专利名称：便携式小型海底地震仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及高密度地震采集技术领域，是便携式小型海底地震仪。
背景技术：
针对复杂的地质结构、为了提高地震勘探的数据质量，国外目前单次海上调查所用的OBS数量常在100个以上(Kodaira et al. ,2000)。德国GEOPRO公司进行海上作业时OBS的间隔在500-1000米以内。放炮密度在50米左右。为了研究壳内精细地质结构， 高密度OBS数据采集技术已经成为海底地震观测的主流方向和发展趋势。这就为OBS的易用性提出了严格的要求。针对人工震源，发展以13英寸小型耐压舱球为容器的便携式小型 OBS成为了高密度OBS数据采集技术发展的关键技术节点而受到广泛重视。2002年SERCEL公司提出了便携式OBS的概念，并开始进行OBS研制。于2005年在台湾海峡进行了两次和传统OBS的对比试验。试验表明记录性能优良，记录的数据集能与传统的OBS记录数据集联合使用。SERCEL公司在研制阶段曾经用过13英寸的舱球，但其 OBS产品采用的是17英寸舱球。目前国内外尚未见13英寸舱球OBS的应用报道。发明人在九五、十五、十一五863计划的持续支持下OBS研制技术已有了相当的积累，研制小型便携式OBS的条件已经成熟。
发明内容
本发明的目的是公开一种便携式小型海底地震仪，是在前期研制的17英寸单舱球海底地震仪的基础上，在13英寸的玻璃舱球内集成全姿态检波器和低功耗地震数据采集器，减小了海底地震仪的体积与重量，提高了采集数据的质量，并且保证海底连续工作的时间在1个月以上。同时，根据仪器舱球的尺寸与结构设计了可靠的电腐蚀释放机构，可以满足海洋科学研究与海洋油气高密度地震探测的需要。为达到上述目的，本发明的技术解决方案是—种便携式小型海底地震仪，其中a)采用13英寸的耐压玻璃仪器舱球；b)全姿态高频检波器采用粘接的方式直接固定在玻璃舱球内壁上；c)电腐蚀释放机构位于海底地震仪的底部。所述的便携式小型海底地震仪，包括塑料仪器舱、13英寸的玻璃仪器舱球、脱钩盘、沉耦架，玻璃仪器舱球固装于塑料仪器舱内；其塑料仪器舱底端延垂直中心轴向下有一圆柱形凸起，脱钩盘固接于圆柱形凸起的底面上，沉耦架位于脱钩盘底端；在脱钩盘与沉耦架之间以一根活动棍通过拉紧熔断钢丝连接，将塑料仪器舱固定于沉耦架中；耐压玻璃仪器舱球直径13英寸，舱球内集成全姿态高频检波器，全姿态高频检波器下端与检波器托盘中部固接，检波器托盘水平置于玻璃仪器舱球下部，检波器托盘周边用胶与玻璃仪器舱球内壁粘接，以与玻璃仪器舱球内壁刚性固定。所述的便携式小型海底地震仪，其所述脱钩盘，包括方环形尼龙板、绕丝钉、正极、负极，其中，方环形尼龙板通过连接件固定在塑料仪器舱圆柱形凸起的底面上，方环形尼龙板四个外侧面中的一面有两个螺钉用做正极，两个正对的外侧面各有一个负极，正极相对的侧面装有调整钉，调整钉是由内孔向外设置，调整钉端头套设绝缘套；在方环形尼龙板的外侧面上，于正极、负极、调整钉之间，布设有绕丝钉；熔断钢丝一端与一正极连接，并以正极上套设的螺母压紧熔断钢丝，熔断钢丝另一端按顺时针方向，顺序经过绕丝钉、负极、绕丝钉、调整钉、绕丝钉、负极、绕丝钉、至另一正极，在另一正极处，以另一正极上套设的螺母压紧熔断钢丝另一端；其中，熔断钢丝是缠绕过正极、绕丝钉、负极，在调整钉处，熔断钢丝从调整钉端头拉过，与调整钉端头贴接；通过旋转调整钉以调节熔断钢丝的拉紧程度。