螺纹旋接时出现滑丝，电路板4上集成有MEMS震动传感器401，震动传感器的感触端与转接构件上端贴合，这样地震波可以通过尾椎3传递给转接构件然后到达传感器，这样可以使得传感器更好的接受感触地震波。电路板4可以通过螺钉直接固定在下壳体2上，也可以被压紧在上下壳体2之间。插口可采用航空插座设置在上壳体上实现方便连接其他线路。

在本实施例中，外壳中部设置有竖向的阶梯通孔，该阶梯通孔包括位于上方水平设置且为方形孔的大孔，位于下方的小圆孔和位于方形孔和小圆孔之间的过渡圆孔，转接构件包括与阶梯通孔配合的第一支座5，第一支座5呈T字形，第一支座5上部的外轮廓横截面为方形，第一支座5上部的外周面与方形孔的内周面贴合限位，第一支座5上部的底面与方形孔的底面贴合限位，第一支座5的下部为柱状，其外周面与过度圆孔内周面贴合，第一支座5下部的长度小于或等于过度圆孔的深度，第一支座5中设置有竖向的第一螺纹孔，第一螺纹孔为通孔，第一螺纹孔与小圆孔同轴线设置，第一螺纹孔的大径小于或等于小圆孔的直径；转接构件还包括第二支座6，第二支座6具有位于下方且水平设置的的接头，位于接头上表面上竖向设置的第一螺柱，第一螺柱通过螺纹配合在第一螺纹孔中，接头部分上表面与下壳体2下端面贴合限位，第一螺柱长度小于或等于第一支座5上表面与下壳体2下端面之间的高度差，接头部分向下设置有与第一螺柱同轴的第二螺纹孔，第二螺纹孔为朝下开口的盲孔，尾椎3上部位设置有第二螺柱，并通过第二螺柱配合在第二螺纹孔中。

这样，阶梯通孔固定第一支座5，第一支座5与阶梯通孔的配合定位装配方便，结构简单，避免了在下壳体2上交加工螺纹，方便量产品。第一支座5通通过螺纹外联有第二支座6，第二支座6的设置使得尾椎3在完全插入地下时，下壳体2下端与地面仍然有一定间隔，这样避免地表水的和泥土进入壳体内部造成污染。

在本实施例中，尾椎3的下部为竖直向下设置的圆锥，第二螺柱设置在该圆锥的底面上，该圆锥外周面上设置有若干向内凹陷的沉槽，沉槽向下延伸，若干沉槽沿圆锥周向均匀间隔设置。

这样，沉槽可以减重，更好的降低成本，同时沉槽的设置使得尾椎3的横截面积更小，可以更省力的插入地下。

在本实施例中，尾椎3的材料为钛合金。

这样，钛合金强度高，质量轻，不会生锈，可以更好的实现整个检波器的轻量化。

在本实施例中，接头的横截面的外轮廓为正六边形。

这样，正六边形的外轮廓方便收拧螺纹，这样方便装配连接。

在本实施例中，上壳体1和下壳体2相互贴合的两个端面上分别形成有沿周向分布的卡接凹槽和卡接凸起，卡接凸起伸入卡接凹槽中定位。

这样，卡接凸起和卡接凹槽的设置方便定位装配，同时槽的设置可以实现防水功能，避免水沿上下壳体2之间的缝隙渗入。

在本实施例中，上壳体1和下壳体2被水平面所截外轮廓为腰形，外壳的下端面上竖向向上设置沉头孔，沉头孔数量为四，下壳体2长度方向的两端各分布有两个沉头孔，位于一端的沉头孔沿下壳体2的长轴方向对称设置；上壳体1内设置有竖向的螺纹连接孔，螺纹连接孔数量为四且分别正对四个沉头孔设置，沉头螺栓穿过沉头孔配合在螺纹连接孔中锁紧上壳体1和下壳体2。

这样，该设置使得整个外壳更加美观，隐藏了螺钉连接部分和螺钉头部。

在本实施例中，上壳体1和下壳体2的材料均为尼龙，并通过3D打印的制得。

这样，尼龙材料轻质，便宜，具有一定的结构强度，符合壳体的使用标准，壳体一般具有各种加强筋，其结构复杂，现有加工工艺加工时需要开模，开模的成本高。采用3D打印无需开模，且方便更具使用更改设计，降低了产品成本。

