用于处理地球物理数据的模块、以及相应的连接器和子组合件，其中所述模块包括各自形 ...的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种模块（1），其用于处理来自至少一个地球物理传感器的地球物理数据，所述模块包括：-电子板（3），其被配置成能够处理所述至少一个地球物理传感器捕获到的地球物理数据，-两条电缆段（4），每一条电缆段在一个末端处包括设计成连接到所述电子板上的连接器（15）。所述模块的特征在于各连接器（15）形成一个半壳，各连接器（15）经布置以配合另一个半壳，并以此方式形成壳体，所述电子板（3）位于所述壳体内。
【专利说明】用于处理地球物理数据的模块、以及相应的连接器和子组
合件，其中所述模块包括各自形成一个半壳的两个连接器，
这两个连接器经布置以形成壳体，电子板位于所述壳体内
【技术领域】
[0001]本发明涉及地球物理数据采集系统。
【背景技术】 [0002]这些系统通常使用多个电子模块来处理从地震传感器接收到的信号。这些传感器是选自速度计(例如听地器)、加速计(例如MEMS)、水听器或此项技术中已知的任何传感器。
[0003]现有技术的系统可以根据以下架构进行设计，将参考图1a与图1b对其进行详细描述。
[0004]图1a描述了专利文献EP-1145045中所讨论的一个电子模块I的架构。这个电子模块I包括:
[0005]?盖子2与一个电子板3，所述电子板用于数字化并处理各传感器捕获到的数据；
[0006]?两种电缆段4，关于图1b对其进行了更详细的描述；
[0007]?负载分配构件，所述构件依靠由金属板7组成的刚性部分，并通过挂钩构件与嵌钉8、9固定到连接器6上；
[0008]?分界面处紧密的密封；
[0009]?连接构件10，用于至少一个传感器(未示出)的连接。
[0010]不难理解，可以采用具有一个以上电子模块(图1a)的其他配置，例如图1b所示的三个电子模块1000、10000，从而形成“链接” 100。
[0011]此链接100包括两种电子模块1000、10000，每一个电子模块包括:
[0012]?盖子2与一个电子板3，所述电子板用于数字化并处理各传感器捕获到的数据；
[0013]?两条电缆段；
[0014]?负载分配构件，所述构件依靠由金属板7组成的刚性部分，并通过挂钩构件与嵌钉8、9固定到连接器6上；
[0015]?分界面处紧密的密封；
[0016]?连接构件10，用于至少一个传感器(未示出)的连接。
[0017]更准确地说，第一种电子模块1000包括两种电缆段:
[0018]?第一电缆段4:
[0019]-在其第一末端具有一个连接器6，所述连接器提供电缆4与位于模块1000的盖子2内的电子板3之间的电链接；以及
[0020]-在其第二末端具有一个段端公母连接器5，所述连接器适于连接到另一个电缆段4的另一个段端公母连接器5上；
[0021]?第二电缆段40:
[0022]-在其第一末端具有一个连接器6，所述连接器提供电缆4与位于模块1000的盖子2内的电子板3之间的电链接；以及[0023]-在其第二末端具有另一个连接器6，所述连接器提供电缆40与另一个模块10000的电子板3之间的电链接。
[0024]更准确地说，第二种电子模块10000包括如上所述的两条相同的电缆段40，每一条电缆段包括在其第一末端处的一个连接器6，所述连接器提供电缆40与位于模块10000的盖子2内的电子板3之间的电链接；以及在其第二末端处的另一个连接器6，所述连接器提供电缆40与另一个模块1000的电子板3之间的电链接。
[0025]应指出，在同一链接中的电子模块是相同的。
[0026]大量使用上文所定义的这些种类的电子模块的这种地球物理数据采集系统表现出色，且有效地响应了市场对于在运输与操作过程中在施加在电缆段上的张力或弯曲力以及施加在盖子2上的压缩力之下要求便携性与机械牢固性的需
[0027]便携性的特征为系统具有尽可能小的线性质量密度与空间需求以及高度灵活性，并且在安装时仅需要少量人员。
