一种地震检波器高同轴度封口装置及封口方法
【专利摘要】本发明包括一种地震检波器高同轴度封口装置，该装置的下模块、上模块、定位轴、转接定位模块4四部分在垂直方向上同轴(即纵轴同轴)，可以与检波器上盖、下盖、外壳及其它内部定位结构紧密配合。还包括一种地震检波器高同轴度封口方法，通过封口装置将所述上模块、下模块以及转接定位模块的同轴，保证检波器下盖与外壳封口后同轴，通过封口装置上模块、下模块以及定位轴的同轴保证检波器上盖与外壳封口同轴。本发明的检波器保证了由上盖、由上下磁靴和磁钢组成的磁系统、带绕组的线圈架和弹簧组成的弹簧-质量系统、下盖、外壳同轴，从而有效的降低检波器的失真。本发明的封口装置构造简单，使用方便，降低了成本，提高了组装效率。
【专利说明】—种地震检波器高同轴度封口装置及封口方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封口装置和封口方法，特别是涉及一种地震检波器高同轴度封口装置及封口方法，本发明的封口装置还适用于其他类型的探测用振动传感器或者要求高同轴度的其他产品的装配。
【背景技术】
[0002]地震勘探法是石油、煤炭等行业进行地球物理勘探的最主要方法，地震检波器是地震信号的接收装置，将地震能量转换成电信号输出。失真是检波器中最重要的技术参数之一，影响地震采集数据的精度和分辨率。高分辨地震勘探要求地震采集设备具有高保真度，对于地震检波器要求其失真度低，从而更真实的反映地质状况。
[0003]众所公认，地震检波器的磁场均匀性、弹簧片以及加工装配不完善是影响失真的重要原因，因而提出了多种方法降低失真度。
[0004]在专利“CN95195123.8”中，通过采用高性能磁钢提高磁场强度、按照磁路工作气隙和磁靴的有效比例设计磁场提高磁场均匀性，从而降低了检波器的失真度。在美国专利“US3742441”、“US4623991”中公开的弹簧片，在减小失真方面取得了一定的成效。
[0005]但是目前采用的降低检波器失真度的方法并不能完全解决问题。残余的失真仍然对数据的分辨率有很大影响。
【发明内容】
[0006]本发明优化了传统检波器的结构组成，提出了一种检波器封口装置和方法，保证检波器安装后的高同轴度，从而大大降低了检波器的失真度。
[0007]具体而言，本发明公开了一种地震检波器高同轴度封口装置，包括下模块(I)、上模块(2)、定位轴(3)、转接定位模块(4)，所述上模块(2)在外力作用下能够相对于所述下模块(I)上下运动，所述下模块(I)还包括凹槽，转接定位模块(4)能够定位在所述凹槽中，所述上模块(2)在其下部具有凹槽，并在其中心部位有一通孔，所述定位轴(3)穿过所述上模块(2)中心部位的通孔，并延伸到所述上模块的凹槽中，所述下模块(I)、上模块
(2)、定位轴(3)、转接定位模块(4)同轴设置。
[0008]进一步地，所述检波器包括外壳、上盖和下盖、所述定位轴(3)的下端具有凹槽，用于与所述检波器的上盖配合。
[0009]进一步地，所述下模块(I)的凹槽内径与所需封口的地震检波器的外壳外径一致，用于将外壳固定及导向，所述上模块(2)的凹槽内径与所需封口的检波器外壳外径一致，在根部有一倒角，用于将上述外壳封口，所述定位轴(3)下端的凹槽的内径与地震检波器上盖导向定位端的外径一致，在上盖进行封口时对上盖定位，保证所述上盖与外壳同轴。
[0010]进一步地，所述转接定位模块⑷由上段(9)，中段(8)，下段(6)和过渡段(7)组成，所述下段(6)的外径和地震检波器的外壳外径一致，所述过渡段(7)的外径大于地震检波器的外壳外径，所述中段⑶的外径与地震检波器的外壳内径一致，所述上段(9)的高度H满足以下尺寸条件:
[0011](1-J) < H < (1-K)
[0012]其中:1为所述外壳(10)的内部定位高度，J为所述检波器的下盖的上端面与外壳的主体部分(1a)的下端面的距离，K为所述检波器下盖的中端面与所述外壳的主体部分(1a)的下端面的距离；
[0013]所述转接定位模块上段具有一凹槽，该凹槽的内径与所述检波器下盖的上端c的外径一致，用于在所述下盖与外壳封口时对所述下盖进行定位，保证下盖与外壳同轴。
