三维地震测波器制造技术

一种沿正交轴探测瞬变地震信号的地震测波器组件。地震测波器组件包含安装在一个外壳内，而且彼此靠得很紧密的数个地震测波器；导体电缆通过在外壳上装有完全防水的密封与地震测波器相互连接。在电缆进入外壳的进口处，导体电缆的外表面套有一个锥形套管，通过一个锁紧螺母使一套筒将套管与电缆压紧。在外壳顶上装有气泡水准计；外壳底部装着连接销钉，使外壳固定在地面上。工作人员调整每根销钉的深度，以保持外壳水平。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术介绍一种用于探测地球内瞬变的地震信号的地震计，特别是介绍一种用以探测在陆地上或浅水地带中这种信号的正交分量的传感器。地震探测包含利用人为地引入地表下面的反射传音脉冲以进行地表下层的测量。实施这样的测量，需在地球表面确定的范围内安置一排地震探测用电缆，将一连串地震测波器与位于中心的记录站相互连接。传统的方法是每一个地震测波器具有一个单一的感觉装置，定向垂直于地表面，以便探测由下向上传播的音波。像这样，仅能记录地震信号的一个分量，例如垂直分量。但是，地球物理学家对地震信号的水平分量却非常关注。因此常采用三个地震测波器，以探测地震信号的水平及垂直分量，各地震测波器安置在平面上，且使它们的灵敏度轴线相互垂直。这样的布置可使三个传感器探测两个水平分量及垂直分量。通过综合计算可以测定地表下层的传播特性。原有的三维(3-D)地震测波器，采用三个单独的地震测波器，安置在同一平面上，并使它们的灵敏度轴线相互垂直，奥约公司(Oyo Corporation)的SC-3D型及马克公司(Mark)的L-400型具有圆形外壳。三个探测器设置于同一平面上，彼此距离相等。LRS(原“利顿”资源系统公司)为西阿特拉斯国际公司的一个部门，他们采用一种矩形的外壳，沿外壳的纵向轴线安装三个探测器。这些3-D地震测波器与单个的地震测波器相比既大又重。因为每套装置体积较大，所用的电缆必须尽可能缩短，以使野外工作人员便于携带至现场表面。设置相同数量的3-D地震测波器，比设置相同数量的单一地震测波器要耗用较大的人力。一个长时间未解决的问题是需要一种较轻又紧凑的3-D地震测波器，并能实现相当于单个地震测波器所能达到的地表下层探测规模。在一般情况下，当地震测波器暴露在浅水地带时，易被淹没，上面所提及的那些地震测波器也会遭遇这些问题，特别是电缆进入外壳的进口处更易进水。又一长时间未解决的问题是需要一种结实的测波器外壳，经得起长时期在野外使用，同时又能完全不漏水。根据上面所述现有的缺点。本专利技术的目的是提供一种减小外形尺寸的3-D地震测波器，以便于搬运。这样就有可能使每一单位长度的电缆能满足较多的地震测波器的需要，本专利技术的另一目的是当地震测波器暴露在浅水地带时，该测波器能够防水。改进后的3-D地震测波器具有紧凑的外壳，在壳的外部装有气泡水准计，有助于外壳保持与重力垂直线的定向关系。三个探测器装在壳中，至少有一个探测器是设置在另一个探测器上，以减少壳的外形尺寸。对外壳内的每个探测器在定向时均保持各探测器的灵敏度轴线相互垂直。各地震测波器与远距离的记录装置，以电缆相连接，电缆通过通孔穿进外壳，然后用压缩密封套及锁紧螺母予以密封。在地震测波器底部最少有一个销钉，但最好有三个销钉插入地面，并在地面与探测器外壳之间，提供一种改进的连接方法。参阅以下有关本专利技术的详细叙述及附图，可对本专利技术获得较深入的了解。其中附图说明图1为地震测量的一般说明图;图2a为本专利技术经过精心设计并用于图1所示地震测量的地震测波器的立体外形图;图2b-2c为图2a所示的地震测波器的正视剖视图;图3a及3b为图2a-2c中所示的电缆密封装置的放大说明图。本专利技术是一种比原有地震测波器重量轻，体积小的用以检测地震信号的3-D地震测波器。在图中可以发现相同的数字代号，说明在组装中有相似或相同零件。图1是一般性的介绍地震测量。在地球表面10上可在经过选择的地表下层的上部地面上分布许多暴露在大气中的地震测波器12。可能有一个地震源14位于或靠近所选定的区域表面的另一点上。假设大量的地震源14基本上是集中在同一点上，以便作为一个地震源来考虑。这种方法技术上是常用的。这些震源的实例包括机械震动器、爆炸物或勘探钻孔的声源。如共鸣器或气枪。