[0028]在应力下的机械牢固性的特征为盖子2、连接器6以及电子板3在特定的应力下或在经受应力后仍保持可用的功能性。此外，在某些情况下，牢固性的特征为盖子2在应力(例如压碎力)下破损后电子板3仍能保持功能。
[0029]到目前为止所描述的电子模块I的机械行为根据所施加的负载而不同，如图2a至图2f所示。更准确地说，电子板3的惯性力矩的值完全适于表征电子模块I的机械行为。实际上，应考虑惯性力矩表征了该部分的几何形状且尤其是其截面承受诸如弯曲之类的机械约束的能力。在矩形截面的情况下，惯性力矩与宽度以及厚度的立方成正比，表达式如下:
[0030]I=(W*T3)/12，
[0031]其中I对应于惯性力矩，W对应于宽度，T对应于厚度。
[0032]图2a为电子模块I的侧视示意图，所述电子模块经受一次垂直掉落(或垂直碰撞)(见图2a中表明了掉落/碰撞方向的箭头F1)。当发生垂直碰撞时，此碰撞作用在连接器6的外底面11上。这些表面为平面。因此所传递的能量被整个相应的表面所吸收。因此这个表面的变形程度相当小。然而，碰撞的加速度之下的惯性力矩为板的最小力矩(计算如下)。因此，电子板3的变形程度很大，并且电子板3的电子组件上被施加了一个弯曲力。
[0033]为了说明这种情况，现在考虑电子板3，其具有截面宽度W，特征为长度31，典型地取(例如)75mm ；以及厚度T，特征为边缘长度32，典型地取(例如)1.6mm。在以上配置下，所得惯性力矩的值为25.6_4。
[0034]图2b为电子模块I以及在横向掉落(见表明掉落过程的方向箭头F2)中盖子2经受的应力的俯视示意图。在电子模块I的横向掉落中，盖子2的刚性外表面12朝下。因为外表面12由刚性材料制成，所以掉落的能量仅在较小的程度上被吸收，因此电子板3承受的加速度最大。随着碰撞方向的改变，所考虑的定义惯性力矩的尺寸会改变，尤其是厚度。
[0035]如果采用如上所述的相同配置，那么宽度W的值仍然等于75mm，这与垂直碰撞中所描述的相同，但厚度T的值变为45mm (也就是说对应于电子板3的宽度)。因此所得惯性力矩的值为569531.2mm4。
[0036]可以看出，垂直掉落中(图2a)电子板3的惯性力矩的值不如横向掉落中(图2b)惯性力矩的值大。因此，根据惯性力矩的上述定义，在图2b的配置中电子板3的变形没有那么严重。
[0037]换句话说，在碰撞过程中为了减少电子板经受的变形，最好将电子板垂直于地面放置。
[0038]图2c所示为电子模块I以及经受一个张力或拉力(如箭头F3所示)的盖子2的侧视示意图。在施加在电缆4上的张力之下，该力的大部分通过负载分配嵌钉8、9以及板7传递到电缆段4上(如箭头F3b所示)。盖子2需要应对的张力很小。安装在板7上的电子板3将应对的约束很小。
[0039]图2d与图2e为电子模块I的侧视示意图，且展示了在朝向或背向盖子2的弯曲力(如箭头F4与F5所示)之下盖子2经受的应力。支撑件13位于电子模块I的盖子2上(图2e)，或位于电子模块I的下方且与连接器6的一个面接触(图2e)。在朝向或背向盖子2的弯曲力之下，通过连接器6的合力在相反的方向上，并在各电缆4与各连接器6之间的接合点处产生了张力分量(见箭头F4a、F5a)，或在连接器6与板7的紧固件处产生了压缩分量(见箭头F4b、F5b)。板7在其末端处经受弯曲力矩。
[0040]图2f为电子模块I以及在压缩过程中(如箭头F6所示)盖子2经受的应力的侧视示意图。在盖子2的压缩过程中，连接器6的紧固件处产生了弯曲力。板7通过限制紧固件的旋转来限制这些力。所述压缩以在各电缆4与各连接器6之间的接合点处的压应力(见箭头F6b)与张应力(见箭头F6a)的形式，被直接传递到连接器6。
[0041]上文所述的将盖子固定到连接器6上所需的紧固件(例如螺钉)的数量很大(在专利文献EP-1145045的此实例中有八个螺钉)，以便承受通过其中的众多的力，如图2d至图2f所示。这样会导致维修和故障检测中的困难。
[0042]因此，在EP1145045中描述的采集模块要求不同部分的设计应根据施加在电子模块I上的负载来应对大量不同的力。因为空间需求小且模块重量轻，其可携带性出色。然而，所需的紧固件数量降低了易组装性。