所述的便携式小型海底地震仪，其所述沉耦架，包括底座、固定支座，底座上表面中部向上固设固定支座，框架形固定支座上端与脱钩盘的方环形尼龙板周圆相适配，固定支座中心有一竖直向上的挂钩，上端挂钩的内径与一活动棍的外径相适配，活动棍水平套设于上端的挂钩内；活动棍的长度，使活动棍两端伸出固定支座的框架外。所述的便携式小型海底地震仪，其所述在脱钩盘与沉耦架之间以一根活动棍通过拉紧熔断钢丝连接，是缠绕熔断钢丝时，在两侧负极与绕丝钉之间，熔断钢丝分别向下缠绕活动棍伸出的两端后，再完成与另一正极的固接，并以调整钉调节熔断钢丝的拉紧程度，塑料仪器舱固定于沉耦架中；在仪器回收时，电极通电，利用海水中的电解质产生电腐蚀反应，熔断与正极连接的熔断钢丝，活动棍在重力的作用下脱落，沉耦架与塑料仪器舱脱开，塑料仪器舱以浮力上浮，进行回收。所述的便携式小型海底地震仪，其所述全姿态高频检波器的谐振频率，为 l-300Hz。所述的便携式小型海底地震仪，其所述13英寸耐压玻璃仪器舱球，其浮力为 IlKG ；仪器的整体重量为现有17英寸耐压玻璃舱球构成的仪器重量的一半以下，通过人工或小型吊车即可进行施工，降低了单次作业成本，提高了作业效率。所述的便携式小型海底地震仪，其所述连接件，为螺钉、螺孔。本发明的便携式小型海底地震仪，体积小，内部结构简单，在制造时间和工作量上有了大幅度的缩减，操作简单、方便，且减少了附加振颤。并且采用无线蓝牙技术进行现场检测，在不打开舱球的前提下可以进行数据提取与仪器充电。能够在海上连续多次进行地震观测作业，实现高密度OBS数据采集。
图1为本发明的便携式小型海底地震仪内部结构图；图2(a)为本发明的便携式小型海底地震仪脱钩盘及沉耦架一侧面立体图；图2(b)为本发明的便携式小型海底地震仪脱钩盘及沉耦架另一侧面立体图；图3为本发明的便携式小型海底地震仪外观立体结构图；图4为本发明的便携式小型海底地震仪总结构示意图；图5(a)为本发明的便携式小型海底地震仪脱钩盘一侧面立体示意图；图5(b)为本发明的便携式小型海底地震仪脱钩盘另一侧面立体示意图。
具体实施例方式本发明的便携式小型海底地震仪的创新点，主要体现在以下几个方面(1)采用13英寸的耐压玻璃舱球，较之发明人以往采用的17英寸舱球，具有体积小，成本低，便于操作的优点，且适用于高密度OBS数据采集技术的发展，目前国内尚没有类似小型OBS的出现，这种小型OBS对于研究壳内精细地质结构，降低海上施工难度，高密度OBS数据采集技术都有着重要意义。海底仪器与普通陆上的仪器以及日常生活电器有显著的区别。海底地震仪的体积缩小、重量减轻能加快海上作业的进度，提高海上作业的效率，每艘海上作业船的油水费常常在1万元/天。因此该发明具有明显的经济效益。该项发明的关键之处是在保证仪器主要性能没有降低的前提下大幅降低了体积与重量。海底地震仪可在600个大气压的高压环境下工作，仪器的体积和容量受到了严格的限制，其又必须自带工作能源，工作一个月以上。缩小体积和重量绝非易事，具有很高的技术挑战。本发明确保了在体积重量减小的情况下海底工作时间在数月以上。本发明的主要特点是在满足海底地震仪共同要求的留海工作时间的前提下实现了小型化，这在国内外尚属首次。比如，全球最大的勘探装备企业之一，法国著名的SECERL公司曾经在2003年试图研制采用13英寸耐压玻璃舱球研制海底地震仪，并进行了海试。但因为功耗与体积的限制在最后的产品阶段仍然采用17英寸玻璃舱球。而本发明是目前唯一满足工作性能的同时采用13英寸耐压玻璃舱球的小型海底地震仪。海底地震仪可在600个大气压下工作，其环境恶劣程度超过了外太空，所谓上天意下海难，看似无关紧要的细节，实际常常会带来截然不同的效果。