CN219105181U - 一种地震波震源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地震波震源装置，装置包括震源护套、设置震源护套腔体内的冲击组件和固定设置在冲击组件上的齿条；齿条还与扇形齿轮啮合连接，扇形齿轮外接驱动件；冲击组件的一端连接有锤头，另一端连接有触发开关，触发开关与信号采集仪连接；齿条与锤头或触发开关之间设置有对应的导向环，各导向环固定设置在震源护套内且与震源护套同轴布设，冲击组件穿过对应的导向环并分别与导向环的内表面抵接；护套靠近触发器的一侧还连接有震源手柄，震源手柄上布设有电源开关，电源开关用于控制驱动件开启或关闭。该装置旨在实现高效便携与可控性。

Description

一种地震波震源装置

技术领域

本实用新型涉及地震勘探和振动测试与分析技术领域，尤其涉及一种地震波激励震源装置。

背景技术

目前，地震勘探或震动测试分析在工程地质勘查和建筑结构无损检测中广泛应用，它是指通过研究和观测获取地震波在不同介质中的传播旅行时以振幅、相位、频率的变化来探测地质和建筑结构构造，主要包括地质灾害调查、矿山开采、交通水利工程无损检测等领域。进而在地震勘探与测试，地震波激发是必不可少的配置。

现有的地震波震源有人工锤击、炸药爆炸、电磁辅助、液压或气压辅助、磁致伸缩震源、机械震源等等，每种震源都有其自己的应用特点，适用于不同领域和工况场景。人工锤击震源使用方便，但有一定人为因素，震源的一致性有待提高；炸药震源获取和现场作业不便，一般工程上很少使用；电磁辅助装置效果较好，但体积及整机功耗较大；液压或气压辅助震源设备笨重，需要液压或气压机械辅助；磁致伸缩震源功率提升时整体重量太大，不方便携带；机械震源容易调整出力大小，结构简单，在石油地震勘探中广泛使用，而在工程地震勘探中也有少量应用，但一般体积和重量都比较大，不方便携带。进而上述震源一般不适应复杂场景，特别是在极浅层地震勘探或混凝土结构构件隐患探查时，往往需要使用便携的仪器设备，尤其是震源要方便携带，使用高效。因此，便携、可控和节省人力成本的震源有待研发。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种地震波震源装置，旨在解决现有的地震波震源装置便携性及可控性不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种地震波震源装置，所述装置包括所述装置包括震源护套、设置震源护套腔体内的冲击组件和固定设置在所述冲击组件上的齿条；