地震源14的作用传给地球内部一个地震信号16，信号16以球面扩展波阵面朝下传播，射到各地表下层18并按不同地层的传音阻抗反射到地球表面。反射的地震信号20，回到地球表面10后，由一些地震测波器12探测，转换为电或光信号通过连接电缆26输入中央记录装置23，该装置储存有关数据供下一步处理。图2a为本专利技术精心设计的用于图1所示地震测波的地震测波器之一的放大立体图。这类地震测波器12包括一普通的矩形外壳22，最好由聚碳酸酯注射模铸或其他成熟的结构技术制成。可用数只连接销钉24，将地震测波器12的底部与地面连接，这方面的技术是普遍熟悉的。一根或数根导体电缆26，可从探测器12侧面伸出，把封闭着的传感器与远距离记录装置相连接。图2b-2c为图2a所示地震测波器的不同方向的剖视图。外壳22包含一个较低的箱体28，箱体一端配有盖30，与箱体接触处装有橡胶密封垫圈32，盖30放在箱体上部唇状边缘34上，当螺丝36紧固后，盖30与箱体紧密接触，并压紧密封圈32，形成严密的水封。箱体底部设有若干螺帽及带螺纹的支柱38，与上述的销钉24连接。销钉及各种可能连接的方式在工业上已众所周知，此处不再讨论。箱体内部可包含一个室，然而本专利技术的最佳实施方案选定为两个室40及42，由内壁44将它们彼此隔开，此壁基本上延伸至两室的顶部。室40及42在箱体内并不处于中心位置，室40一般为圆柱形，其纵向轴处于垂直方向。室42似半圆柱的凹洼形或似半圆柱槽形，其纵向轴定于水平位置，每个室40或42的尺寸基本上可与下面即将叙述的传感器的外形尺寸相同，并有足够的空间供电气连接需要。传感器46装在室40内，使其灵敏度轴线与地震信号相垂直而与室的轴线相平行。在室42内可以配置第二个传感器48，使其灵敏度轴线也与室的轴线平行，同时，在水平传感器48的上面并由柔软的零件52分开，设有一第三个传感器50，它的灵敏度轴线与其他两个传感器46及48的轴线分别为相互成水平及垂直，在传感器48及50之间的柔软零件52可制成马鞍形，它可使传感器48稳固的装在室42内，同样也支承第三个传感器50。鞍形支架52最好选用弹性的材料如氯丁橡胶。当盖30紧固在箱体28时，鞍形支架可以承受传感器从上面施加的压力。技术熟练的人早已了解用于地震测波器的这类传感器，因此，此处不再提供详细的论述。但是通常传感器(也有个别人统称为地震测波器)包含一个以两条弹簧悬挂在磁场中的线圈。技术熟练的人都懂得这种线圈对于任何给定的转动距离，在任何特定的自然频率下，其最大倾斜角能够预测。一种典型的14赫垂直传感器在停止运转前，在正常情况下可以倾斜55°，一种10赫传感器在不能工作前则可以倾斜约35°，因此，传感器在停止运转前，它的自然频率越低，倾斜角度越尖锐。由于不同的矢量恢复重力，水平传感器与垂直传感器比较，前者的运转倾斜角比后者严格。水平传感器的装配过程与垂直传感器十分相似。但是，在水平传感器的结构上，底部弹簧应倒置以支承线圈组件，并以众所周知的护圈使其就位。在这类结构中，垂直传感器现在变成了水平传感器。与垂直传感器所不同的是它的顶部弹簧及底部弹簧正好相反。传感器的自然共振频率仍相同。实际上对弹簧是没有恢复力的要求。只要传感器仍保持在或接近水平面上则传感器仍将令人满意地发挥作用，其电气性能仍不变。现返回参阅附图，放在传感器46上面的是使传感器在室内保持适当位置的保护定位片54，印刷电路(PC)板58连接在定位片54的顶上并用垫片56将其隔离，保护定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以沿正交轴探测瞬变信号的仪器（１２），其中含有：（ａ）外壳（２８，３０）；（ｂ）许多在上述外壳内正交设置的传感器（４６，４８，５０），至少有一个传感器（５０）是设置在另外的一个传感器（４８）上，两者之间以柔软零件（５２）隔离；（ｃ）传导件（２６）伸入外壳，使各传感器与远距离记录装置（２３）相互连接；（ｄ）手段（９２）实际上使传导件与外壳密封；（ｅ）手段（１０８）装在密封装置中，用以把导线固定在仪器中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆O米尼尔，
申请(专利权)人：输入输出公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]