[0043]此外，连接器6与电子板3之间的电链接是通过电子板上的连接点获得的，对于特定的连接器，所述连接点设在电子板的相应末端上。因此，电子板与板上组件的布局会考虑到这些连接点的位置。这样导致在电子板上占用了过多的空间。
【发明内容】
[0044]本发明的一个目的是提供对在应力下出现的构造设定和变形具有更大容忍度的电子模块。
[0045]本发明的第二个目的是简化电子板和相关的盖子与连接器间的组装。因此，能够减少实地故障检测时间。
[0046]本发明的第三个目的是提升采集模块的组件的机械可靠性。
[0047]本发明的另一个目的是降低在横向碰撞中电子板与电子组件经受的横向加速度。
[0048]为了达成这些目的，本发明提出一种用于处理地球物理数据的模块。这个模块包括被配置成能够处理所述至少一个地球物理传感器捕获到的地球物理数据的电子板，以及两条电缆段，每一条电缆段在一个末端处包括设计成连接到板上的连接器。各连接器形成半壳，所述半壳经布置以配合另一个半壳，并以此方式形成壳体，电子板位于所述壳体内。
[0049]因此，根据本发明，可以获得用于处理地球物理数据的模块，所述模块的牢固性与现有技术的|旲块相比大幅提闻。
[0050]此外，连接器直接地且刚性地固定到另一个连接器上，使得施加在电缆上的力能够绝大部分都通过连接器，同时限制了电子板自身之上的应力。
[0051]此外，在下文中可更清楚地看出，组装根据本发明的电子模块所需的时间与现有技术的模块相比较短，因此缩短了故障检测的时间，并因此缩短了由于操作中设备故障导致的失效时间(dead-time)。
[0052]根据一个有利实施例，所述模块包括经布置以形成子组合件的顶盖与底盖，电子板安置在所述子组合件中。在这种情况下，所述子组合件被形成壳体的连接器固持。
[0053]因此这种模块的维护(拆卸与再组装)非常简单并且可以快速完成。实际上，当必须对模块进行维护操作时，操作员不需要拧下大量螺钉。
[0054]根据本发明的优选实施例，电子板沿由电缆段形成的轴纵向地放置，并在侧面被形成壳体的连接器包围。电子板可以垂直地在形成壳体的连接器之间延伸。
[0055]在模块中板的垂直安置使其在采集模块垂直轴上的惯性力矩最大化。从而使所述板在垂直碰撞中的变形最小化。
[0056]根据一个优选实施例，形成所述壳体的连接器是相同的，而且位置关于所述垂直轴对称。
[0057]因此有助于模块的组装并降低了制造成本。根据本发明的优选实施例，所述底盖包括经布置以垂直地固持电子板的至少一个狭槽。
[0058]因此，当模块摔到地面上时，电子板保持固定。
[0059]根据本发明的有利方法，电子板包括用于每个连接器的至少一个电连接点，所述至少一个电连接点被布置在所述电子板的中心区域。优选地，电子板的各电连接点被布置在彼此附近。
[0060]因此，直接位于彼此附近的两个连接点的存在有利于板的设计以及组件的布局。这种实施有助于提高电子板抵抗诸如闪电放电之类的环境应力的牢固性。
[0061]根据一个优选实施例，底盖、顶盖和连接器相配合以便形成包围电子板的紧密密封的壳体。
[0062]更准确地说，电子板首先被垂直地安置在所述底盖的狭槽中。安置好之后，围绕电子板安置顶盖。在这种情况下，顶盖有利地形成了覆盖元件，电子板位于所述元件中，且这个覆盖元件靠在底盖上。因此形成了一个子组合件。之后将连接器围绕这个子组合件安装从而形成壳体。
[0063]有利的是，与电子板的各个面相比，所述顶盖包括孔口，从而为各个面提供连接器之一与板的一个连接点之间的链接。
[0064]根据一个优选实施例，各连接器包括由柔性材料制成的一个外表面以及由刚性材料制成的一个内表面。有利的是，各连接器在其下表面包括由柔性材料制成的一根条带。具体而言，所述外表面与内表面的硬度分别属于肖氏A60度至90度的范围以及肖氏D60度至90度的范围，并且所述一根条带的硬度属于肖氏A60度至90度的范围。
[0065]在第一实施例中，所述至少一个地球物理传感器包括至少一个听地器。在第二实施例中，所述至少一个地球物理传感器包括至少一个MEMS传感器。
