專利名稱：一種寬頻動圈式地震檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地震勘測領(lǐng)域，涉及地震傳感器，尤其是一種與地震勘探儀器配套使用的寬頻動圈式地震檢波器。
背景技術(shù)：
目前地震勘探中所使用的與本發(fā)明申請類似特性檢波器有:1、渦流傳感器，是利用線圈與磁鋼之間的銅環(huán)，在振動中形成渦流，但輸出靈敏度太低，特別是在80Hz以下接收地震波信號時能力極差。2、常規(guī)的速度傳感器，雖然在固有頻率(IOHz或更高)以上具有較高的靈敏度200 320mV/cm/S，但嚴(yán)重?fù)p失了固有頻率以下的信號；同時，隨著地震頻率信號的增加，大地對地震信號的吸收使得常規(guī)的速度傳感器(靈敏度200 320mV/cm/S)的靈敏度接收信號有困難；而為了獲得高頻段的地震信號，必須使用另一種地震檢波器，由此造成設(shè)備和工時等的巨大浪費。通過了解，涿州昌迪石油儀器生產(chǎn)的⑶-JSII加速度渦流檢波器，雖然具有很好的輸出特性，能夠獲得高頻段的地震信號，但是由于單線圈結(jié)構(gòu)，抗干擾能力極差，所采集的地震信息質(zhì)量，不能滿足高精度地震勘探的需要。目前，世界地震 勘探正向高分辨率發(fā)展，要求檢波器向高精度、寬頻帶方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種寬頻動圈式地震檢波器，該檢波器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，并可有效減小檢波器的失真度，增加抗干擾能力。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種寬頻動圈式地震檢波器，包括外殼、頂蓋、底蓋及磁鋼、上磁靴、下磁靴、線圈、線架、接線柱，在圓柱狀外殼的上、下端分別同軸安裝頂蓋及底蓋，在頂蓋及底蓋之間的外殼內(nèi)定位安裝上、下兩個磁靴，該兩個磁靴為鏡像對稱設(shè)置；在上、下兩個磁靴之間同軸定位安裝磁鋼；在外殼內(nèi)的頂蓋及底蓋外緣部位同軸共同套裝有線架，在線架上繞制有線圈，該線架在頂蓋上引出兩個接線柱，其特征在于:所述磁鋼采用稀土釹鐵硼材料制作，在磁鋼外緣同軸安裝一溫度補償環(huán)，該溫度補償環(huán)采用FeNiMn合金材料制成；所述繞制線圈的線架采用LY12-CZ鋁材料，在線架的上、下兩端各繞一組線圈。而且，在頂蓋與磁鋼、底蓋與磁鋼之間分別安裝一三臂式彈簧片。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:1、本檢波器是一種將大地震動的機械能轉(zhuǎn)換為電能的機電耦合轉(zhuǎn)換裝置，其靈敏度隨著頻率的增加而提高，工作頻帶寬，即:一次地震勘探可獲取很豐富的地震信號，對于不同地質(zhì)需要均可在該資料中提取，不需要更換不同頻率的地震檢波器進(jìn)行重復(fù)勘探，可彌補大地對高頻信號的吸收；增加磁熵參數(shù)控制，減少外界干擾，以最大的逼真度產(chǎn)生與地震波相對應(yīng)的電壓信號，適用于所有地區(qū)的陸地地震勘探。2、本檢波器在結(jié)構(gòu)上采用了雙線槽，使線架的壁增厚、線槽盡量窄，由此線圈架起到了渦流大阻尼的作用，實現(xiàn)隨地震波頻率的增加檢波器的靈敏度也增加，避免了常規(guī)傳感器為了提高靈敏度而犧牲阻尼系數(shù)使得在獲得地震信號時附加不真實的因素的問題。3、本檢波器設(shè)計了兩個繞組在兩個磁場強度相等方向相反磁場中工作，形成差動式架構(gòu)，以便減小檢波器的失真度、增加抗干擾能力，其工作磁間隙最佳S 4_，可減少漏磁有效提聞檢波器的靈敏度。4、本檢波器在低頻部分具有速度型傳感器的優(yōu)勢，同時，隨著頻率的增加具有加速度的特征。使之在有效的地震波范圍內(nèi)真實的拾取地震信號，動態(tài)范圍有了明顯提高，5、本檢波器增設(shè)了溫度補償環(huán)，使該產(chǎn)品的阻尼系數(shù)在任何頻率段3 0.7，解決了高頻檢波器欠阻尼的缺陷，能夠滿足高分辨率勘探的需要。6、本檢波器結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，是⑶-JSII加速度渦流檢波器66%，減輕了野外施工的負(fù)擔(dān)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；圖2是本發(fā)明拾取地震信號的幅頻曲線圖?！?br> 具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。一種寬頻動圈式地震檢波器，包括外殼7、頂蓋3、底蓋11及磁鋼8、磁靴5、線圈6、線架4、接線柱2，在圓柱狀外殼的上、下端分別同軸安裝頂蓋及底蓋，在頂蓋及底蓋之間的外殼內(nèi)定位安裝上、下兩個磁靴，該兩個磁靴為鏡像對稱設(shè)置；在上、下兩個磁靴之間同軸定位安裝磁鋼；在外殼內(nèi)的頂蓋及底蓋外緣部位同軸共同套裝有線架，在線架上繞制有線圈，該線架在頂蓋上引出兩個接線柱，在頂蓋及底蓋上分別安裝有上密封圈I。