一种可变震源发生器的制作方法

1.本实用新型涉及地震勘探设备技术领域，具体涉及一种可变震源发生器。


背景技术：

2.地震勘探一直以来都是城市建设、地灾、工程、环境、资源等浅层地质勘查极为重要的地球物理方法。所谓“地震勘探”，即通过人工地震对地面施加冲击力，地面受到冲击后产生地震波，再通过检波器接收地下传播回来的反射波，分析反射波信息，以查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。人工震源是指地震勘探中用来激发地震波的设备，是产生地震信号的源头，震源对地层的冲击力的大小决定了地震波的强弱，震源激发的信号质量直接影响地震勘查效果。
3.目前，采用较多的人工震源发生设备是落锤式震源车，其通过重锤自由落体撞击地面形成地震波。然而，现有的落锤式震源车存在以下缺陷：(1)重锤撞击地面后容易出现回弹现象，而回弹产生的撞击会对地震波信号的分析过程造成严重干扰；(2)可控性和可变性较差；(3)操作不方便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种可变震源发生器，其解决了现有震源发生器存在的撞击易回弹、可控性和可变性较差、操作不方便的缺陷。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种可变震源发生器，所述发生器包括移动车体，所述移动车体的前端设有承重架，所述承重架与移动车体可转动安装，且移动车体上设有用于调节承重架角度的调节液压缸，所述承重架顶部安装有升降液压缸，所述升降液压缸的输出端朝下且输出端上连接有电磁铁板，所述承重架上还竖向设有滑轨，所述滑轨内活动设有重锤，所述重锤的顶面连接有磁吸板；所述发生器还包括控制器，所述控制器的信号输出端与升降液压缸和电磁铁板的控制端连接，所述承重架用于设置重锤的一侧面设有防护框。
7.进一步改进在于，所述重锤采用空心结构，重锤内部的中心位置形成有主腔体，所述主腔体内注入有配重物质，重锤内部的四周位置形成有若干个副腔体，所述副腔体内横向设有弹性膜，所述弹性膜将副腔体分为上下两个独立的空间，且在上部空间内注入有复压物质，在上部空间的顶部位置设有用于限制气体仅能由外界进入上部空间内的单向阀，而下部空间与外界连通。
8.进一步改进在于，所述单向阀包括壳体、弹簧、阀板和阀柱，所述壳体内部形成有阀腔，壳体上开设有若干个通孔，所述通孔通过阀腔与副腔体上部空间连通，所述阀板设于所有通孔的密封位置并通过弹簧进行底部支撑，所述阀柱连接在阀板顶面且阀柱活动穿过壳体向外伸出。
9.进一步改进在于，所述主腔体的顶部开设有注入口，在所述注入口内设有密封塞。
10.进一步改进在于，所述配重物质为液体或固体，所述复压物质为液体。
11.进一步改进在于，所述升降液压缸有两组，两组升降液压缸均通过安装架与承重架固定连接。
12.本实用新型的有益效果在于：该震源发生器实现了落锤的自动化控制，无需人工手动操作，省时省力，安全性能高，且可有效避免重锤撞击后的回弹现象，从而避免回弹产生的冲击波对岩层情况分析造成干扰；该发生器的重锤内可根据需要填入不同配重物质，实现对不同地质的勘探。
附图说明
13.图1为本实用新型的整体结构示意图；
14.图2为重锤的剖面示意图；
15.图3为单向阀的剖面示意图；
16.图4为本发明使用时波组发育现场实验结果图；
17.图5为本发明使用时现场观测典型原始记录结果图；
18.图中：1、移动车体；2、承重架；3、升降液压缸；4、电磁铁板；5、滑轨；6、重锤；601、主腔体；602、副腔体；603、弹性膜；604、单向阀；6041、壳体；6042、弹簧；6043、阀板；6044、阀柱；6045、阀腔；6046、通孔；605、密封塞；7、磁吸板；8、控制器；9、调节液压缸；10、安装架；11、防护框。
具体实施方式
19.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
20.结合图1至图3所示，一种可变震源发生器，发生器包括移动车体1，移动车体1可以为电动的，也可是燃油车，移动车体1的前端安装有承重架2，承重架2顶部安装有升降液压缸3，升降液压缸3的输出端朝下且输出端上连接有电磁铁板4，承重架2上还竖向设有滑轨5，滑轨5内活动设有重锤6，重锤6的顶面连接有磁吸板7；发生器还包括控制器8，控制器8可以设置在驾驶室，便于统一操控，控制器8的信号输出端与升降液压缸3和电磁铁板4的控制端连接。
21.当需要进行地质勘探时，先将移动车体1开至指定位置，再通过控制器8先控制电磁铁板4通电产生磁力，接着控制升降液压缸3向下移动，吸附住磁吸板7以及重锤6，接着控制升降液压缸3上升至指定高度，例如1.5m处，控制电磁铁板4断电，此时重锤6会自由下落，撞击地面，产生冲击波，通过相应的分析设备，接收地下岩层的反射波，即可实现对岩层情况的勘探。
22.本实用新型中，承重架2与移动车体1可转动安装，且移动车体1上设有用于调节承重架2角度的调节液压缸9。在遇到地面倾斜时，大面积开挖平整不太现实，若承重架2始终保持与移动车体1固定，则承重架2上面的滑轨5也具有一定的倾角，这样不利于重锤6的自由下落。为此，将承重架2与移动车体1可转动安装，并通过调节液压缸9调节承重架2的角度，从而可以始终保证承重架2以及滑轨5处于竖直状态，保证重锤6可以作自由落体运动。