[0014]另外，本发明还提供了一种采用上述权利要求任意一项所述的地震检波器高同轴度封口装置对地震检波器进行封口的方法，包括以下步骤:
[0015]步骤一:进行下盖封口，首先将所述转接定位模块(4)的下段(6)放入所述下模块
(I)的凹槽中，然后将所述检波器的外壳(10) —端套在转接定位模块(4)的中段(8)，将所述检波器下盖放在所述外壳的另一端，将所述下盖的上端(c)套入所述转接定位模块(4)上段的凹槽内，从而保证了下盖和外壳同轴；
[0016]施加外力来压迫所述上模块(2)，当所述外壳(10)的封口部分(1b)接触所述上模块(2)凹槽的倒角时，在外力的作用下使得所述下盖完成封口 ；
[0017]下盖封口后，将所述转接定位模块(4)从所述下模块(I)拿出；
[0018]步骤二:装配所述地震检波器，将所述检波器的磁系统和弹簧-质量系统安装到所述外壳内，其中所述磁系统这样进行定位:将所述检波器的下磁靴(17)下端的凹槽配合安装到所述下盖的上端(C)，将磁钢(15)安装到所述下磁靴(17)上端的凹槽中，然后将检波器的上磁靴(16)通过其下端的凹槽安装到所述磁钢(15)上；
[0019]步骤三:进行上盖封口:首先，将步骤二完成后的半成品检波器的外壳(10)的下端放入所述下模块(I)的凹槽内对其进行定位；然后，将所述检波器上盖的导向定位端(a)设置到所述定位轴(3)下端的凹槽处，使所述上盖和外壳同轴；接着，沿所述定位轴(3)纵向施加一外力使得所述上盖的下端(b)与所述上磁靴(16)上表面的圆柱孔紧密配合接触，使其在封口时不产生运动，从而保证所述上盖与检波器外壳(10)、上下磁靴(16，17)、所述下盖同轴；最后，施加外力来压迫所述上模块(2)，当所述外壳(10)的封口部分(1b)接触所述上模块(2)凹槽的倒角时，在外力的作用下使得所述上盖完成封口。
[0020]特别地，所述地震波检波器的弹簧-质量系统包括套设在所述上下磁靴(16，17)外周的带绕组的线圈架(28)，上弹簧片(18)和下弹簧片(21)的外环分别通过上卡箍(19)和下卡箍(20)固定在所述线圈架(28)的上表面和下表面，将所述带有绕组的线圈架(28)悬挂在所述检波器外壳的空腔的中。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]本发明的封口装结构简单，使用方便，能够优异地满足地震检波器的高同轴度安装要求，并且本发明的检波器封口方法不仅保证了检波器的高同轴度，而使用更为高效，简化了封口步骤，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的地震检波器高同轴度封口装置的垂直剖面图；
[0024]图2a，2b是本发明的地震检波器带有导向定位端的检波器上盖及其与高同轴度封口装置定位轴配合剖面图；
[0025]图3a，3b是本发明的地震检波器高同轴度封口装置的转接定位模块及其与地震检波器下盖、外壳配合垂直剖面图；
[0026]图4a，4b是本发明的地震检波器的下盖剖面图及下盖与外壳配合剖面图；
[0027]图5是本发明的地震检波器的垂直剖面图。
【具体实施方式】
[0028]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0029]本发明的第一个目的和特征是提出一种检波器封口装置，该装置可以保证检波器各零部件在装配过程中同轴，从而有效的降低检波器的失真。
[0030]根据本发明的第一个目的，提供了一种地震检波器高同轴度封口装置:如图1所示，主要包括下模块1、上模块2、定位轴3、转接定位模块4，这4个模块在垂直方向上同轴(即纵轴同轴)，还包括导柱5，在垂直方向上施加外力F的情况下，保证上、下模块在运动中同轴。优选的，所述下模块I上设置有至少两根导柱5，所述上模块2套设在所述导柱5中
可自由滑动。
[0031]下模块的凹槽内径与所需封口的检波器外壳外径一致，用于将外壳固定及导向，保证同轴。上模块凹槽内径与所需封口的检波器外壳外径一致，在根部有一倒角，用于将检波器上盖、下盖分别与检波器外壳封口。另外在上模块凹槽的中心处有一通孔，用于装配定位轴。定位轴从上模块凹槽处的通孔穿过，定位轴的下端有一凹槽，其内径与检波器上盖导向定位端a外径一致(检波器上盖如图2所示)，用于检波器上盖封口时对其进行定位，保证装配同轴。所述检波器包括外壳、上盖和下盖、所述定位轴3的下端具有凹槽，用于与所述检波器的上盖配合。
