无线地震采集节点和方法与流程

1.本文公开的主题的实施例整体涉及无线地震采集节点，并且更具体地，涉及可以选择性地构造为数字现场单元或模拟现场单元的无线地震采集节点的壳体。


背景技术：

2.陆地地震数据采集以及处理生成被称为地下的地球表面下的地球物理结构的轮廓(图像)。虽然这种轮廓不能提供油气藏的准确位置，但这种轮廓向本领域受过训练的人员表明这些油气藏的存在或不存在。因此，提供海底下的地球物理结构(或地下的结构)的高分辨率图像是不断发展的过程。
3.反射地震学是一种用于确定地球的地下特性的地球物理勘探方法，这在油气工业中尤其有用。陆地反射地震学基于使用将能量发送到地球中的受控能量源。通过测量反射回到多个接收器所花费的时间，可以评估引起这种反射的特征的深度。这些特征可能与地下碳氢化合物沉积物有关。
4.一种用于记录地震波从地下存在的地质结构的反射的地震采集系统利用地震节点。地震节点能够提供良好的数据，因为地震节点便于利用宽方位角几何结构进行数据采集。宽方位角覆盖有助于在复杂的上覆岩层下方成像，例如与盐体相关的那些上覆岩层。另外，地震节点可以提供多分量数据，即，沿着一个、两个或三个不同方向(轴线)的粒子运动相关数据。在一个应用中，除了记录粒子运动数据之外，地震节点还可以记录压力数据。然而，压力数据是一维数据，而粒子运动数据可以是三维的。
5.图1示出了使用自主式陆地节点的地震采集系统的实例，该系统由本技术的受让人制造，并在美国专利no.8,547,796中公开，该专利的全部内容通过引用并入本文。系统100包括分布在关注区域102上的多个远程获取单元(rau)110。每个rau 110均构造为与也位于关注区域102中的通用控制器126间接通信。为了将信息从通用控制器126传输到rau单元110或与之相反，飞行器124在rau单元上方飞行以直接与rau单元通信。飞行器124可以由能够跨越关注区域102移动以与rau单元交互的任何其它装置(这里称为采集器)代替。然后，采集器124行进到通用控制器126以交换信息。
6.rau单元由例如图2所示的电池120等内部电源自供电。每个rau均包括构造成以无线方式与飞行器124通信的收发器122。rau 110还包括模数(ad)转换器114和用于存储所记录的地震信息的存储器116。ad转换器114可以构造成执行从一个或多个模拟传感器112(例如地震检波器)接收的模拟信号的高精度转换。应注意的是，传感器112位于rau 110的壳体111的外部。存储器116可以是任何类型的存储器。rau 110还包括时间基准组件118，时间基准组件118可以实现为能够从gps信号中导出精确时间基准的gps接收机。在rau 110捕获并存储来自传感器112的地震数据之后，采集器124可以经过，以收集这样的数据，之后将从所有rau单元收集的数据转移到通用控制器126。
7.然而，这种和其它现有陆地地震节点体积大，不易于操作，并且在大多数时间需要一定程度的拆卸，以便触及电池并对电池再充电。另外，所有现有的地震采集系统使用用于
数字单元和模拟单元的不同壳体，这需要不同的制造工艺和许多不同的部件。另外，在地震勘测结束时对地震节点再充电的过程是复杂的，因为数字节点需要一起取回并且在一个再充电站再充电，而模拟单元需要与数字单元分离并且在另一再充电站再充电。
8.因此，需要如下的单个地震节点：在部署或取回时易于操纵，不需要为了再充电而拆卸或将其数据转移到服务器，并且还可以以最小的处理和基本上相同的内部部件重新构造成不同类型的节点，即数字节点或模拟节点。


技术实现要素：

9.根据一个实施例，存在用于收集地震数据的地震节点，该地震节点包括：基座，其构造为限定具有开口面的腔室；主电子板，其具有处理器，主电子板被放置在腔室内；电池组，其构造为向主电子板提供电力，并被放置腔室内；以及盖件，其构造为附接到基座的开口侧，以密封腔室，地震节点包括：
10.传感器装置，其位于腔室内，并附接到基座的壁部，以形成数字现场单元，或
11.模拟传感器，其电附接到盖件，以形成模拟现场单元。
12.可选地是，主电子板包括全球定位模块、收发器和天线。
13.可选地是，不存在额外的收发器并且不存在额外的天线。
14.可选地是，地震节点还包括可移除地附接到基座的钉。
15.可选地是，地震节点还包括：
16.减震器，其构造为包围电池组；
17.第一引导件，其形成在腔室中，并构造为接收和引导主电子板；
18.以及
19.第二引导件，第二引导件形成在腔室中，并构造成接收和引导电池组的减震器。
20.可选地是，电池组沿着重力方向低于主电子板。
