[发明专利]伸缩套管式的全向切变波振动器

说明书

本发明一般涉及地震切变波源，并更具体地而不是局限地涉及一种通过伸缩套管而把切变波的能量耦合到土壤介质内的全向切变波振动器。

先有技术有若干种不同型式的切变波振动器，它们各以不同的结构方式把切变波能量耦合到土壤介质内。为了与土壤保持可靠啮合，先有技术设备早已使用各种演变中的基板和楔子或叶片结构。人们知道还有一种使用杯状振动器结构把能量耦合到软土壤区域内的振动器，例如美国第3，365，019号专利，其名称为《用于沼泽地和海底的地震振动器》。

早期的土壤耦合机构一直都是与各种切变波振动器或众所周知的压缩波振动器相联系的，而且申请人尚未听说先有技术探讨过全向连续耦合切变波（例如椭圆偏振切变波）。申请人获悉一种新近开发的能够在任何方向上产生切变波，并同时产生压缩波的冲击振源，伸这主要地只不过是一种可旋转的定向振源。还有一种最新设备，它是一种具有可实现有选择地产生SH或SV切变波的可旋转基板的切变波振动器。

本发明是一种为在土壤表面或其近处产生椭圆偏振地震切变波在支撑车、船（即卡车、海洋船艇或类似工具）上的支架上装载的切变波振动器。该切变波是由装载在一个可伸缩的支架上、并具有用以把振动能量耦合到土壤表层中的振动器设备所产生的。该振动器设备可经各种控制以按任何选定的方位不仅产生椭圆和圆偏振切变波，而且也产生平面偏振地震切变波。

因此本发明的一个目的是要提供一种可在松软土壤表层区中产生椭圆偏振地震切变波的设备。

本发明的有一个目的也是要提供一种能够同时用椭圆偏振切变波信号有效地产生压缩波信号的地震能量振动器。

本发明还有一个目的是要提供一种可在土壤介质中更有效地诱发出切变波能量的振动器，因为它只需较小的压紧力却可维持等效的能量耦合能力。

本发明更进一步的一个目的是要提供一种可在任何不同类型的土壤表面层沼泽地带或水域中产生振动能量的设备。

本发明的最后一个目的是要提供一种可在支撑车船上载运并易于对地震能量输出的频率、偏振性和持续时间进行控制的更多功能的地震切变波源。

本发明的其它目的和优点将在结合说明本发明的附图时从下面的详细描述中了解到。

图1是本发明安装在支撑车辆上的振动器的侧视图;

图2是本发明的全向振动器的侧视图，其中一些部分已被切去;

图3是垂直剖面图。图中，部分以是图2的3-3线剖开的剖面示出的;

图4是从图2的4-4线看的俯视图;

图5是水平剖面图;其中，部分以沿图2的5-5线剖开的剖视图示出;

图6是一个如图5所示液压操作机构的水平剖面图;

图7是说明本发明中所用控制电路的方框图;

图8是另一种方式的耦合头的垂直剖面图;

图9是还有另外一种方式的耦合头的垂直剖面图，其些部分以局部剖面示出;

图10是一种两个操作机构的地震源的俯视图，图中选择某些部件以剖面示出;

图11是以剖面示出的如图10所示的一个操作机构的侧视图;

图12是另一种结构的振动器和支架顶部左视图;

图13是图12的一个角端弹性体支撑装置的剖面图;以及

图14是示出弹性体支撑装置的图12的顶部反应体角端的俯视图。

图1以理想化方式描述了全向振动器10可被装在一辆适用的运载汽车12（也就是像从Crane    Carrier公司购得的那样一类的专用机车）上的情景。最好是把振动器10装在汽车12的中心位置上以便使它在施加压紧力的过程中能更好地进行重力控制。因此，当位于中央的振动器通过伸缩套管16的垂直运动而耦合到土壤时，振动器10基本上是支撑在一个双纵向框架14上的。

伸缩套管16是可伸长以迫使通常为圆锥形耦接头18向下穿过地表层而与地面下的土壤介质发生能量耦合关系的。支架包括由左、右纵向支撑管24联接的左、右圆导筒20、22。左、右座板26被联接到左、右导杆28和30上，该左、右导杆均可上下移动，以使振动器反应体32连同插入在那里的套管头18移近地面，而延伸进入稳固的土壤耦接状态。

图2、3和4十分详细地说明底座和支架的结构。例如，双纵向车架14包括相对两侧的、以焊连方式支撑前、后横向套管构件38和40的框架构件34、36。于是前面的圆形导筒20L和20R就被通过焊接而固定到横向管38的两对面上，而后面的圆形导筒22L和22R就被固定在后横向管40的两对面上。