[0066]根据一个有利实施例，各电缆段包括:[0067]-一个段端公母连接器，所述连接器适于连接到另一个电缆段的另一个段端公母连接器上；以及
[0068]-一个连接器，所述连接器提供电缆段与位于盖子内的电子板之间的电链接。
[0069]根据另一个实施例，各电缆段在其各个末端都包括一个连接器，所述连接器提供电缆段与位于盖子内的电子板之间的电链接。
[0070]本发明还涉及形成半壳的连接器，所述连接器经布置以配合形成另一个半壳的另一个连接器，从而形成壳体，上述模块的电子板被安置在所述壳体内。
[0071]本发明还涉及共同配合以形成子组合件的底盖与顶盖，上述模块的电子板被安置并固持在所述子组合件中。
【专利附图】
【附图说明】
[0072]通过举例并参考附图中的图3至图5，本发明的其他方面、目的和优点将在一个优选实施例的以下详细描述中得到更清楚地体现，在附图中:
[0073]-图1展示了一个现有技术的电子(或采集)模块的架构；
[0074]-图2a至图2f呈现了图1中的现有技术的电子模块在不同配置下在所述模块经受不同应力时的侧视示意图；
[0075]-图3为根据本发明的地球物理数据处理模块(也被称为电子模块)的第一实施例的视图；
[0076]-图4a与图4b呈现了组装好的电子模块在压应力与牵引应力下的表现的示意图；
[0077]-图5为组装好的电子模块在一个弯曲应力以及施加在顶盖上的力下的表现的侧视不意图；
[0078]-图6为图3所描述的电子模块的底盖的视图；
[0079]-图7与图8为图3所描述的电子模块的截面图；
[0080]-图9为根据本发明的一个电子模块的另一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0081 ] 参考图3，地球物理数据处理模块I，在之后的说明中也被称为电子模块I，包括:
[0082]-顶盖2 ;
[0083]-连接构件20，其被设计成连接到至少一个地球物理数据传感器(未示出)上；
[0084]-电子板3，所述电子板被配置成能够处理连接到连接构件20上的所述至少一个地球物理数据传感器(如听地器、MEMS或其类似装置)捕获到的地球物理数据；
[0085]-两条电缆段4，每一条电缆段在其一个末端处带有设计成连接到电子板3上的连接器15。
[0086]应指出，传感器可以被集成在所述电子模块内。将在之后参考图9对这个配置进行更为详细的描述。
[0087]图3的模块I可以由两种电缆段4(参考图1b所描述)构成，每一条电缆段包括:
[0088]-在其第一末端处的连接器15，所述连接器提供电缆4与位于盖子2内的电子板3之间的电链接；以及[0089]在其第二末端处的一个段端公母连接器5，所述连接器适于连接到关于现有技术所描述的那种(见图1b)另一个电缆段4的另一个段端公母连接器上，或适于连接到另一个模块(未示出)的另一个连接器上从而形成链接的另一个连接器15。
[0090]根据如图3所示的第一实施例，底盖14包括凹口 144。这个凹口在其各纵向端包括至少一个狭槽140 (这个实例中为一个狭槽)。为了限制对电子板的撞击，可以将一些减震器(未不出)安置在底盖14的凹口内，并与安置在狭槽140上的电子板3接触。
[0091]一旦电子板被安置到狭槽140上，电子板便垂直地安装到顶盖2内。顶盖2覆盖了电子板3。底盖14闭合了由顶盖2与电子板3形成的组合件，并在其下部提供紧密的密封。
[0092]将连接器15围绕由顶盖、底盖和电子板形成的子组合件进行组装。各连接器15通过紧固螺钉16与另一个连接器15锁定。连接器15通过电子板3上的电连接点30 (图
7)提供电缆段4与电子板3之间的电链接。这一电链接被紧密地密封。