[0032]特别指出的是，所述导柱5是可选择的。所述上模块的定位方式可以基于检波器上盖和定位轴3的定位而获得。不采用导柱的优势在于减少零部件的个数，简化所述封口装置的组装。此时上模块I的运动可以采用例如液压加压装置实现。通过将上模块I结合到液压加压装置上，可以更好的对上模块施加压力。另外，机械致动装置也可以使用来提供上模块的致动力。
[0033]转接定位模块由四部分组成，如图3所示，下段6的外径和检波器外壳外径一致，过渡段7的外径大于检波器外壳外径，中段8的外径与检波器外壳内径一致。
[0034]参考图4b，检波器的下盖分成三个部分，上端C、中端和下端，这三部分的外径逐步增大，成阶梯状。它们各自具有端面。
[0035]参考图4a，所述检波器外壳10包括主体部分(1a)，和从所述主体部分向外伸出的封口部分(1b)，所述主体部分的上端面和下端面之间的距离I构成了所述外壳10的内
部定位高度。
[0036]再次参考图3a、3b和图4a，其中所述转接定位模块的上段9的上端面与中段8的上端面之间的距离H满足以下尺寸条件:
[0037](1-J) < H < (1-K)
[0038]参照图4，其示出了所述下盖与检波器外壳的装配图。其中:1为外壳10内部定位高度，J为检波器下盖的上端面与外壳主体部分1a的下端面的距离，K为检波器下盖中端面与外壳主体部分1a的下端面的距离，如图4所示，这里所说的外壳主体部分1a的下端面指的是外壳的主体部分1a与下盖接触的那一个端面。
[0039]式中对应的各零部件尺寸可以为:
[0040]转接定位模块的上段9的上端面与中段8的上端面之间的距离H = 21mm ;
[0041]外壳内部定位高度为I = 24mm ；
[0042]检波器下盖的上端面与外壳主体部分1a的下端面的距离J = 4mm ;
[0043]检波器下盖中端面与外壳主体部分1a的下端面的距离K = 1mm。
[0044]转接定位模块上段上端为一凹槽，其内径与检波器下盖上端c的外径一致，在下盖与外壳封口时保证下盖与外壳同轴。
[0045]采用此封口装置，可以保证检波器上盖、下盖在封口时与检波器芯体纵轴线同轴，大大减少了由于封口造成的内部应力变形，特别是由于应力造成的弹簧片扭曲，从而降低了检波器失真。
[0046]本发明的第二个目的和特征是提出了 一种检波器封口方法:首先进行下盖封口。首先将转接定位模块的下段放入下模块的凹槽中，然后将检波器外壳一端套在转接定位模块中段，下盖放在外壳的另一端，下盖上端c套入转接定位模块上段上端凹槽内，从而保证了下盖和外壳同轴，封口时，采用压接机等机械通过固定的外力压迫上模块，通过上模块凹槽倒角使得下盖封口 ；下盖封口后，将转接定位模块拿出；上盖封口时，首先将封好下盖的外壳下端放下模块凹槽内对其进行定位，然后将检波器上盖导向定位端放入定位轴下端凹槽处，使上盖和外壳同轴，第三步沿定位轴纵向施加一外力Fl使得上盖下端b与外壳内已经装好的上磁靴表面圆柱孔紧密接触，使其在封口时不产生运动，从而保证上盖与检波器外壳-上下磁靴-下盖同轴，第四步采用压接机等机械通过固定的外力F压迫上模块，通过上模块凹槽倒角使得上盖封口。
[0047]更具体地，本发明的地震检波器的方法包括:通过封口装置上模块、下模块以及转接定位模块的同轴保证检波器下盖与外壳封口后同轴；通过封口装置上模块、下模块以及定位轴的同轴保证检波器上盖与外壳封口同轴。采用此种方法，保证整个检波器芯体装配同轴，从而大大降低了检波器的失真度。
[0048]更具体地，本发明的方法包括以下步骤:
[0049]第一步进行下盖封口:
[0050]首先将转接定位模块的下段放入下模块的凹槽中，然后将检波器外壳一端套在转接定位模块中段，下盖放在外壳的另一端，下盖上端c套入转接定位模块上段上端凹槽内，从而保证了下盖和外壳同轴，封口时，采用压接机等机械通过固定的外力压迫上模块，通过上模块凹槽倒角使得下盖封口 ；下盖封口后，将转接定位模块拿出。
[0051]第二步按图5装配检波器:
[0052]装配所述地震检波器，将所述检波器的磁系统和弹簧-质量系统安装到所述外壳内，其中所述磁系统这样进行定位:将所述检波器的下磁靴(17)下端的凹槽配合安装到所述下盖的上端(C)，将磁钢(15)安装到所述下磁靴(17)上端的凹槽中，然后将检波器的上磁靴(16)通过其下端的凹槽安装到所述磁钢(15)上；
[0053]更具体地，上述第二步这样实现:
[0054]以所述外壳外径、下盖上端、上下磁靴表面圆柱孔、上下弹簧中心孔为定位依据进行装配:首先将由上下磁靴和磁钢构成的磁系统放入带绕组的线圈架28的中央孔中，然后分别将上下弹簧放入线架线圈架28上下端的沟槽中，并通过带弹性的上下卡箍固定，使得上下弹簧中心孔与上下磁靴中心孔同轴。将装配好的上述组件放入第一步封口完毕的下盖-外壳组合体，使下盖上端穿过下弹簧中心孔套入下磁靴中心孔中。
[0055]这种装配方式的优点在于，对磁系统和弹簧质量系统两者进行了定位，保证了这两个部分地精准定位。
[0056]当然也可以采用其他常规的方法来装配所述地震检波器，这些常规方法为已知。
[0057]第三步进行上盖封口:
[0058]首先，将第二步完成后的半成品检波器下端放入下模块凹槽内对其进行定位?’然后，将检波器上盖导向定位端放入定位轴下端凹槽处，使上盖和外壳同轴；第三，沿定位轴纵向施加一外力Fl使得上盖下端b与上磁靴表面圆柱孔紧密接触，使其在封口时不产生运动，从而保证上盖与检波器外壳-上下磁靴-下盖同轴，即整个检波器零部件保证同轴；第四，采用压接机等机械通过固定的外力F压迫上模块，通过上模块凹槽倒角使得上盖封口。
[0059]本发明的第三个目的和特征是提出了一种地震检波器结构，如图5所示，包括中空管状的外壳10，带导向定位部的上盖11、下盖12、圆形密封圈13、绝缘子14，磁钢15、上磁靴16、下磁靴17，上弹簧片18、上卡箍19、下卡箍20、下弹簧片21、上引出片22、上接触片23、上平垫片24、绝缘垫片25、下接触片26、下平垫片27、带绕组的线圈架28，其特征在于所述外壳的上端部安装带导向定位部的上盖、下端部安装下盖，在外壳内部形成空腔；圆柱形的磁钢的上表面由上磁 靴包裹，下表面由下磁靴包裹，上磁靴通过其上表面的圆柱孔与带导向定位部的上盖连接，下磁靴通过其下表面的圆柱孔下盖相连，上弹簧片(18)和下弹簧片(21)的外环分别通过上卡箍(19)和下卡箍(20)固定在所述线圈架(28)的上表面和下表面，在所述上磁靴(16)的上表面和所述上弹簧片(18)的内环之间设置有塑料绝缘垫片
(25)，所述上弹簧片(18)的内环通过上平垫片(24)、上接触片(23)与所述带导向定位部(a)的上盖紧密接触，将所述上弹簧片(18)固定在带导向定位部的上盖和上磁靴(16)之间；所述上接触片(23)和绝缘子(14)的一个引线焊接在一起，绝缘子(14)通过过盈配合的方式压接在带导向定位部(c)的上盖上，绝缘子(14)的另一个引线和上引出片(22)焊接在一起；下弹簧片(21)的一面通过下平垫片(27)、下接触片(26)和所述下磁靴(17)的上表面紧密接触，所述下弹簧片(21)的另一面直接和所述下盖接触，将所述下弹簧片(21)固定在所述下盖和下磁靴(17)之间，所述上磁靴(16)，下磁靴(17)和磁钢(15)套装在所述带绕组的线圈架(28)中，所述上弹簧片(18)和下弹簧片(21)将带有绕组的线圈架(28)悬挂在所述检波器外壳的空腔的中间。
[0060]磁系统提供均匀稳定的磁场，弹簧-质量系统悬挂在磁系统外，当外界振动时相对于磁系统产生运动。
[0061]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，本领域技术人员还可以对其进行修正和变换。例如:上述封口装置材料除了采用钢以外，还可以采用其它硬质金属或者通过热处理增加硬度；本发明实例中的尺寸参数只是一个实例，只要其保证同轴的定位关系及定位思想与本发明所叙述一致，均应视为本发明所包括的范围，也就是说，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种地震检波器高同轴度封口装置，包括下模块(I)、上模块(2)、定位轴(3)、转接定位模块(4)，所述上模块(2)在外力作用下能够相对于所述下模块(I)上下运动，所述下模块(I)还包括凹槽，转接定位模块(4)能够定位在所述凹槽中，所述上模块(2)在其下部具有凹槽，并在上模块(2)中心部位有一通孔，所述定位轴(3)穿过所述上模块(2)中心部位的通孔，并延伸到所述上模块的凹槽中，所述下模块(I)、上模块(2)、定位轴(3)、转接定位模块(4)同轴设置。