23.本实用新型中，重锤6采用空心结构，重锤6内部的中心位置形成有主腔体601，主
腔体601内注入有配重物质，用于增加重锤6的重量，提高撞击强度，重锤6内部的四周位置形成有若干个副腔体602，副腔体602内横向设有弹性膜603，弹性膜603将副腔体602分为上下两个独立的空间，且在上部空间内注入有复压物质，在上部空间的顶部位置设有用于限制气体仅能由外界进入上部空间内的单向阀604，而下部空间与外界连通。
24.在重锤6撞击地面的瞬间，副腔体602上部腔体内的复压物质会在惯性作用下压迫弹性膜603向下形变，形变过程中复压物质会对重锤6整体施加一个向下的作用力，且该作用力会保持一定时间，该时间虽然较短，但能压迫重锤6，使重锤6在该时间内不会因撞击而反弹，也就不会出现二次或多次撞击现象。并且，复压物质下压时，副腔体602上部空间会由单向阀604补充入空气，保持上部空间的气压恒定，而当弹性膜603达到最大形变量后，开始有反弹趋势时，单向阀604会自动关闭，使得上部空间内的气体无法排出，此时导致弹性膜603基本无法反弹(仅能通过弹性膜603的自身弹性克服空气压强恢复极小的量)，因此，复压物质完成下压作用后，基本不会反弹晃动，从而不会对重锤6产生不必要的振动力，进一步提升了勘探的可靠性。
25.本实用新型中，单向阀604包括壳体6041、弹簧6042、阀板6043和阀柱6044，壳体6041内部形成有阀腔6045，壳体6041上开设有若干个通孔6046，通孔6046通过阀腔6045与副腔体602上部空间连通，阀板6043设于所有通孔6046的密封位置并通过弹簧6042进行底部支撑，阀柱6044连接在阀板6043顶面且阀柱6044活动穿过壳体6041向外伸出。
26.该单向阀604在复压物质下压时，副腔体602上部空间压强变小，在外部大气压作用下，会使阀板6043克服弹簧6042的弹性支撑力(弹簧6042的弹性设置较小)向下移动，从而使通孔6046开放，外部空气进入；当复压物质停止下压时，阀板6043会在弹簧6042的支撑下恢复至初始位置，将所有通孔6046关闭，并且在后续弹性膜603和复压物质具有反弹趋势时，仍然处于关闭状态。另外，该单向阀604还具有一个优点，即可通过阀柱6044手动控制或者电动控制阀板6043打开，使得副腔体602上部空间恢复正常大气压，并使弹性膜603恢复初始状态。
27.本实用新型中，弹性膜603的制备原料可以为弹性橡胶，需保证弹性膜603的弹性较为稳定，可在复压物质下压时，进行稳定的形变过程，而不会瞬间发生较大形变，且最终形变量较大。
28.本实用新型中，主腔体601的顶部开设有注入口，在注入口内设有密封塞605，用于注入或排出配重物质。
29.本实用新型中，配重物质为液体或固体，可根据需要注入不同物质，达到不同的配重效果，优选的，可以采用水、细沙等，其注入和抽出均十分方便。另外，复压物质为液体，例如水，或者具有一定粘性的液体，既保证流动性，又不会出现较大晃动。
30.本实用新型中，升降液压缸3有两组，两组升降液压缸3均通过安装架10与承重架2固定连接，安装架10需要有较好的承重能力，可以采用多个联用，共同支撑升降液压缸3。
31.本实用新型中，承重架2用于设置重锤6的一侧面设有防护框11，防护框11一般采用钢制结构，强度需要有所保证，其设置在重锤6下落的路径外圈位置，用于保证安全性，避免重锤6下落时误伤人员。并且，在发生器不使用时或者需要移动车体1移动时，可以通过在防护框11处插入垫板，将重锤6支撑抬起，这样就无需一直为电磁铁板4通电，节省电能。
32.本发明在进行人工地震勘探工作时，依据地质矿产部《浅层地震勘查技术规范》
dz/t 0170-1997要求进行。需要配合使用的仪器包括地震仪(例如重庆地质仪器厂生产的dzq24-2a高分辨地震仪)、检波器(例如重庆地质仪器厂生产的cdj-z38型检波器)。
33.以2021年5、6月份进行的当涂经济开发区(全域)浅层人工地震勘探为例，对本发明震源发生器进行效果验证：
34.根据《浅层地震勘查技术规范》dz/t 0170-1997要求，进入施工现场后首先作试验工作，包括仪器的一致性试验，检波器自振频率的选择及采样率、记录长度的选择等。
35.采集单元和24道检波器参加了一致性试验，试验条件为：24道检波器，道间距4米，炮点距8米，偏移距16m处用锤击激发，仪器工作参数为样点间隔500ms，样点长度2048。所有24道记录到时差≤1ms(即误差在二个采样点以内)，满足规范要求。
36.如图4所示，为波组发育现场实验结果，由图可见，面波、直达波、初至折射波、反射波均有发育且清晰可辨。如图5所示，为现场观测典型原始记录结果，由图可见，记录效果较好，信号具有较高的信噪比，能清晰的分辨出，面波、直达波、初至折射波、反射波。
37.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。