所述齿条还与扇形齿轮啮合连接，所述扇形齿轮外接驱动件；

所述冲击组件的一端连接有锤头，另一端连接有触发开关，所述触发开关与信号采集仪连接；

所述齿条与锤头或触发开关之间设置有对应的导向环，各导向环固定设置在震源护套内且与震源护套同轴布设，所述冲击组件穿过对应的导向环并分别与导向环的内表面抵接；

各导向环的两侧分别连接有相应的蓄力弹簧、减震弹簧的一端，各蓄力弹簧、减震弹簧的另一端连接有对应的限位块，各限位块固定设置在冲击组件上；

所述震源护套靠近触发开关的一侧还连接有震源手柄，所述震源手柄上布设有电源开关，所述电源开关用于控制驱动件开启或关闭。

可选地，所述冲击组件包括两个串联的冲击棒，所述齿条两端分别与对应的冲击棒焊接或螺杆连接。

可选地，所述冲击组件包括一根冲击棒，所述齿条一侧通过焊接或螺杆连接贴附在冲击棒上。

可选地，所述锤头可拆卸安装固定在冲击组件的一端。

可选地，所述触发开关为触发器，所述触发器通过有线或无线方式与信号采集仪连接。

可选地，所述震源护套靠近锤头的一侧还设有减震定位护套；

可选地，所述减震定位护套可拆卸安装在震源护套上。

可选地，所述扇形齿轮的中心处设有轴孔，所述轴孔用于与驱动件连接匹配；

所述扇形齿轮还设有多个轮齿，各轮齿集中设置在扇形齿轮侧表面的弧度角范围为60～120度。

可选地，所述装置还包括水准泡，所述水准泡用于辅助确认冲击组件的锤击出力方向。

本实用新型的上述技术方案中，所述装置包括震源护套、设置震源护套腔体内的冲击组件和固定设置在所述冲击组件上的齿条，所述齿条还与扇形齿轮啮合连接，以及所述扇形齿轮外接驱动件，进而通过外接驱动件驱动扇形齿轮，带动固定连结在齿条上的冲击组件激发产生地震波，通过蓄力弹簧将扇形齿轮转动的机械能储存，当扇形齿轮转动到没有齿牙的一面时，蓄力弹簧势能瞬间释放转换为动能，推动冲击组件快速击打作业面激发点；同时，为了避免冲击组件被激发点回弹后产生振动或连击，通过与蓄力弹簧连接在同一导向环的减震弹簧将多余动能吸收，进而确保了冲击组件在激发过程中的稳定性，以及地震波震源通过震源手柄上设置的电源开关控制驱动件开启与关闭，以及通过触发开关将震源实时作业信号传输至信号采集仪，进而实现震源激发与信号采集的同步进行，进而该装置可以保证冲击组件面向任意方向激发产生地震波，进而提高了震源激发的便捷性；同时，在冲击组件一端罩有减震定位护套，使得在保证激发点的方向的基础上还具有一定的减震功效；以及可手持式锤击震源可单次激发也可多次激发，具有很好的重复性；此外，锤棒头可拆卸设置，有利于锤棒头更换，提高了测试系统的测试效率；同时该系统结构简单且综合成本低、使用便捷，并且震动激发安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种地震波震源第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种地震波震源第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型一种地震波震源第三实施例的结构示意图；

图4为本实用新型一种地震波震源实施例中的齿轮扇形结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

参见图1-图4，本实用新型提供一种地震波震源装置，其中，所述装置包括震源护套2、设置震源护套2腔体内的冲击组件1和固定设置在所述冲击组件1上的齿条4；所述齿条4还与扇形齿轮5啮合连接，所述扇形齿轮5外接驱动件51，进而通过驱动件51驱动扇形齿轮5转动。

进一步地，所述扇形齿轮5的中心处设有轴孔502，所述轴孔502用于与驱动件51连接匹配，所述扇形齿轮5还设有多个轮齿501，各轮齿501集中设置在扇形齿轮5侧表面的部分区域，进而通过扇形齿轮5中的各轮齿501依次与齿条4啮合，并带动固定连接在齿条4上的冲击组件1在震源护套2的中心轴线方向上运行。一般地，所述扇形齿轮5尺寸比较小的情况下是可设置在震源护套2腔体内，而当扇形齿轮5尺寸过大时，不能完全放置在震源护套2腔体内，此时震源护套2侧壁设置相应的贯通槽，所述贯通槽可使扇形齿轮5与齿条4有效的转动运行，并不会与震源护套2的侧壁、内壁触碰。

进一步，所述冲击组件1的一端连接有锤头11，另一端连接有触发开关8，所述触发开关8与信号采集仪9连接，所述锤头11用于激发目标激发点，进而实现震源激发与信号采集的同步进行。

进一步地，所述齿条4与触发开关8之间设置有对应的导向环3，如图1-2所示，所述导向环3固定设置在震源护套2内且与震源护套2同轴布设，所述冲击组件1穿过对应的导向环3并与导向环3的内表面抵接，进而冲击组件1在震源护套2与对应导向环3的中心轴线方向上运行，以实现冲击组件1的锤头11冲击目标激发点产生地震波。