13英寸玻璃舱球的体积和浮力比传统的17英寸舱球降低了一半以上。需要不同的脱钩机构和内部结构才能以13 英寸玻璃舱球的浮力特性相匹配，仪器才能正常上浮回收。可见，该发明决不是仅仅在已有设备的缩小体积而形成的，具有发明创造的性质。海底地震仪必须经过多次海上试验才能定型，海上试验的费用动辄数十万，因此该发明申请专利保护很有必要。(2)采用与玻璃球直接粘接的方式固定全姿态高频检波器，无须调平装置，(见图 4)，检波器托盘6，水平放置在玻璃舱球底部，与玻璃舱球连接处用硅胶粘接，达到固定的目的，全姿态高频检波器4通过螺栓与检波器托盘6紧固在一起，当仪器沉入海底时，不需要调整全姿态高频检波器4的倾斜角度，全姿态高频检波器即可进入正常工作状态，这种全姿态高频检波器与舱壁实现直接耦合的方式。相比于国外采用硅油悬浮检波器并进行耦合的方式能提升高频信号的采集性能。由于全姿态检波器不需调整姿态，可以在任意角度下工作，同时就省去了姿态调整的复杂机械装置，不但节省了重量，也节约了内部空间，为设计便携式小型海底地震仪提供了体积的保证。作为带有系统集成性特点的发明，本发明采用的全姿态高频检波器是相关厂家根据我们的要求定制，之前未见有全姿态高频检波器应用于海底地震仪的报道。其固定安装方式与硅油悬浮检波器有显著不同。(3)电腐蚀释放机构位于海底地震仪的底部(见图5 (a)、图5 (b))，与前期研制的 17英寸单舱球海底地震仪相比去除了固定在仪器顶部的四组钢缆，释放机构的安装更为简单，动作可靠性更高。本发明的一种便携式小型海底地震仪，包括塑料仪器舱2、玻璃仪器舱球3、脱钩盘7、沉耦架8 ；玻璃仪器舱球3固装于塑料仪器舱2内，脱钩盘7位于塑料仪器舱2底部， 沉耦架8位于仪器底端；在脱钩盘7与沉耦架8之间以活动棍17通过熔断钢丝19连接，将塑料仪器舱2固定于沉耦架8中；其中13英寸的耐压玻璃舱球较之发明人以往采用的17寸的耐压玻璃舱球体积、重量均减少了近50%，便于投放回收、便于运输。适用于以气枪为震源的高密度短期海洋地质调查作业。内部的全姿态高频检波器可以在任意角度下工作，因此不需要姿态调整系统，用工程塑料ABS材质加工检波器托盘与全姿态高频检波器安装在一起，周边用胶与玻璃球内壁粘接，以固定检波器。使检波器可以和耐压舱壁进行刚性固定，减少了复杂的机械系统给整个记录系统和检波器带来的振颤干扰。为了确定检波器的姿态，在检波器座上固定一个高精度的三维固态电子罗盘，精度可达到0. 1度。电子电路、采集器系统、水声通讯模块固定在电池组的上方，通过玻璃舱球挤压0 型圈来固定内部装置。脱钩盘结构，包括方环形尼龙板、绕线桩、正极、负极，其中，方环形尼龙板通过螺钉固定在塑料仪器舱球的下部，方环形尼龙板四面中的其中一面有两个螺钉用做正极，两个侧面结构对称各有一个负极。正极21对立面装有调整钉M，旋转调整钉M的同时，向外拉伸绝缘套沈，达到调整熔断钢丝19的拉紧程度。其中正极21上有螺扣，套上压紧螺母 22旋紧压住熔断钢丝19使之与正极21连接。熔断钢丝19顺时针经过绕丝钉、负极、绕丝钉、调整钉M、绕丝钉、负极、绕丝钉、正极，在最后一个正极处压紧熔丝。然后调节调整钉 M，通过旋转调整钉M可以调节熔断钢丝19拉紧程度。拉紧钢丝的同时，活动棍17的两端也被熔断钢丝19兜住(见图幻，活动棍17同样被拉紧，这样就把仪器和沉耦架8紧密的固定在一起；在仪器回收时利用海水特性进行电腐蚀熔断钢丝，活动棍脱落，沉耦架与仪器脱开，仪器舱利用海水浮力上浮，以便回收。