21.可选地是，盖件包括面向腔室的第一内部针脚和第二内部针脚，并且第一内部针脚和第二内部针脚构造为与形成在主电子板上或附接到主电子板的对应的第一柔性带和第二柔性带接合。
22.可选地是，盖件还包括延伸到腔室外部的第一外部针脚和第二外部针脚，并且第一内部针脚和第二内部针脚分别电连接到第一外部针脚和第二外部针脚。
23.可选地是，传感器装置通过柔性缆线电连接到主电子板。
24.可选地是，传感器装置包括微机电传感器。
25.可选地是，盖件还包括面向腔室外部的外部针脚和外部管状构件，并且第一内部针脚和第二内部针脚分别电连接至外部针脚和外部管状构件。
26.可选地是，模拟传感器位于腔室外部，腔室内部没有传感器，并且模拟传感器是地震检波器。
27.根据一个实施例，提供了用于收集地震数据的地震采集系统，该地震采集系统包括：数字现场单元dfu，其收集第一组地震数据；以及模拟现场单元afu，其收集第二组地震数据，其中，dfu由上述地震节点形成，其中，afu由上述地震节点形成，并且其中dfu的基座与afu的基座相同。
28.可选地是，dfu的传感器装置包括微机电传感器，并且模拟传感器包括地震检波
器。
29.根据一个实施例，提供了用于收集地震数据的地震节点，并且地震节点包括：基座，其构造为限定具有开口面的腔室；主电子板，其具有处理器，主电子板被放置在腔室内；电池组，其构造为向主电子板提供电力，并且被放置在腔室内；或者数字盖件及传感器装置，数字盖件附接到基座的开口侧以密封腔室，传感器位于腔室内并附接到基座的壁部以形成数字现场单元；或者模拟盖件及模拟传感器，模拟盖件附接到基座的开口侧以密封腔室，模拟传感器电附接到模拟盖件以形成模拟现场单元。
30.根据另一实施例，存在用于收集地震数据的地震采集系统。地震采集系统包括收集第一组地震数据的数字现场单元dfu以及收集第二组地震数据的模拟现场单元afu。dfu包括第一基座和数字盖件，afu包括第二基座和模拟盖件，并且第一基座与第二基座相同。
附图说明
31.为了更全面地理解本发明，现在结合附图参考以下描述，其中：
32.图1是包括多个地震节点的常规地震采集系统的示意图；
33.图2是常规地震节点的示意图；
34.图3是具有与模拟基座相同的基座的数字节点的示意图；
35.图4a和图4b是具有与数字节点相同的基座的模拟节点的示意图；
36.图5是数字节点的各种内部部件的示意图；
37.图6是由共同基座容纳的数字节点的内部部件的示意图；
38.图7是构造成对多个地震节点再充电的对接模块的示意图；
39.图8是放置在用于数字节点和模拟节点二者的共同基座内的主电子板的示意图；
40.图9是添加到数字传感器的共同基座上的盖件的背面的示意图；
41.图10是盖件与用于数字节点的主电子卡之间的电连接的示意图；
42.图11a和图11b是附接到共同基座的状态指示器的示意图；
43.图12是共同基座的背面的示意图，该共同基座成形为特别适合操作者的手；
44.图13是形成在共同基座与盖件之间的槽的示意图，该槽用于在需要时便于打开节点；
45.图14a和图14b是添加到数字节点的共同基座上的钉的示意图；
46.图15是模拟节点的各个内部部件的示意图；
47.图16是添加到模拟节点的共同基座上的盖件的示意图；
48.图17a和图17b是外部传感器与模拟节点之间的连接的示意图；
49.图18是通过盖件附接到外部传感器的模拟节点的示意图；
50.图19是被附接到另一外部传感器的模拟节点的示意图；
51.图20是不管节点类型如何使用共同基座组装地震节点的方法的流程图；以及
52.图21示出了包括数字节点和模拟节点的地震采集系统。
具体实施方式
53.以下实施例的描述参考了附图。不同附图中的相同参考标号表示相同或相似的元件。下面的详细描述不限制本发明。本发明的范围实际由所附权利要求限定。为了简单起
见，以下实施例关于可在模拟现场单元和数字现场单元之间重新构造的无线地震节点的壳体来讨论。然而，接下来要讨论的实施例不仅限于无线数字节点或模拟地震节点，而是可以应用于有线地震节点或其它类型的节点。
54.在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定是指同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。
55.根据实施例，无线地震节点具有由两个部分，即基座(或底部部分)和盖件(顶部部分)构成的壳体。该基座构造成对于模拟现场单元(afu)和数字现场单元(dfu)是共用的，从而简化了这些单元的制造过程。在这点上，afu节点构造成记录和存储与地震数据相关的模拟信号，而dfu节点构造成记录和存储与地震数据相关的数字信号。模拟传感器或数字传感器位于节点的内部或外部。在一个实施例中，afu节点仅具有在壳体外部的地震传感器，而dfu节点仅具有在壳体内部的地震传感器(一个或多个)。在另一个实施例中，可以具有在壳体内部或外部的地震传感器。afu节点和dfu节点不仅在模拟传感器和数字传感器类型上不同，而且在afu节点和dfu节点的允许与再充电对接模块通信的插头上也不同。