进一步地，所述导向环3的两侧分别连接有相应的蓄力弹簧12、减震弹簧13的一端，所述蓄力弹簧12、减震弹簧13的另一端连接有对应的限位块，并且各限位块固定设置在冲击组件1上，其中，在图1所示实施例中，连接减震弹簧13的限位块与触发开关8接触；在图2所示的实施例中，连接减震弹簧13的限位块与触发开关8不接触。在图1或图2所示的实施例中，连接蓄力弹簧12的限位块是与靠近触发开关8的齿条4一端相连接的，进而限位块与导向块3的设置可有效控制弹簧的形变情况；并且基于蓄力弹簧12用于将扇形齿轮5转动的机械能储存，进而当扇形齿轮5转动到没有轮齿501的一面时，蓄力弹簧12的势能瞬间释放转换为动能，推动冲击组件1快速击打作业面的目标激发点，并且为了避免冲击组件1被激发点回弹后产生振动或连击，通过减震弹簧13将多余动能吸收，进而减震弹簧13用来减缓冲击组件1的抖动，进而确保了冲击组件在激发过程中的稳定性。

进一步地，所述齿条4与锤头11之间也可设置有对应的导向环3，如图3所示，所述导向环3也是固定设置在震源护套2内且与震源护套2同轴布设，所述冲击组件1穿过对应的导向环3并与导向环3的内表面抵接，进而冲击组件1在震源护套2与对应导向环3的中心轴线方向上运行，以实现冲击组件1的锤头11冲击目标激发点产生地震波。

进一步地，所述导向环3的两侧分别连接有相应的蓄力弹簧12、减震弹簧13的一端，所述蓄力弹簧12、减震弹簧13的另一端连接有对应的限位块，并且各限位块固定设置在冲击组件1上，其中，在图3所示的实施例中，连接蓄力弹簧13的限位块是与靠近锤头11的齿条4一端相连接的，与蓄力弹簧12相连接的限位块位于靠近锤头11的一侧；进而基于蓄力弹簧12用于将扇形齿轮5转动的机械能储存，以备当扇形齿轮5转动到没有轮齿501的一面时，蓄力弹簧12的势能瞬间释放转换为动能，推动冲击组件1快速击打作业面的目标激发点，并且为了避免冲击组件1被激发点回弹后产生振动或连击，通过减震弹簧13将多余动能吸收，进而减震弹簧13用来减缓冲击组件1的抖动，进而确保了冲击组件在激发过程中的稳定性。

进一步地，各轮齿502集中设置在扇形齿轮5侧表面的弧度角范围为60-120度；具体地，如图4所示实施例中，轮齿502集中设置在扇形齿轮5侧表面的弧度角范围为90度。

进一步地，如图1-3所示，所述震源护套2靠近触发开关8的一侧还连接有震源手柄6，所述震源手柄6上布设有电源开关61和电池62，所述电源开关61用于控制驱动件51开启或关闭，所述电池62用于为驱动件51供电，一般地，所述驱动件51为直流电机，并且在实际应用中，在驱动件51外还套设有相应的电机护套；其中震源手柄6的结构设置可实现装置通过手持方式锤击震源，具体包括通过单手握震源手柄6或是一只手握手柄另一只手抓握电机护套作业使用，进而保证震源装置可以面向任意方向激发产生地震波，进而可以根据需要进行单次或多次激发，且具有一定重复性。

进一步地，所述冲击组件1包括两个串联的冲击棒，所述齿条4两端分别与对应的冲击棒焊接或螺杆连接。

进一步地，所述冲击组件1包括一根冲击棒，所述齿条4一侧通过焊接或螺杆连接贴附在冲击棒上。

进一步地，所述锤头11可拆卸安装固定在冲击组件1的一端，进而可实现锤头11根据需要进行替换。

进一步地，所述震源护套2靠近锤头11的一侧还设有减震定位护套7，所述减震定位护套7可拆卸安装在震源护套2上，并且在震源装置未作业的情况下，锤头11还套设在减震定位护套7的腔体内，进而对锤头11起到一定的防护效果。优选地，减震定位护套7采用弹簧或橡胶管制成。