沉耦架，采用表面附着防锈漆的钢铁材料制成，上表面中部固设一固定支座，支座中心有个挂钩，该挂钩用来与活动棍相适配；通过活动棍被熔断钢丝拉紧与脱钩盘紧密相连，其重量和体积适合于在下沉过程中控制下沉速度和下沉姿态，并为地震仪在海底工作提供稳定的基座，仪器上浮后，沉耦架丢弃在海水中。全姿态高频检波器频带为1-300HZ，其海底流动地震观测方式为针对复杂的地质结构、为了提高地震勘探的数据质量，目前单次海上调查所用的 OBS数量常在100个以上。OBS的间隔在500-1000米以内。放炮密度在50米左右。为了研究壳内精细地质结构，高密度OBS数据采集技术已经成为海底地震观测的主流方向和发展趋势。针对人工震源，发展以13寸小型耐压舱球为容器的便携式小型OBS实现高密度OBS 数据采集技术。便携式小型海底地震仪接收人工震源信号进行主动观测，用全姿态高频率的检波器，获得的数据能够反演海底较为精细的地质结构，观测的地质结构分辨率高。请参阅图1 图5(a)、图5(b)所示，为本发明的便携式小型海底地震仪结构示意图。其中，水声压力传感器1、塑料仪器舱2、玻璃仪器舱球3、全姿态高频检波器4、电池板支架5、检波器托盘6、脱钩盘7、沉耦架8、真空气嘴9、GPS天线10、水声及控制电路板11、 电池组12、电池组压条13、0型圈14、电池组托盘15、绕丝钉16、活动棍17、挂钩18、熔断钢丝19、支架20、正极21、压紧螺母22、负极23、调整钉对、通孔25、绝缘套26。本发明的13寸舱球便携式海底地震仪由塑料仪器舱2、脱钩盘7、沉耦架8三部分组成。其中脱钩盘7通过四组螺钉固定在塑料仪器舱2的底部，与仪器舱球一起属于可回收部分，沉耦架放置在脱钩盘7的下面，通过活动棍17被熔断钢丝19拉紧与脱钩盘7紧密相连(见图3)。当便携式海底地震仪接到释放指令后，熔断钢丝19通过海水腐蚀原理熔断后，仪器舱球与脱钩盘依靠海水浮力上浮，打捞回收。一、仪器舱球仪器舱2包含13寸玻璃仪器舱球舱球3和保护用桔红色塑料罩塑料仪器舱2，仪器舱是海底地震仪可回收部分，玻璃仪器舱球3内部采用单球一体化结构，主要组成方式如下(见图4)首先将全姿态高频检波器通过底部的螺纹孔固定在检波器托盘6上，再将由塑料ABS材质加工而成的检波器托盘6与全姿态高频检波器整体粘接在玻璃舱球底部中间位置，检波器托盘6的周边用胶与玻璃球内壁粘接。检波器托盘6上面通过螺钉装接有电池板支架5，电池板支架5上面放置电池组托盘15，电池组托盘15内部并排平行放置四节可充电锂电池，通过电路板压条13固定住，电路板压条13上面通过螺钉固定水声及控制电路板11等相关电路组成部件。玻璃舱球上盖通过挤压电池组托盘15外圈的0型圈14，使之变形，增大摩擦力来固定内部装置。仪器舱球内部的电路部分组成如下(1)水声通讯模块集成在水声及控制电路板11上，通过螺钉固定在电路板压条 13上面，其工作原理(请参阅“七通道多功能海底地震仪”申请号为200810117385. 4)。采用8位元FSK数字编码。接收甲板上发送的释放指令码，反馈给控制板，完成仪器上浮的控制指令发送。最大通讯距离可达10，000米。(2)采集器系统集成在水声及控制电路板11上，通过螺钉固定在电路板压条13 上面，工作原理(请参阅“七通道多功能海底地震仪”申请号为200810117385. 4)对地震计三个通道和水声压力传感器进行信号采集与存储。其功耗仅有0. 2W，可以满足长期海底观测的需要。(3)地震仪电源四节锂电池电池平行摆放在电池组托盘15(见图4)，通过电路板压条13压住，用螺钉固定在电池组托盘15上。