[实用新型]悬浮式涡流地震检波器

说明书

本实用新型涉及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（15、18）和悬挂在其间的一对线圈（7）构成。使线圈置于磁场中间，当地层产生振动时，地震波到达检波器后，检波器外壳（8）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了交变感应电势，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，而常规的磁电式检波器的横向效应比较大。这类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。另外常规磁电式检波器的线圈相对外壳处于运动状态中，一般是用弹性滑环（20）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。所有这些都影响了地震勘探的分辩率和可靠性。

本实用新型的目的在于根据现有技术尚存在的不足之处，提供一种改进了其内部结构的地震检波器，用以提高检波器的各项性能和地震勘探的效果。

本实用新型的技术解决方案如下所述：由两块沿纵向排列的永久磁铁组成惯性振动系统，其中将带有绝缘套的主磁铁悬浮设置于下磁铁之上，使主磁铁与下磁铁相对端面的极性相同，于是主磁铁和下磁铁之间的斥力构成了一副磁弹簧，这种磁弹簧构成的振动系统具有自动调节弹簧刚度不变的特性，以保证一批检波器固有频率的一致性。主磁铁悬浮的位置可以通过下磁铁外面的磁盒在带有螺纹的调节套中上下移动来调节。整个惯性振动系统被放置于一个用金属材料制成的并相对于外壳固定不动的涡流套筒内，在涡流套筒外有一副与其刚性连接在一起的线圈架以及缠绕在线圈架上的线圈。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。由于主磁铁对线圈的相对运动，就会在线圈中感应出电动势，而主磁铁和涡流套筒之间的相对运动亦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“涡流磁场”交变的涡流磁场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，在该装置中涡流磁场的强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场对线圈变化速度的函数，在此之间发生了“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2为本实用新型的结构剖视图。

参照图2，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、涡流流筒（5）、线圈架（9）、缠绕在线圈架上的一对线圈（7）、外壳（8）以及底座（2）、引线环（13）和上盖（10）等组成。涡流套筒是由金属导电材料制成的，线圈架和涡流套筒刚性连接在一起，相对于外壳固定不动。在检波器的下部设有调节套（4），调节套（4）通过磁盒（1）与下磁铁（3）螺纹连接。主磁铁（6）与下磁铁（3）之间的斥力使主磁铁悬浮在涡流套筒的中央。在检波器的端盖上设有印刷线路和引线环（13）。安装在绝缘套（12）内的主磁铁（6）与涡流套筒（5）为精密滑动配合，以保证振动系统的惯性质量（主磁铁与配重块）在涡流套筒中能灵活地上下运动，并防止检波器对水平方向振动的响应。

与已有技术相比，本实用新型具有如下特点：

在该地震检波器中的弹性器件是磁弹簧，其刚度是可以自动调节的，因此，就易于保证检波器的固有频率恒定不变，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。

本实用新型的输出特性在固有频率之上是随着激励频率的增高而增高的。这就是该检波器具有高频灵敏度高、高频响应好的特点。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辩率。

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（主磁铁与配重块）是精密滑动配合，可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。

振动系统中的主磁铁是装在由绝缘材料制成的套筒内的，这种结构起到了主磁铁和涡流套筒之间的电绝缘，同时绝缘层也减小了主磁铁和涡流套筒之间的摩擦。

文中附图所引的各标号表示：1.磁盒；2.底座；3.下磁铁；4.调节套；5.涡流套筒；6.主磁铁；7.线圈；8.外壳；9.线圈架；10.上盖；11.配重块；12.绝缘套；13.引线环；14.下接触片；15.下弹簧片；16.下磁轭；17.上磁轭；18.上弹簧片；19.上接触片；20.滑环。