56.afu节点构造成与位于afu节点外部的一个或多个传感器连接，而dfu节点包括位于壳体内的一个或多个传感器。在一个实施例中，afu节点仅具有在壳体外部的地震传感器，而dfu节点仅具有在壳体内部的地震传感器。在另一个实施例中，可以具有位于同一壳体的内部和外部的地震传感器。afu节点和dfu节点的不同不仅在于所存储的模拟信号和数字信号，而且在于afu节点和dfu节点的允许与再充电对接模块通信的插头。根据所实施的单元的类型，盖件对于每种类型的单元是不同的和独特的。虽然大部分内部电子器件由afu节点和dfu节点共享，但传感器不是。afu节点和dfu节点中的每一者构造成自主地、无线地与例如服务器或采集装置等外部装置通信，并且还自主地收集地震数据。afu节点和dfu节点中的每一者都可以用于陆地获取。
57.现在参考附图讨论dfu节点。图3示出了dfu节点300，dfu节点具有壳体302、附接到壳体302的手柄304(例如，一条绳索)以及可移除地附接到壳体302的钉306。手柄304是可选的，并构造成向节点的操作者提供用于携带节点的手段。钉306构造为具有用于穿透地面的锐利尖端306a，以实现地面与位于壳体内的地震传感器(例如，mems传感器)之间的良好联接。
58.壳体302由基座310和盖件320这两个部件构成。盖件320附接到基座310，使得壳体302形成密封的内部腔室312(稍后讨论)。应注意的是，腔室312形成在基座310内，并具有开口侧312’。当盖件320附接到基座310时，盖件320关闭开口侧312’并密封腔室312。盖件320可以以各种方式附接到基座310。图3所示的实施例示出了用螺钉322将盖件附接到基座310。可以使用任何类型的螺钉。在该实施例中，使用四个螺钉。然而，本领域的技术人员将理解的是，可以使用更多或更少的螺钉。应注意的是，手柄304附接到基座310，而不是附接到盖件320，这是因为如后面讨论的那样，相同的基座用于其它类型的传感器。此外，钉306被可移除地附接到基座，而钉对于afu节点而言不是必需的。
59.在该实施例中，盖件320仅具有一个元件，即外部连接插头330。外部连接插头330具有用于电连接至对接模块的第一针脚332和第二针脚334。第一针脚332和第二针脚334由
保护裙部336包围，该保护裙部构造成不仅吸收冲击，而且防止水进入腔室312。保护裙部336可以由橡胶或类似材料制成。此外，盖件320具有围绕保护裙部336形成的刚性带338，以防止对针脚332和334的任何意外冲击。
60.基座302成形为盒，其具有围绕盒的三个侧面形成的沟槽型凹部340。凹部340成形为与人手相符，从而使得节点的操作者可以容易地处理节点。该特征暗示了用于配合操作者的手的基座310的尺寸(小于20cm)。这样，在再充电过程中，节点易于处理。
61.图4a示出了与dfu节点302共享相同的基座310的afu节点400。因此，afu节点400具有包括基座310和另一盖件420的壳体402。手柄304是与dfu节点300的手柄相同的手柄。基座310具有相同的凹部340，以便于操作者容易地操作。盖件420通过与dfu节点300的螺钉相同的螺钉322附接到基座。然而，afu节点的外部连接插头430与dfu节点的外部连接插头330不同，例如外部连接插头430具有外螺纹431，原因将在稍后讨论。图4b示出了壳体402具有形成在基座310中的接纳单元350，并且该接纳单元构造成接纳钉306。接纳单元350可以具有与钉306上的相应螺纹配合的螺纹352，使得钉306可以根据需要被附接到基座或从基座移除。对于afu单元400，不需要钉，因此，图4a和图4b示出了没有钉306的壳体402。因此，钉306可以根据需要相对于基座310增加或移除。
62.图5示出了节点300的壳体302的内部以及由壳体储存的各种电子部件和非电子部件的分解图。关于基座310的内部，应注意的是，基座310的内部形成有仅在一个面处开口的腔室312，腔室312构造成盖件320在附接到基座310时完全覆盖腔室。如图所示，在腔室312的内部，存在沿第一方向x直线地延伸的第一引导件314。第一引导件314可以由与基座310相同的材料或不同的材料制成。在一个实施例中，第一引导件314和基座310都由塑料或复合材料制成。然而，在另一实施例中，第一引导件314和基座310由金属制成。
