专利名称：一种涡流式加速度检波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地震检波器，尤其是涉及一种涡流式加速度检波器，用于与地震波检测与大地堪探仪器配套。
背景技术：
目前，世界地震勘探正向高分辨率、向高精度、宽频带方向发展而当前地震勘探中使用的加速度涡流传感器，是利用线圈与磁钢之间的铜环，在振动中形成涡流，但输出灵敏度低，特别是接收80Hz以下的地震波信号能力极差，例如中国石油物探局仪器厂90年代初生产的WY-JF-4400涡流地震检波器；常规的速度传感器虽然对固有频率(10Hz或更高)以上的地震波有较高的灵敏度200～320mv/cm/s，但严重损失了固有频率以下的地震波信号，例如美国Mark公司的UM-2超级地震检波器(U.S.Patent NOV.21，1995 Sheet 3 of 65,469,408《HIGH RESOLUTION GEOPHONE》)、中国专利号ZL00236410、7和ZL97125727、2。同时，随着地震波频率信号的增加，大地吸收地震波信号，使常规的速度传感器(灵敏度200～320mv/cm/s)难以接收信号。若要获得高频段的地震波信号，必须使用另一种地震检波器，需投入较大量的人力与物力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题提供一种适用于与地震堪探配套的涡流式加速度检波器。
本发明的技术方案是在弹簧-质量系统中设置一只涡流环，涡流环随振子一同运动，使涡流环中的涡流阻尼形成二次放大；随地震波频率的增加而提高检波器的灵敏度；利用工作线圈磁场强度与涡流环动态磁埸强度相等，方向相反来减小检波器的失真度；使下磁靴大于上磁靴来增加涡流阻尼效应；设定工磁间隙最佳≤4mm来减少漏磁、有效提高检波灵敏度；采用单线圈结构线圈来减小检波器电阻、降低输入阻抗、适应与仪器匹配。
本发明是一种将大地震动的机械能转换为电能的机电耦合转换装置，包括一个由弹簧片、线圈组成的弹簧-质量系统和一个装置该系统的由永磁体磁钢、上、下磁靴、铁外壳、顶盖和底盖组成的磁路工作气隙，其特征在于其线圈下配有涡流环，使阻尼系数在任何频率段上≥0.7，以解决高频检波器欠阻尼的缺陷；其上、下磁靴是下磁靴比上磁靴大；谐振子是线圈和涡流环连接组成；其系统中的弹簧片为两只对横向振动干扰有强抑制能力的弹簧片，用它来支撑环形磁场空间的谐振子，在振子处于静止状态时，地震波使闭合线圈在磁场中运动，产生一个电压信号；其磁路工作气隙中的磁系由磁钢和上下磁靴组成；谐振子是线圈和涡流环相连接构成。
根据法拉弟电磁感应定律，得知V＝NvBδL0式中
v--线圈(包括阻尼环)垂直切割磁力线的运动速度，它与产生的感生电动势成正比。
Bδ--检波器磁路中，铁芯和永磁体之间工作气隙中的磁感应强度。若气隙中的磁场为均匀磁场，则Bδ为常数。
L0--每匝线的平均长度。
N--线圈绕组的总匝数。
因此，本发明是一种具有速度型特征的加速度地震检波器。这种加速度型的检波器可根据地震波动的状态，反映地质构造的层位状况。
当地面振动时，固定于地面的加速度检波器随之运动，检波器中的弹簧-质量系统在磁场中产生相对运动，在线圈绕组中产生相应的感应电动势，由导电引线输出，同时在涡流环和线架中感应出涡电流，此涡流产生一个与运动相反的阻尼力，即电磁阻尼，使弹簧-质量系统做标准的阻尼振动。