[0093]如图3、图4a、图4b和图5所示，电子板3被安置在底盖14的狭槽140 (图3)中。因此，电子板3被垂直地安装在顶盖2内，或者换句话说，垂直于底盖14的主平面。然后，将顶盖2安置在底盖14上。结果,顶盖2覆盖了电子板3。而且,顶盖2具有外围突起21。应指出，由外围突起21界定的圆周与底盖14的主平面141的圆周对应。底盖14与顶盖2通过紧固螺钉142 (图3)组装在一起，并与电子板一起形成了子组合件。这个子组合件在实地操作中是不可拆卸的。之后，围绕子组合件组装连接器15。没有用任何紧固件来链接由顶盖2与底盖14构成的组合件与连接器15，所述链接是通过密封以及顶盖2上的连接器15的其余部分来保证。
[0094]如图1b的现有技术中所描述的，这种模块的配置允许若干子组合件与中间电缆段4或40进行组装，从而形成链接。
[0095]这样一来有助于实地维护。如果电子板失效，可以通过拆卸连接器15来更换子组合件。如果电缆段4或40失效(例如电缆中断)，也可以通过拆卸连接器15从而很容易地将所述电缆段替换为另一条电缆段4或40。
[0096]此外，根据本发明的原理，各连接器15形成半壳，所述半壳经布置以配合另一个半壳(即，另一个连接器15)，从而共同形成壳体，电子板3位于所述壳体内。换句话说，连接器15的形状被设计成当组装连接器时，它们形成包围电子板的壳体。连接器15的设计以及连接器15与顶盖2之间无紧固件防止了螺钉16中张力的产生。
[0097]此外，电链接的密封由径向压缩保证。O型圈的径向压缩在O型圈上生成了沿其半径的压力。此压缩要求在两部分之间的受控制的构造设定，而不是任何紧固件(例如螺钉)带来的特定的压缩。相比之下，如专利文献EP-1145045所述的技术解决方案中使用了另一种解决方案。参考图1，连接器6与顶盖2之间的防水性由O型圈的轴向压缩保证，这意味着沿垂直于O型圈半径的轴施加压缩。此压缩通过螺钉产生。因此，组合件的防水性直接取决于螺钉。本发明中使用的解决方案防止用于固定地接合两个连接器15的螺钉16涉及电链接的防水性，由此限制防水性失效的风险(例如，在螺钉的转矩损失的情况下)。
[0098]此外，当对本发明的电子模块I进行实地故障检测时，故障检测(或维护)中的操作(组装/拆卸)的数量大幅减少，因为仅用了两个螺钉16来固定连接器15与子组合件。因此缩短了地震工作的失效时间。[0099]各连接器在相应的电缆4附近具有近端末端150，以及与近端末端相对的远端末端 151 (图 3)。
[0100]紧固螺钉16通过以下方式固定地接合两个连接器15:两个连接器中的第一连接器的近端末端固定地接合到另一个连接器的远端末端上，同时第一连接器的远端末端耦接到另一个连接器的近端末端上。此外，为了提高承包商的生产率，能够简单快捷地进行设备故障检测很重要。因为各连接器15相同，且它们围绕顶盖2与底盖14构成的组合件的位置是对称的，所以连接器15能够正反两用地进行连接，也就是说一个连接器可以经设置以替代另一个连接器。这将帮助用户预防任何问题的发生并且减少修理时间。
[0101]此外，如图3所示，顶盖2在其各纵向面22上都具有孔口 220。连接器15具有圆柱形内部延伸部152，其尺寸适合容纳在对应于顶盖2的孔口 220中。内部延伸部152的外径对应于顶盖2的孔口 220的直径。
[0102]各电缆4在这个相关的连接器15中延伸，并通过至少一个电链接(未示出)连接到其上，例如直接集成到所述相关的连接器15上的众多销钉。当组装电子模块I时，电缆4通过接合在电子板的金属外壳31 (形成母部件)中的金属销钉156 (形成公部件)连接到电子板3上(图7)。
[0103]在电子板3上实施的金属外壳31还必须容许组合件的构造设定。应指出，在连接器15未安装时，电子板3在顶盖2内是不固定的。因此，在组装第一连接器15与第二连接器的过程中，将连接器15的金属销钉156插入电子板3的金属外壳31中将会固定电子板3在顶盖2中的位置。第一连接器15是参考顶盖2的，因此，电子板3的金属外壳31也是参考顶盖2的。第二连接器15的组装也是参考顶盖2的。因此，存在于参考顶盖2的连接器15与电子板3的对应的金属外壳31之间的构造设定必须被所述金属外壳吸收。例如，在所述的设计中，这些金属外壳必须满足的公差的范围为±lmm。
[0104]此外，各连接器在连接器的下部具有内凸缘153。这个内凸缘153位于底盖14的底部主平面141之下。