2.如权利要求1所述的地震检波器高同轴度封口装置，其特征在于，所述检波器包括外壳、上盖和下盖、所述定位轴(3)的下端具有凹槽，用于与所述检波器的上盖配合。
3.如权利要求2所述的地震检波器高同轴度封口装置，其特征在于，所述下模块(I)的凹槽内径与所需封口的地震检波器的外壳外径一致，用于将外壳固定及导向，所述上模块(2)的凹槽内径与所需封口的检波器外壳外径一致,在根部有一倒角，用于将上述外壳封口，所述定位轴(3)下端的凹槽的内径与地震检波器上盖导向定位端的外径一致，在上盖进行封口时对上盖定位，保证所述上盖与外壳同轴。
4.如权利要求3所述的地震检波器高同轴度封口装置，其特征在于，所述转接定位模块⑷由上段(9)，中段(8)，下段(6)和过渡段(7)组成，所述下段(6)的外径和地震检波器的外壳外径一致，所述过渡段(7)的外径大于地震检波器的外壳外径，所述中段⑶的外径与地震检波器的外壳内径一致，所述上段(9)的高度H满足以下尺寸条件:
(1-J) < H < (1-K) 其中:1为所述外壳(10)的内部定位高度，J为所述检波器的下盖的上端面与外壳的主体部分(1a)的下端面的距离，K为所述检波器下盖的中端面与所述外壳的主体部分(1a)的下端面的距离； 所述转接定位模块上段具有一凹槽，该凹槽的内径与所述检波器下盖的上端的外径一致，用于在所述下盖与外壳封口时对所述下盖进行定位，保证下盖与外壳同轴。
5.一种采用上述权利要求中任意一项所述的地震检波器高同轴度封口装置对地震检波器进行封口的方法，包括以下步骤: 步骤一:进行下盖封口，首先将所述转接定位模块(4)的下段(6)放入所述下模块(I)的凹槽中，然后将所述检波器的外壳(10) —端套在转接定位模块(4)的中段(8)，将所述检波器下盖放在所述外壳的另一端，将所述下盖的上端(c)套入所述转接定位模块(4)上段的凹槽内，从而保证了下盖和外壳同轴； 施加外力来压迫所述上模块(2)，当所述外壳(10)的封口部分(1b)接触所述上模块(2)凹槽的倒角时，在外力的作用下使得所述下盖完成封口 ； 下盖封口后，将所述转接定位模块(4)从所述下模块(I)拿出； 步骤二:装配所述地震检波器，将所述检波器的磁系统和弹簧-质量系统安装到所述外壳内，其中所述磁系统这样进行定位:将所述检波器的下磁靴(17)下端的凹槽配合安装到所述下盖的上端(c)，将磁钢(15)安装到所述下磁靴(17)上端的凹槽中，然后将检波器的上磁靴(16)通过其下端的凹槽安装到所述磁钢(15)上； 步骤三:进行上盖封口:首先，将步骤二完成后的半成品检波器的外壳(10)的下端放入所述下模块(I)的凹槽内对其进行定位；然后，将所述检波器上盖的导向定位端(a)设置到所述定位轴(3)下端的凹槽处，使所述上盖和外壳同轴；接着，沿所述定位轴(3)纵向施加一外力使得所述上盖的下端(b)与所述上磁靴(16)上表面的圆柱孔紧密配合接触，使其在封口时不产生运动，从而保证所述上盖与检波器外壳(10)、上下磁靴(16，17)、所述下盖同轴；最后，施加外力来压迫所述上模块(2)，当所述外壳(10)的封口部分(1b)接触所述上模块(2)凹槽的倒角时，在外力的作用下使得所述上盖完成封口。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于:所述地震波检波器的弹簧-质量系统包括套设在所述上下磁靴(16，17)外周的带绕组的线圈架(28)，上弹簧片(18)和下弹簧片(21)的外环分别通过上卡箍(19)和下卡箍(20)固定在所述线圈架(28)的上表面和下表面，将所述带有绕组的 线圈架(28)悬挂在所述检波器外壳的空腔的中。
【文档编号】G01V1/18GK104035129SQ201410260714
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】张撼鹏, 张华伟, 冯磊 申请人:北京华航无线电测量研究所