专利名称：悬浮式涡流地震检波器的制作方法
技术领域：
本发明是一种适于陆上地震勘探使用的地震检波器。
地震检波器是一种感测振动的装置，是在一个刚性固定的支架结构中悬挂一个惯性振动系统组成的。常规的产品有磁电式地震检波器，如
图1所示，它的惯性振动系统是由一对圆盘形弹簧(14、16)和悬挂在其间的一组线圈(9)构成。使线圈置于磁埸中间，当地震发生时，地震波传入地壳，反射来的波到达地震检波器后，检波器外壳(6)和与其刚性连接的磁系统随着地表面的振动而振动，这时，线圈与磁铁(或外壳)发生了相对运动。于是在线圈中就产生交变感应电势，根据检波器输出的电信号便可对地质情况进行特性分析。
由于地震检波器主要是用来感测纵向运动的，对水平方向运动的响应，即所谓横向效应，就必须设法消除或尽量减小，而常规检波器横向效应比较大。这种检波器对弹簧材料的要求比较高，制造弹簧的工艺复杂且不易控制，兼之由于惯性振动系统中弹簧的刚度是不易调节的，质量也是确定的，因而整个系统的固有频率就不易调节。另外，常规的磁电式地震检波器线圈相对磁钢处于运动状态中，一般是用弹性滑环(19)接触来实现电信号的输出，这对于微弱电信号来说不是一种十分可靠的办法。当多个检波器连接在一起使用时，检波器相互之间也容易产生电干扰。
日本OYO公司曾推出一种涡流地震检波器，其结构如图2所示，主要是在线圈(9)和磁铁(7)之间增设一个金属导电材料制成的涡流套筒(8)，使线圈相对于外壳固定不动，所以可以用焊接的办法来连接电信号输出线，从而提高了电路连通的可靠性，减小了检波器相互间的电干扰。但由于该产品内部的振动系统是由机械弹簧(14、16)和质量(涡流套筒)所构成，材料及加工工艺要求高，横向效应大以及振动系统固有频率无法调节的缺点依然存在。
本发明的目的在于根据现有的地震检波器产品中尚存在的不足之处，提供一种改进了内部弹性器件的新型地震检波器，用以提高检波器的性能和地震勘探的效果。
本发明的技术解决方案如下所述由三块沿纵向排列的永久磁铁组成惯性振动系统，其中将主磁铁悬浮设置于上下二磁铁的中间，使主磁铁两端面的极性分别与上下二磁铁内侧端面的极性相同，于是上下二磁铁和主磁铁之间的斥力构成了一对磁弹簧。当检波器受到外来地震波的作用时，作为振动系统惯性质量的主磁铁便沿涡流套筒作上下振动。由于主磁铁产生了磁埸以及主磁铁和涡流套筒之间的相对运动就会在涡流套筒中感应出交变的电动势来，该感应电动势在金属套筒中形成闭合的交变“涡电流”，便会产生交变的“涡流磁埸”。交变的涡流磁埸作用到它周围的线圈上，又会在线圈中感应出电动势。
可以看出，在该装置中涡流磁埸的幅度是主磁铁和涡流套筒之间相对运动速度的函数，线圈中的感应电动势又是涡流磁埸对线圈变化速度的函数，这中间发生了“两级效应”，由此得出结论在固定的检波器线圈中所产生出来的电信号正比于外壳运动的加速度。
图3为本发明的结构剖视图。
参照图3，悬浮式涡流地震检波器自里及表依次由同轴设置的惯性振动系统、用金属导电材料制成的涡流套筒(8)、缠绕在涡流套筒(8)上的一对反向串联的线圈(9)以及外壳(6)等组成，在检波器的上部和下部分别设有上下调节套筒(2、12)，最上端设有端盖(1)，在端盖(1)上设有印刷线路和引出线孔。上下二磁铁(4、10)通过上下磁盒(3、11)分别与上下调节套筒(2、12)螺纹连接，使两端受斥力作用的主磁铁(7)悬浮在中央。涡流套筒(8)与主磁铁(7)为精密滑动配合，用以减小检波器的横向效应。
与已有技术相比较，本发明具有如下特点在本发明中的弹性器件是磁弹簧，磁弹簧的刚度便于调节，因此系统的固有频率就容易调节，这样可以保证一批检波器固有频率的一致性。磁弹簧比机械弹簧加工容易，不疲劳、寿命长、成本也低。
本发明的输出特性在固有频率之上是按外界激励频率的平方递增的，其高频灵敏度随着激励频率的增高而增高。高频灵敏度的增加有助于弥补高频信号通过地面传播时急剧地衰减，从而提高了地震勘探的分辨率。
悬浮式涡流地震检波器中的涡流套筒固定不动，并与惯性质量(主磁铁)有精密的配合，因而极大地减小了横向效应。此外，惯性质量的阻尼完全由涡电流来提供，阻尼不受外界负载的影响，无论检波器如何连接在检波器串上，阻尼始终保持不变。
文中附图所引的各标号表示1、端盖;2、上调节套筒;3、上磁盒;4、上磁铁;5、引线环;6、外壳;7、主磁铁;8、涡流套筒;9、线圈系统;10、下磁铁;11、下磁盒;12、下调节套筒;13、上接触片;14、上弹簧片;15、下接触片;16、下弹簧片;17、上磁轭;18、下磁轭;19、滑环;20、防松螺帽;21、底盖。
权利要求
1.一种适于陆上地震勘探使用的地震检波器，自里及表依次由同轴设置的惯性振动系统、用金属导电材料制成的涡流套筒(8)、缠绕在涡流套筒(8)上的一对反向串联的线圈(9)以及外壳(6)等组成，检波器的上部和下部分别设有上下调节套筒(2、12)，最上端设有端盖(1)，其特征在于所述的惯性振动系统由三块沿纵向排列的永久磁铁(4、7、10)构成，其中上下二磁铁(4、10)通过上下磁盒(3、11)分别与上下调节套筒(2、12)螺纹连接，主磁铁(7)悬浮设置于上下二磁铁的中间，它的两端面的极性分别与上下二磁铁的内内侧端面的极性相同。
2.如权利要求1所述的地震检波器，其特征在于主磁铁(7)与涡流套筒(8)为精密滑动配合。
全文摘要
本发明是一种适于陆上地震勘探使用的地震检波器，其内部的惯性振动系统由三块沿纵向排列的永久磁铁构成，其中作为惯性质量的主磁铁悬浮设置于上下二磁铁中间并且彼此间同极性相对配置，三者间的作用力构成了一对磁弹簧。在惯性振动系统外设有涡流套筒，涡流套筒外缠绕有一对线圈。
文档编号G01V1/18GK1031135SQ8710542
公开日1989年2月15日 申请日期1987年8月3日 优先权日1987年8月3日
发明者刘兆琦 申请人:西安石油学院