在本实施例中，还包括替换探针，替换探针的上部为可与接头上第二螺纹孔配合的第三螺柱，替换探针的下端面为水平支撑面。

这样，检波器不仅在泥土地面上使用，实际中还会涉及到硬质地面，如水泥地面，这种情况下圆锥形的尾椎3无法使用。此时可以通过螺纹更换为替换探针，这样替换探针可以方便的在硬质地面贴合，检测传感地震波。

在本实施例中，替换探针的下端面为圆面，该圆面对应直径为第三螺柱直径的2-3倍。

这样，可以使得整个装置能更好的立在地面上，防止倾倒。

Claims (10)

1.一种数字地震检波器，包括外壳，外壳上设置的尾椎，设置在外壳内的电路板，电路板上集成有MEMS震动传感器，外壳前端设置有与电路板连接的插口，其特征在于，所述外壳包括水平设置的上壳体和下壳体，下壳体的中部设置有转接构件，尾椎通过转接构件依靠螺纹可拆卸的连接在下壳体上，转接构件和尾椎的材料强度均大于下壳体的材料强度且尾椎的材料强度大于转接构件的材料强度，电路板固定在外壳中且其上集成的MEMS震动传感器朝向下壳体设置，转接构件的上端与MEMS震动传感器感触端贴合接触。

2.如权利要求1所述的数字地震检波器，其特征在于，外壳中部设置有竖向的阶梯通孔，该阶梯通孔包括位于上方水平设置且为方形孔的大孔，位于下方的小圆孔和位于方形孔和小圆孔之间的过渡圆孔，转接构件包括与阶梯通孔配合的第一支座，第一支座呈T字形，第一支座上部的外轮廓横截面为方形，第一支座上部的外周面与方形孔的内周面贴合限位，第一支座上部的底面与方形孔的底面贴合限位，第一支座的下部为柱状，其外周面与过度圆孔内周面贴合，第一支座下部的长度小于或等于过度圆孔的深度，第一支座中设置有竖向的第一螺纹孔，第一螺纹孔为通孔，第一螺纹孔与所述小圆孔同轴线设置，第一螺纹孔的大径小于或等于小圆孔的直径；转接构件还包括第二支座，第二支座具有位于下方且水平设置的接头，位于接头上表面上竖向设置的第一螺柱，第一螺柱通过螺纹配合在第一螺纹孔中，接头部分上表面与下壳体下端面贴合限位，第一螺柱长度小于或等于第一支座上表面与下壳体下端面之间的高度差，接头部分向下设置有与第一螺柱同轴的第二螺纹孔，第二螺纹孔为朝下开口的盲孔，尾椎上部位设置有第二螺柱，并通过第二螺柱配合在第二螺纹孔中。

3.如权利要求2所述的数字地震检波器，其特征在于，尾椎的下部为竖直向下设置的圆锥，第二螺柱同轴设置在该圆锥的底面上，该圆锥外周面上设置有若干向内凹陷的沉槽，沉槽向下延伸，若干沉槽沿圆锥周向均匀间隔设置。

4.如权利要求3所述的数字地震检波器，其特征在于，尾椎的材料为钛合金。

5.如权利要求2所述的数字地震检波器，其特征在于，接头的横截面的外轮廓为正六边形。

6.如权利要求1所述的数字地震检波器，其特征在于，上壳体和下壳体相互贴合的两个端面上分别形成有沿周向分布的卡接凹槽和卡接凸起，卡接凸起伸入卡接凹槽中定位。

7.如权利要求1所述的数字地震检波器，其特征在于，上壳体和下壳体被水平面所截外轮廓为腰形，外壳的下端面上竖向向上设置沉头孔，沉头孔数量为四，下壳体长度方向的两端各分布有两个沉头孔，位于一端的沉头孔沿下壳体的长轴方向对称设置；上壳体内设置有竖向的螺纹连接孔，螺纹连接孔数量为四且分别正对四个沉头孔设置，沉头螺栓穿过沉头孔配合在螺纹连接孔中锁紧上壳体和下壳体。

8.如权利要求1所述的数字地震检波器，其特征在于，上壳体和下壳体的材料均为尼龙，并通过3D打印的制得。

9.如权利要求2所述的数字地震检波器，其特征在于，还包括替换探针，替换探针的上部为可与接头上第二螺纹孔配合的第三螺柱，替换探针的下端面为水平支撑面。

10.如权利要求9所述的数字地震检波器，其特征在于，替换探针的下端面为圆面，该圆面对应直径为第三螺柱直径的2-3倍。