[0105]根据本发明的另一个特性，电子板的各连接点相互电连接并布置在彼此附近，且接近电子板3的中心，在所述电子板上各连接器15的电链接通过内部延伸部152且因此通过相应的孔口 220。
[0106]连接点15互相接近有助于所述板的更牢固的实施。传输输入通过连接器，但也存在诸如闪电放电之类的环境约束。在这种情况下，最佳选项是通过节点传导放电电流使其之后在接地链接中耗散。为了在放电传导中使失效的风险最小化，需要尽可能多地减小电子板上的两个连接器之间的轨条长度。因为电流强度很大，所以这些轨条也很大且因此大量占用了所述板的表面。例如，根据本发明的一个实施例，两个连接器15之间的距离X(图
8)大约为12mm，而现有技术的解决方案中所述距离等于65mm。因此，两个连接器彼此相邻优化了所述板抵抗闪电的牢固性，并限制了用于传导闪电电流的轨条所需的表面。
[0107]应指出，顶盖2与连接器15之间的链接是不固定的链接。这个链接依赖于所使用的O型圈的径向刚度。
[0108]还应指出，本发明可应用于如图9所示的那种地震传感器。在这个实施例中，电子模块I包括底盖14、电子板(图9中未示出)和顶盖2。顶盖2、底盖14和电子板形成了子组合件。之后这个子组合件被连接器15包围从而形成壳体，电子板位于所述壳体内。传感器集成在所述顶盖2内。顶盖2还可以包括尖头90从而有助于将其插入地面。
[0109]除了如上所述的本发明的优点之外，本发明的模块还经过大幅改进，从而在实地使用时承受其所经受的机械力。以下参考图4a、图4b、图5和图6更详细地描述了这些优点。
[0110]根据本发明的组合件使得当电缆段4上承受张力或顶盖2上承受压缩力时，能够将力沿特定路径传播并将应力集中在特定的点处。图4a与图4b解释了这个原理。
[0111]在图4a中，施加在电缆上的张力由箭头F4表示，合力由箭头F5表示。
[0112]在图4b中，施加在顶盖2上的压缩力由箭头F6表示，所施加的应力的合力由箭头F7表示。
[0113]应指出，在这两种情况下，应力首先施加在顶盖2的纵向壁230 (图3)上，其次施加在连接器15的螺纹160上。然而，对于施加有合力的相同区域，相应的压缩力的方向与张力的方向相反。
[0114]因此，不同于现有技术的解决方案，经受如图4a与4b所示的力的根据本发明的模块将会使施加在电子板上的合力最小化。
[0115]根据本发明的连接器15的外表面154由柔性材料制成。如图6所示，外表面154上可以设有柔性材料制成的一根或多根条带1540。优选的材料为如软塑料的柔软聚合物，例如聚氨酯，例如参考Lubrizol Estaloc T58887，其特征是软硬度为肖氏A90度(或肖氏D50度)；以及其在连接器15的刚性底板155上被包覆模制的能力。刚性底板的特征为其硬度在肖氏D75度范围内。
[0116]在电子模块I与地面的横向碰撞中，柔性材料作为顶盖2的减震器且因此限制电子板3以及其组件经受的加速度。因此限制了板3的变形，并提高了组合件的牢固性。此夕卜，连接器15的外部几何形状可以通过形成主变形区域(例如边缘)来进行适配，所述区域作为顶盖2在横向掉落中的减震器。与现有技术解决方案(图1)相比，本发明的电子模块的设计能够增加边缘着地的概率。
[0117]在垂直碰撞中，为了使板的变形最小化，垂直安置所述板从而在加速度的方向上惯性最大。这样一来最大限度地限制了电子板3的变形并且为组合件提供了最大的牢固性。
[0118]如图6所示，连接器15的下表面也设有柔性材料制成的一根条带157。在组装好两个连接器15后，两个连接器15的条带157围绕底盖14并界定了长度大约为260_的外缘。此外，(例如)条带高出底盖14的厚度可以为3_且其宽度可以为2_。因此，在垂直碰撞的情况下(如图2a所示)，底盖14不会接触地面，而是被有助于减震的条带157所保护。模块I的这个配置能够使由电子板产生的应力最小化。
[0119]当模块摔到地面上时，在其与地面碰撞时，此模块表现得就像等效的“质量/弹簧”系统。在垂直掉落中模块所承受的加速度为经受碰撞的组件的刚度K、模块质量以及碰撞时的速度X的函数。K的定义如下:
[0120]K=E*S/T
[0121]其中E为杨氏模量，S为组件的表面面积，T为组件的厚度。
[0122]因此，牛顿原理表明，如果K增加，加速度也增加，反之，如果K减小，那么加速度也减小。[0123]在图2a的配置中，得到了 K=495E N/mm(长度W=I 10_，宽度=45mm且厚度T=IOmm)。
[0124]在图6的配置中，条带157具有这样的尺寸时，可以经受一次碰撞的条带表面的面积为520mm2 (2*260)。所以，如上文所定义，条带的刚度K为K=173E N/mm (长度W=260mm，宽度=2mm且厚度T=3mm)。
[0125]总之，图2a的配置中的K值是图6的配置中的K值的2.9倍。
[0126]可以看出，适于提升模块的表现的一个参数是在碰撞中模块接触地面的部分的刚度K。
[0127]因此，通过根据本发明的模块1，提升了机械牢固性并因此使垂直碰撞中电子板3的变形最小化。
[0128]图5呈现了对采集模块I施加弯曲应力期间如箭头F9所示的力，所述箭头指示了弯曲的实例。不管此应力相对于模块是朝上还是朝下，模块中产生的应力都是相同的。弯曲应力大体上可以被分解成两个分量:一个完全水平的分量与一个完全垂直的分量。水平分量为张力。因此，如前所述，连接器15靠在顶盖2的图3中标号为230的外围表面上。在垂直力下，连接器15靠在图3中标号为240与250的面上。
[0129]因此，在本发明中，仅通过一个组件对另一个组件的压缩来吸收并传递力。这样防止了任何紧固件处于应力之下。
[0130]总之，本发明汇聚了所有以下优点。
[0131]对电子模块与电缆段以及连接器进行组装以便围绕顶盖滑动。在顶盖与连接器之间的链接为滑动支撑件或柔性链接。这样的组装使得密封功能对于在应力下出现的变形具有更大的容忍度。径向水密性被定义为互相插入的两个部分所形成的密封的压缩。径向水密性通过恰当尺寸的专用O型圈能够更为容易地容忍变形，而轴向水密性对变形的容忍度较低，轴向水密性被定义为互相压缩的两个部分所形成的密封的压缩。径向水密性的使用允许连接器15在张力下在顶盖2上滑动，并靠在专用区域上。
[0132]连接器相互间刚性地固定。这样使得施加在电缆上的张力绝大部分都通过连接器，从而防止它们对顶盖施加应力。由此提升了张应力下的采集模块的牢固性。
[0133]连接器靠在顶盖的某些面上并且在这个顶盖上产生的应力实际上是压应力，对于塑料材料来说，压应力的极限应力超过极限张应力。因此这项创新提升了采集模块在弯曲应力下的牢固性。
[0134]电子模块与连接器之间的组装简化如下:将紧固件数量优选地限制到一个或两个，从而在制造中或实地使用中缩短了组装时间。
[0135]在子组合件中板的垂直安置使其在采集模块垂直轴上的惯性力矩最大化。使这个板在垂直碰撞中的变形最小化。
[0136]因为连接器具有非平面表面，所以连接器的横向安置减小了横向碰撞中电子板与组件所经受的横向加速度。
[0137]由于安置在连接器的外表面上的柔性材料，顶盖不易受到撞击的合力的影响。
【权利要求】
1.一种模块(1)，其用于处理来自至少一个地球物理传感器的地球物理数据，所述模块包括: 电子板(3)，其被配置成能够处理所述至少一个地球物理传感器捕获到的地球物理数据， 两条电缆段(4)，每一条电缆段在一个末端处包括设计成连接到所述电子板上的连接器(15), 其特征在于各连接器(15)形成一个半壳，各连接器(15)经布置以配合另一个半壳，并以此方式形成壳体,所述电子板(3)位于所述壳体内。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于所述模块包括经布置以形成子组合件的顶盖(2)与底盖(14)，所述电子板(3)被安置在所述子组合件中。
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于所述子组合件由所述形成壳体的连接器(15)固持。