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于:1、所述磁鋼采用稀土釹鐵硼材料制作，在磁鋼外緣同軸安裝一溫度補償環(huán)9，該溫度補償環(huán)采用FeNiMn合金材料制成，能彌補釹鐵硼磁性材料的低溫特性的不穩(wěn)定。2、在頂蓋與磁鋼、底蓋與磁鋼之間分別安裝一三臂式彈簧片10，該彈簧片的作用是在環(huán)形磁場的空間支撐諧振子，當(dāng)振子處于靜止?fàn)顟B(tài)，由于地震波動使閉合線圈在磁場運動，產(chǎn)生一個電壓信號；彈簧片可有效地限制磁鋼的橫向振動，能滿足縱向運動高保真地拾取地震信號。3、所述繞制線圈的線架采用LY12-CZ鋁材料，以實現(xiàn)在運動中增大阻尼系數(shù)；所述線圈采用上、下間隔的雙線圈結(jié)構(gòu)，即在線架的上、下兩端各繞一組線圈。4、所述檢波器增加磁熵參數(shù)控制，減少外界干擾，以最大的逼真度產(chǎn)生與地震波相對應(yīng)的電壓信號。本發(fā)明的工作原理是:本檢波器是一個由橫向振動干擾有強抑制能力的彈簧片、線圈組成的彈簧——質(zhì)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)置于由永磁體、鐵外殼、頂蓋和底蓋組成磁路的工作氣隙中，當(dāng)?shù)孛嬲駝訒r，固定于地面的加速度檢波器隨之運動，檢波器中的彈簧——質(zhì)量系統(tǒng)在磁場中產(chǎn)生相對運動，在線圈繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，由導(dǎo)電引線簧焊接輸出，同時在線架中感應(yīng)出渦電流，此渦電流產(chǎn)生一個與運動相反的阻尼力，即電磁阻尼，使彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)做標(biāo)準(zhǔn)的阻尼振動。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律，得知:V=NvB δ L0式中:V—線圈(包括阻尼環(huán))垂直切割磁力線的運動速度，它與產(chǎn)生的感生電動勢成正比。B5——檢波器磁路中，鐵芯和永磁體之間工作氣隙中的磁感應(yīng)強度。若氣隙中的磁場為均勻磁場，則Bs為常數(shù)。L0——每匝線的平均長度。N——線圈繞組的總匝數(shù)。

因此，本發(fā)明是一種具有速度型特征的加速度地震檢波器。這種加速度型的檢波器根據(jù)地震波動的狀態(tài)，就可以反映地質(zhì)構(gòu)造的層位狀況。從圖2 中可以看出，在 IOHz 時 142mv/cm/s、20Hz Hz 時 287mv/cm/s、50Hz Hz 時476mv/cm/s>IOOHz 時 550mv/cm/s,200HZ 時 573mv/cm/s、500HZ 時 587476mv/cm/s。
權(quán)利要求
1.一種寬頻動圈式地震檢波器，包括外殼、頂蓋、底蓋及磁鋼、上磁靴、下磁靴、線圈、線架、接線柱，在圓柱狀外殼的上、下端分別同軸安裝頂蓋及底蓋，在頂蓋及底蓋之間的外殼內(nèi)定位安裝上、下兩個磁靴，該兩個磁靴為鏡像對稱設(shè)置；在上、下兩個磁靴之間同軸定位安裝磁鋼；在外殼內(nèi)的頂蓋及底蓋外緣部位同軸共同套裝有線架，在線架上繞制有線圈，該線架在頂蓋上引出兩個接線柱，其特征在于: 所述磁鋼采用稀土釹鐵硼材料制作，在磁鋼外緣同軸安裝一溫度補償環(huán)，該溫度補償環(huán)采用FeNiMn合金材料制成； 所述繞制線圈的線架采用LY12-CZ鋁材料，在線架的上、下兩端各繞一組線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻動圈式地震檢波器，其特征在于:在頂蓋與磁鋼、底蓋與磁鋼之間分別安裝一三臂式彈簧片`。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寬頻動圈式地震檢波器，包括外殼、頂蓋、底蓋及磁鋼、上磁靴、下磁靴、線圈、線架、接線柱，所述磁鋼采用稀土釹鐵硼材料制作，在磁鋼外緣同軸安裝一溫度補償環(huán)，該溫度補償環(huán)采用FeNiMn合金材料制成；所述繞制線圈的線架采用LY12-CZ鋁材料，在線架的上、下兩端各繞一組線圈。本檢波器是一種將大地震動的機械能轉(zhuǎn)換為電能的機電耦合轉(zhuǎn)換裝置，其靈敏度隨著頻率的增加而提高，工作頻帶寬，即一次地震勘探可獲取很豐富的地震信號，對于不同地質(zhì)需要均可在該資料中提取，不需要更換不同頻率的地震檢波器進(jìn)行重復(fù)勘探，可彌補大地對高頻信號的吸收，增加磁熵參數(shù)控制，減少外界干擾，以最大的逼真度產(chǎn)生與地震波相對應(yīng)的電壓信號，適用于所有地區(qū)的陸地地震勘探。
文檔編號G01V1/18GK103235336SQ20131014374
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者張中華, 荊蘭峰, 李浩淼, 薛繼濤 申請人:涿州昌迪石油儀器有限公司