[实用新型]偏心式面波勘探激振器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于工程地质勘察的偏心式面波勘探激振器。

背景技术

面波勘探是近十几年发展起来的一种新的地质勘察技术，面波勘探设备主要有两部分组成，即振源和多道接收仪器。目前使用的振源设备主要有两种，一种是电磁激振器，用于稳态面波勘探。用于稳态面波勘探中，使用的振源设备是电磁激振器。电磁激振器是在永久磁场中的线圈通以交流电流改变电流大小和频率，把电磁能量转换成机械振动。这种激振器频率高，激振力小。另一种是锤击振源设备，用于瞬态面波勘探。其存在着如下两方面的缺点：

1.勘探深度偏小：该设备的勘探深度H=12VR/f,]]>H：勘探深度(m)；V_R：面波传播速度(m/s)；f：频率。常用的电磁激振器，最低频率一般为10Hz，当V_R＝200m/s时(一般浅层第四纪地层)，H=12×200/10=10m;]]>而瞬态法中的锤击振源最低频率约为5Hz，深度也就是20m左右。而在工程地质勘察中，大型建筑物要求勘察深度会大于50m，甚至要求达100m。因此面波勘探技术应提高勘探深度，才能发挥方法技术的优势。

2.锤击振源设备勘探精度较低：面波勘探中，需要测定面波的振动频率f_i和传播速度在瞬态法中，锤击振源产生的是一个瞬间冲击力，产生的也是多种频率的信号迭加面波振动信号，因此只能利用频谱分析的计算方法得到一组f_i和频率间隔Δf无法人为控制，也就是勘探深度分辨率ΔH不能任意控制，使得精度较低。

发明内容

本实用新型克服现有技术中的缺点，提供了一种勘探深度大和瞬态法勘探精度高的偏心式面波勘探激振器。

为了解决上述技术的问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：偏心式面波勘探激振器是在底座上装有电机和变速箱，电机通过传送带与变速箱输入轴连接，带变速手柄的变速箱两侧通过输出轴分别对称装有转动大轮和转动小轮，转动大轮上装有偏心块，转动小轮上装有偏心块。

本实用新型还可以通过以下技术方案实现：以上所述的转动大轮通过调节杆装有偏心块。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：可产生2-50Hz的正弦波激振，激振力可达30kN，勘探深度可达100m。当激振器总重量大于激振力F时，激振器对地面的作用力是简谐作用，面波的振动信号为正弦波，实现稳态法面波勘探提高了勘探精度。

附图说明

附图是本实用新型的立体结构示意图。

图中：1-底座、2-转动大轮、3-偏心块、4-调节杆、5-电机、6-变速箱、7-变速手柄、8-转动小轮、9-偏心块、10-传送带。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：铸铁铸造底座1，重量约2.5-3吨，平面尺寸以上安装上面设备为宜，安装带变速手柄7的1-5倍变速的变速箱6，通过变速箱6对称安装两个转动大轮2和两个转动小轮8，在转动大轮2上安装偏心块3，偏心块3转动半径可通过调节杆4进行调节。在转动小轮8上安装偏心块9，选择变速电动机5，通过传送带10可带动转动大轮2或转动小轮8转动。

偏心式激振器的激振力由下式计算，F＝Mr(2πf)²，式中F：激振力(N)；M：偏心块质量(kg)；f：偏心块转动频率(Hz)；r：偏心块转动半径(m)。设计偏心式激振器，如M＝40kg，r＝0.3m，当f＝2Hz和10Hz时，激振力分别为1893N和47.3kN，勘探深度可达50m。

当激振器总重量大于激振力F时，激振器对地面的作用力是简谐作用，面波的振动信号为正弦波，实现稳态法面波勘探提高了勘探精度。

将本实用新型放置在地面上，用三相市电或三相发电机给电动机提供电源，通过变速电动机的控制开关就可使激振器工作。当用电机5带动转动大轮2和转动小轮8转动时，由于转动大轮2上偏心块3和转动小轮8上偏心块9的转动，对地面就有一简谐作用力，作用力使地面产生应变，就会产生沿地面传播的面波，通过测量面波的传播速度和振动频率，实现对地下地质情况的勘察。