4.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述底盖(14)、所述顶盖(2)以及所述连接器(15)相配合以便形成包围所述电子板的紧密密封的壳体。
5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于与所述电子板(3)的各个面相比，所述顶盖(2)包括孔口，从而为各个面提供所述连接器之一与所述板的一个连接点之间的链接。
6.根据上述权利要求中任 一权利要求所述的模块，其特征在于所述电子板(3)沿由所述电缆段形成的一条轴纵向地放置，并在侧面被所述形成壳体的连接器(15)包围。
7.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于形成所述壳体的所述连接器(15)相同而且位置关于所述轴对称。
8.根据权利要求6至7中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述电子板(3)在所述形成壳体的连接器(15)之间垂直地延伸。
9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述底盖(14)包括经布置以垂直地固持所述电子板(3)的至少一个狭槽(140)。
10.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述电子板(3)包括用于每个连接器(15)的至少一个电连接点，所述至少一个电连接点被布置在所述电子板(3)的中心区域。
11.根据权利要求10所述的模块，其特征在于所述电子板(3)的所述电连接点被布置在彼此附近。
12.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于各连接器(15)包括由柔性材料制成的一个外表面(154)以及由刚性材料制成的一个内表面(155)。
13.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于各连接器(15)在其下表面包括由柔性材料制成的一根条带(157 )。
14.根据权利要求12和13所述的模块,其特征在于所述外表面(154)和内表面(155)的硬度分别属于肖氏A60度至90度的范围以及肖氏D60度至90度的范围，并且所述一根条带(157)的硬度属于肖氏A60度至90度的范围。
15.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述至少一个地球物理传感器包括至少一个听地器。
16.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述至少一个地球物理传感器包括至少一个MEMS传感器。
17.根据上述权利要求中任一权利要求所述的模块，其特征在于各电缆段(4)包括: 一个段端公母连接器，所述段端公母连接器适于连接到另一个电缆段(4)的另一个段端公母连接器上；以及 一个连接器(15)，所述连接器提供所述电缆段(4)与位于所述盖子(2)内的所述电子板(3)之间的电链接。
18.根据权利要求1至16中任一权利要求所述的模块，其特征在于各电缆段(4)在其各个末端处都包括一个连接器，所述连接器提供所述电缆段(4)与位于所述盖子(2)内的所述电子板(3 )之间的电链接。
19.一种形成半壳的连接器(15)，其经布置以配合形成另一个半壳的另一个连接器(15)，从而形成壳体，根据权利要求1至18中任一权利要求所述的模块的电子板(3)被安置在所述壳体内。
20.一种子组合件，其由底盖(14)与顶盖(2)共同配合形成，根据权利要求1至18中任一权利要求所述的模块的电 子板(3)被安置并固持在所述子组合件中。
【文档编号】G01V1/20GK103620446SQ201280016649
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年5月4日 优先权日:2011年5月4日
【发明者】晏·皮绍特, 约翰·达布威努 申请人:瑟塞尔公司