本发明的有益效果是适用于所有地区的陆地地震勘探，其最大特点是其灵敏度随着地震波频率的增加而提高在10Hz时为260mv/cm/s，在150Hz Hz时达到760mv/cm/s，在300Hz时达到800mv/cm/s，从而使该检波器能在全频带范围有效地接收地震波信号，对于不同地质的勘探不需要更换不同频率的地震检波器进行重复勘探。从而可降低地质勘探和地震波检测的成本。
附图为本发明的一种结构示意图与说明书摘要附图。
具体实施例方式
参照附图可知本发明的一具体结构其弹簧-质量系统由两只分别设在磁系上下磁靴4与8上的上下三臂式弹簧片3与11、一只装在铁质外壳10与磁系之间的LY12-CZ铝质单线槽线架7和其上的单线圈结构线圈5及其下的紫铜、铜线或漆包线绕制成的短路环，即涡流环9组成；其磁路工作气隙由装在上下磁靴4与8间的稀土钕铁硼永磁体磁钢6、铁外壳10、顶盖2、底盖12和橡皮密封圈13组成，还包括连接线圈5的接线柱1。
由磁系和外壳10形成一个柱面体空间的工作气隙，磁场在磁系和外壳10的空间形成。
弹簧片3与11支撑环形磁场空间的谐振子，当振子处于静止状时地震波使闭合线圈在磁场中运动，产生一个电压信号。
涡流环9在地震检波器工作时产生涡流，具有加速度传感特点。
权利要求
1.一种涡流式加速度检波器，其特征在于在弹簧-质量系统中设置一只涡流环，涡流环随振子一同运动，使涡流环中的涡流阻尼形成二次放大；随地震波频率的增加而提高检波器的灵敏度；利用工作线圈磁场强度与涡流环动态磁埸强度相等，方向相反来减小检波器的失真度；使下磁靴大于上磁靴来增加涡流阻尼效应；设定工磁间隙最佳≤4mm来减少漏磁、有效提高检波灵敏度；采用单线圈结构线圈来减小检波器电阻、降低输入阻抗、适应与仪器匹配。
2.根据权利要求1所述的一种涡流式加速度检波器，包括一个由弹簧片、线圈组成的弹簧-质量系统和一个装置该系统的由永磁体磁钢、上下磁靴、铁外壳、顶盖和底盖组成的磁路工作气隙，其特征在于其线圈下配有涡流环；其上下磁靴是下磁靴比上磁靴大；谐振子是线圈和涡流环连接组成。
3.根据权利要求2所述的一种涡流式加速度检波器，其特征在于其特征在于其线圈架可为一只装在铁质外壳(10)和磁系之间磁隙中的LY12-CZ铝质单线槽线架(7)。
4.据权利要求2所述的一种涡流式加速度检波器，其特征在于其线圈可为单线圈结构线圈(5)。
5.据权利要求4所述的一种涡流式加速度检波器，其特征在于在线圈(5)下配有紫铜、铜线或漆包线绕制成的短路环，即涡流环(9)。
6.据权利要求4所述的一种涡流式加速度检波器，其特征在于涡流环(9)与线架(7)连为一体。
7.据权利要求1所述的一种涡流式加速度检波器，其特征在于其永磁体磁钢可为装在上下磁靴(4与8)间的稀土钕铁硼永磁体磁钢(6)。
8.据权利要求1所述的一种涡流式加速度检波器，其特征在于其上下磁靴是下磁靴(8)大于上磁靴(4)。
全文摘要
本发明涉及一种地震检波器，尤其是涉及一种适用于与地震勘探仪器配套的一种涡流式加速度检波器，包括一个由弹簧片、线圈组成的弹簧－质量系统和一个装置该系统的由永磁体磁钢、上下磁靴、铁外壳、顶盖和底盖组成的磁路工作气隙，其系统中的弹簧片为两只对横向振动干扰有强抑制能力的弹簧片；其线圈下配有涡流环；磁系是磁钢和上下磁靴组成；谐振子是线圈和涡流环连接组成，对于不同地质的勘探和地震波检测，不需要更换不同频率的检波器，从而可降低地质勘探和地震波检测的成本。
文档编号G01V1/18GK1664614SQ20041001871
公开日2005年9月7日 申请日期2004年3月5日 优先权日2004年3月5日
发明者张中华, 马晓武 申请人:马晓武, 张中华