工作原理(请参阅“七通道多功能海底地震仪”申请号为 200810117385. 4)便携式小型海底地震仪电池采用IOAH锂电池，每套仪器安装4枚。每个锂电池单独带保护器，电池按环状固定在玻璃舱球的下部，地震仪通过单片机对每个电池的充放电状态和电压进行检测，并能通过交互界面显示。充电通过舱球上的插座进行，用户可以了解每个电池的充电电量、充电时间等信息。通过专用的充电器用户可以在数小时内完成对海底地震仪的充电工作。每次充电操作用户都能掌握充电前后电池电压状态，充电电量等信息，能及时发现电池失效或性能降低的情况。从而对失效电池及时进行更换，或根据电池性能降低的情况缩短仪器在海底工作的时间。内置的电源管理模块能实时地监督电池的电能储量，当能量低于某一预定值，地震仪会关闭除了水声通信之外的所有耗电设备，使地震仪在海底滞留一年以上的时间仍能正常回收。(4)数据提取方式(请参阅“七通道多功能海底地震仪”申请号为 200810117385. 4)为了保证海上的多次作业顺利进行，数据提取模块必须操作方便并且需要较快的传输速度。OBS中内嵌了 USB接口模块与PC机进行高速数据交换，能在不打开舱球的前提下，以较高的速度(2M字节/秒)实现OBS的数据提取。(5)频闪灯(请参阅“七通道多功能海底地震仪”申请号为200810117385. 4)当仪器上浮时，频闪灯在黑夜里能有效的指示仪器所在方位方便回收。频闪灯被置于玻璃舱球舱球的上部利用水压开关进行控制，当仪器上浮，水压减小，频闪灯工作，光源采用发光效率高，穿透性较好的高亮度发光二极管。可以连续工作12 小时以上。。二、脱钩盘脱钩盘7通过四组螺钉固定在塑料仪器舱球下面，脱钩盘7包括方环形尼龙板、绕丝钉16、正极21、负极23，方环形尼龙板四面中的其中一面有两个螺钉用做正极21 (见图 5(a)、图5(b))，两个侧面结构对称各有一个负极23。正极21对立面装有调整钉对。其中正极21上有螺扣，套上压紧螺母22旋紧压住熔断钢丝一端使之与正极连接。以一根熔断钢丝19顺时针经过绕丝钉16，正极，负极将活动棍17拉紧，同时活动棍17穿过沉耦架中心的挂钩18，把沉耦架8拉紧。熔断钢丝19与正极21通过压紧螺母22压紧连接；经过两负极23，两个负极即是两熔断点，在最后一个正极处压紧熔断钢丝19。然后旋转调节调整钉，通过旋转调整钉可以调节钢丝拉紧程度。拉紧钢丝的同时，活动棍17的两端被钢丝兜住(见图幻，活动棍同样被拉紧，这样就把仪器和沉耦架紧密的固定在一起；在仪器回收时利用海水特性进行电腐蚀熔断钢丝，活动棍脱落，沉耦架与仪器脱开，仪器舱利用海水浮力上浮，以便回收。(1)脱钩盘7采用具有高机械强度、高刚性、韧性强的工程塑料尼龙加工而成，在水中不易变形，不易被腐蚀。(2)绕丝钉16是脱钩机构中较为关键的部分，所以采用316L特殊不锈钢制成，这种材料对于海水及各种腐蚀介质的抗腐蚀性能均优于普通不锈钢。(3)熔断钢丝19是整个脱钩机构的核心部件，选用316耐腐蚀钢丝，由7束49股细钢丝经过特殊工艺加工而成，易曲而柔软。在弯曲时不象单股钢丝那样显得太硬，拉紧时会紧贴绕丝钉。脱钩盘7作为仪器回收过程的重要组成部件，机构的组装、调试工作都可在室内进行试验通过，才可安装使用。测试好的脱钩盘通过4组不锈钢镙钉固定在仪器舱的底部， 能够很快的完成组装。机构中的零件加工工艺和选材均可以保证长时间工作在海水里，同时能够实现在接到指令后，钢丝在200秒内即被熔断。仪器上浮过程可以通过水声测距的变化进行监测。三、沉耦架