进一步地，在地震波震源装置上还可以安装水准泡，用于辅助确认冲击组件1的锤击出力方向。

此外，为了更好的说明本装置的效果，以图1为例，下述列举了相应的使用步骤：

步骤1，锤头11对准并贴附待目标激发点，按下电源开关61按钮，以使电池62给驱动件51供电，进而驱动件51驱动扇形齿轮5带动齿条4驱动冲击组件1沿导向环3的中心轴线向左运动，同时蓄力弹簧12蓄力，当扇形齿轮5转动至无轮齿501位置时，冲击组件1在弹簧力作用下沿导向环3中心轴线向右冲出，通过冲击锤头11冲击目标激发点进而产生地震波；

步骤2，松开电源开关61按钮，驱动件51转动停止，则锤头11冲击停止；需要连续冲击时，只需要一直按住电源开关61按钮，扇形齿轮5反复带动附着齿条4的冲击组件1运动，实现重复激发。

以上实施例中，本领域技术人员对于软件控制可以采用现有技术，本实用新型仅保护一种地震波震源装置的结构以及相互的连接关系。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种地震波震源装置，其特征在于，所述装置包括震源护套(2)、设置震源护套(2)腔体内的冲击组件(1)和固定设置在所述冲击组件(1)上的齿条(4)；

所述齿条(4)还与扇形齿轮(5)啮合连接，所述扇形齿轮(5)外接驱动件(51)；

所述冲击组件(1)的一端连接有锤头(11)，另一端连接有触发开关(8)，所述触发开关(8)与信号采集仪(9)连接；

所述齿条(4)与锤头(11)或触发开关(8)之间设置有对应的导向环(3)，各导向环(3)固定设置在震源护套(2)内且与震源护套(2)同轴布设，所述冲击组件(1)穿过对应的导向环(3)并分别与导向环(3)的内表面抵接；

各导向环(3)的两侧分别连接有相应的蓄力弹簧(12)、减震弹簧(13)的一端，各蓄力弹簧(12)、减震弹簧(13)的另一端连接有对应的限位块，各限位块固定设置在冲击组件(1)上；

所述震源护套(2)靠近触发开关(8)的一侧还连接有震源手柄(6)，所述震源手柄(6)上布设有电源开关(61)，所述电源开关(61)用于控制驱动件(51)开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的地震波震源装置，其特征在于，所述冲击组件(1)包括两个串联的冲击棒，所述齿条(4)两端分别与对应的冲击棒焊接或螺杆连接。

3.根据权利要求1所述的地震波震源装置，其特征在于，所述冲击组件(1)包括一根冲击棒，所述齿条(4)一侧通过焊接或螺杆连接贴附在冲击棒上。

4.根据权利要求1所述的地震波震源装置，其特征在于，所述锤头(11)可拆卸安装固定在冲击组件(1)的一端。

5.根据权利要求1所述的地震波震源装置，其特征在于，所述触发开关(8)为触发器，所述触发器通过有线或无线方式与信号采集仪(9)连接。

6.根据权利要求1所述的地震波震源装置，其特征在于，所述震源护套(2)靠近锤头(11)的一侧还设有减震定位护套(7)。

7.根据权利要求6所述的地震波震源装置，其特征在于，所述减震定位护套(7)可拆卸安装在震源护套(2)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的地震波震源装置，其特征在于，所述扇形齿轮(5)的中心处设有轴孔(502)，所述轴孔(502)用于与驱动件(51)连接匹配；

所述扇形齿轮(5)还设有多个轮齿(501)，各轮齿(501)集中设置在扇形齿轮(5)侧表面的弧度角范围为60～120度。

9.根据权利要求8所述的地震波震源装置，其特征在于，所述装置还包括水准泡，所述水准泡用于辅助确认冲击组件(1)的锤击出力方向。

Images