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沉耦架8，采用表面附着防锈漆的钢铁材料制成，上表面中部固设一固定支座，支座中心有个挂钩18，该挂钩18用来与活动棍17相适配，整体重量也随13英寸的玻璃舱球有所调整，结构适合这种活动棍单点连接沉耦架的设计方式，参见图2 (a)、图2 (b)。通过活动棍被熔断钢丝拉紧与脱钩盘紧密相连，其重量和体积适合于在下沉过程中控制下沉速度和下沉姿态，并为地震仪在海底工作提供稳定的基座，仪器上浮后，沉耦架丢弃在海水中。沉耦架8属于不回收部分，考虑到它的工作性质，选择标准角铁作为主要的加工原料，不但满足了其作为工作基座的刚性和硬度，且大大降低了加工成本。使用动态过程选择好投放地点和方位，把海底地震仪投放到海底，仪器着地后，立即用声纳系统进行准确定位。此后内部地震计和数字采集器同时进入工作状态，连续记录海底干扰和地震信号，并存储在内部存储器中。当需要回收仪器时，在该仪器所在的位置附近海域通过声纳系统发出回收信号， 仪器接到信号后，开始熔断钢丝，约3分钟仪器舱与沉耦架8脱离，自动上浮至水面，浮出海面后通过GPS天线10发送其所在的位置信息，根据该信息或目测方式确定仪器方位，进行打捞上船。然后提取所记录的数据供分析和研究。(1)采用13英寸耐压玻璃球13英寸的耐压玻璃舱球较之发明人以往采用的17寸的耐压玻璃舱球体积、重量均减少了近50%，便于投放回收、便于运输。适用于以气枪为震源的高密度短期海洋地质调查作业。这种便携式海底地震仪在国内外海洋勘探的中还尚无先例。(2)脱钩装置脱钩机构采用脱钩盘7和活动棍17钢缆系固连接，利用调整钉M拉紧钢丝调整仪器舱的紧固程度，整个过程便于安装操作；仪器回收时，水声压力传感器接收到水面发出的释放指令，海底地震仪的脱钩盘上的正极开始加电利用海水特性进行电腐蚀熔断钢丝 19，活动棍17与熔断钢丝19脱开，仪器舱利用海水浮力上浮。海底地震仪的回收过程时间
短且可靠性强。(3)检波器与玻璃球壁刚性连接由于仪器内部全姿态工作的高频检波器，不用考虑全姿态高频检波器的平衡问题，可以将全姿态高频检波器与检波器托盘作为整体与玻璃球壁刚性连接，并在塑料环周围涂玻璃胶，固定住检波器。电路板安装在电池盖的上面，内部结构的简单化使得装配仪器在时间和工作量上有了大幅度的缩减，操作简单、方便且减少了附加振颤。以往的海底地震仪(比如发明人前期研制的三分量高频海底地震仪)，由于地震计需要调整平衡，采用了一套常平机械结构进行调整，所以不能与球壁刚性连接，增加了复杂的机械操作系统，增大了空间，并且容易产生附加振颤噪声影响仪器对地动信号的记录。该项检波器与球壁的刚性连接结构是创新性发明，这使便携式海底地震仪的内部空间大大缩小，实现批量生产的复杂程度大大降低，同时该项工艺也可运用到采用此类舱球的其它设备中。
权利要求
1.一种便携式小型海底地震仪，其特征在于a)采用13英寸的耐压玻璃仪器舱球；b)全姿态高频检波器采用粘接的方式直接固定在玻璃舱球内壁上；c)电腐蚀释放机构位于海底地震仪的底部。
2.如权利要求1所述的便携式小型海底地震仪，包括塑料仪器舱、13英寸的玻璃仪器舱球、电腐蚀释放机构，玻璃仪器舱球固装于塑料仪器舱内；其特征在于塑料仪器舱底端延垂直中心轴向下有一圆柱形凸起，电腐蚀释放机构包括脱钩盘、沉耦架，脱钩盘固接于圆柱形凸起的底面上，沉耦架位于脱钩盘底端；在脱钩盘与沉耦架之间以一根活动棍通过拉紧熔断钢丝连接，将塑料仪器舱固定于沉耦架中；耐压玻璃仪器舱球直径13英寸，舱球内集成全姿态高频检波器，全姿态高频检波器下端与检波器托盘中部固接，检波器托盘水平置于玻璃仪器舱球下部，检波器托盘周边用胶与玻璃仪器舱球内壁粘接，以与玻璃仪器舱球内壁刚性固定。
3.如权利要求2所述的便携式小型海底地震仪，其特征在于所述脱钩盘，包括方环形尼龙板、绕丝钉、正极、负极，其中，方环形尼龙板通过连接件固定在塑料仪器舱圆柱形凸起的底面上，方环形尼龙板四个外侧面中的一面有两个螺钉用做正极，两个正对的外侧面各有一个负极，正极相对的侧面装有调整钉，调整钉是由内孔向外设置，调整钉端头套设绝缘套；在方环形尼龙板的外侧面上，于正极、负极、调整钉之间，布设有绕丝钉；熔断钢丝一端与一正极连接，并以正极上套设的螺母压紧熔断钢丝，熔断钢丝另一端按顺时针方向，顺序经过绕丝钉、负极、绕丝钉、调整钉、绕丝钉、负极、绕丝钉、至另一正极， 在另一正极处，以另一正极上套设的螺母压紧熔断钢丝另一端；其中，熔断钢丝是缠绕过正极、绕丝钉、负极，在调整钉处，熔断钢丝从调整钉端头拉过，与调整钉端头贴接；通过旋转调整钉以调节熔断钢丝的拉紧程度。
4.如权利要求2所述的便携式小型海底地震仪，其特征在于所述沉耦架，包括底座、 固定支座，底座上表面中部向上固设固定支座，框架形固定支座上端与脱钩盘的方环形尼龙板周圆相适配，固定支座中心有一竖直向上的挂钩，上端挂钩的内径与一活动棍的外径相适配，活动棍水平套设于上端的挂钩内；活动棍的长度，使活动棍两端伸出固定支座的框架外。
5.如权利要求2、3或4所述的便携式小型海底地震仪，其特征在于所述在脱钩盘与沉耦架之间以一根活动棍通过拉紧熔断钢丝连接，是缠绕熔断钢丝时，在两侧负极与绕丝钉之间，熔断钢丝分别向下缠绕活动棍伸出的两端后，再完成与另一正极的固接，并以调整钉调节熔断钢丝的拉紧程度，塑料仪器舱固定于沉耦架中；在仪器回收时，电极通电，利用海水中的电解质产生电腐蚀反应，熔断与正极连接的熔断钢丝，活动棍在重力的作用下脱落，沉耦架与塑料仪器舱脱开，塑料仪器舱以浮力上浮， 进行回收。
6.如权利要求1或2所述的便携式小型海底地震仪，其特征在于所述全姿态高频检波器的谐振频率，为1-300HZ。
7.如权利要求1或2所述的便携式小型海底地震仪，其特征在于所述13英寸耐压玻璃仪器舱球，其浮力为IlKG ；仪器的整体重量为现有17英寸耐压玻璃舱球构成的仪器重量的一半以下，通过人工或小型吊车即可进行施工，降低了单次作业成本，提高了作业效率。
8.如权利要求3所述的便携式小型海底地震仪，其特征在于所述连接件，为螺钉、螺孔。
全文摘要
本发明公开了一种便携式小型海底地震仪，包括塑料仪器舱、电腐蚀释放机构和沉耦架，塑料仪器舱内的玻璃舱球顶部有水声压力传感器，内部有全姿态高频检波器、水声通讯模块、无线信标机、GPS、电子罗盘和电源，沉耦架为基座。全姿态高频检波器的粘接方式大量节省内部空间，简化了内部地震计的姿态调整操作。脱钩方式用球下单点连接，易于安装，结构稳定可靠。本发明海底地震仪的玻璃舱球直径13英寸，体积小、重量轻、成本低，内部结构紧凑，海上施工方便；仪器具有很高的谐振频率，工作频率300Hz，适用海底精细地质结构探测。其三分量高频检波器和水声压力传感器，可与各种人工震源配合进行高效高密度海底地震探测、地质调查。
文档编号G01V1/20GK102426389SQ20111027860
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者游庆瑜, 赵春蕾, 郝天珧 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所