63.腔室312还可以包括第二引导件316，第二引导件可以与第一引导件314平行地延伸。第一引导件和第二引导件这两者都沿着基座310的相反两侧(或面)延伸，并且第一引导件和第二引导件构造成引导各种元件。例如，第一引导件314构造为将主电子板510引导到腔室312中，而第二引导件316构造为将电池组530引导到腔室312中。主电子板510包括印刷电路板，在该印刷电路板上添加有一个或多个电子部件512。电子部件512可以是用作控制器的集成电路514、构造为存储所收集的地震数据的存储装置515、天线516、收发器517和gps模块518。必要时可以包括其它电子装置。天线516连接到收发器517，收发器517构造为与采集器建立无线通信，而gps模块518接收可以包括时间戳和位置信息的gpu信号。在一个应用中，节点300包括单个收发器和单个天线，以与其它节点以及与采集器装置通信。如稍后将讨论的那样，处理器514可以协调节点300的一个或多个功能。
64.整个主电子板510可以附接到专用的缓冲器或阻尼元件520a和520b，并且该组合件沿着第一引导件314一起插入到腔室312中。换句话说，阻尼元件将主电子板夹在中间，并且仅阻尼元件接触第一引导件。因此，阻尼元件520a和520b直接接触第一引导件，而主电子板不直接接触第一引导件。阻尼元件由阻尼材料制成，即，能够吸收由冲击引起的动能并将动能转换成其它形式的能量(例如热)的材料。这种材料的实例是橡胶或软塑料或复合材料。阻尼元件可以实施为两端固定的梁，但是允许梁的其余部分振荡以减弱冲击。阻尼元件的目的是吸收可能以其他方式被传递到主电子板(例如，如果节点坠落在地面上)或者来自由于节点的运输引起的内部振动的任何动能，使得主电子板上的电子器件不会损坏。这样，
在主电子板与基座之间以及与壳体的模制件之间不存在硬的点接触。阻尼元件具有第二目的，第二目的涉及主电子板与外部连接插头330的对准，这将在后面讨论。
65.图6示出了容纳主电子板510和电池组530的基座310，在腔室312内主电子板和电池组都附接到主电子板和电池组的引导件。还示出了传感器装置540直接附接到基座312的壁部。应注意的是，电池组530比先前用于地震节点的电池小得多。例如，先前用于地震节点的典型电池包括10个单位电池(cell)，而电池组530可以仅包括4个单位电池。这是因为主电子板510已经被优化为包括更少(较少)的电子部件和/或低功耗处理元件。此外，处理器514是低功率微控制器，并且所有电子部件的功率效率都得到了提高。另外，仅使用一个收发器来执行下述两项：(1)与其它节点的多跳路由以及(2)与采集器装置的本地数据交换(即，长距离和中距离操作)，这也需要较少的能量。所有这些因素的组合允许dfu节点300或afu节点400使用比现有地震节点小的电池。
66.图6还示出了主电子板510具有位于一侧的两个或更多个连接带522，使得当盖件320或420附接到基座310时，连接带将自动地与外部连接插头330或430的相应的电连接器接合。连接带522通过吸收接触表面在六个自由度中的任何一个自由度上的相对定位之间的任何失准来提供与盖件的触头平面(flats of contacts)的电连续性。这些失准可能来自若干来源：盖件相对于壳体的相对位置或者板相对于壳体或盖件的因电子部件的减震所需要的移动性。不管这些失准如何，连接带的支撑力(或支撑“抵靠”)保证充电(电力)和数据交换电流的传递。带的形状可以使变形分布开，以保持带的刚度，并且带的槽使与触头平面的接触表面最大化。在与带相反的一侧，盖件具有柔性支撑(或柔性“抵靠”)以确保板的位置，从而确保电接触。在一个应用中，带522是柔性的，以在盖件的针脚与带接触时消除游隙，并且在接合(盖件固定到基座)时减少失准的问题。
67.图6还示出了第二引导件316可以包括附加引导件316’，附加引导件316’构造成支撑电池组530的重量。该附加引导件316’提供刚性的底部托盘，该底部托盘构造成承受节点与地面的碰撞，并且还确保良好联接。附加引导件316’的刚性可以用于消除振动模态。附加引导件316’可以与第二引导件316一起构造为确保电池组530夹紧或卡扣就位，而不需要额外的紧固装置。在图6中还可以看到，在基座310的一侧形成有孔610。该孔可以用于附接绳或线304，使得整个节点300可以在现场部署时容易地运输。
68.回到图5，电池组530具有自己的附接到电池组的减震器532a和532b，并且这些减震器与第二引导件316接合，如图6所示，以将电池组固定到基座310的内部。减震器532a和532b不仅保护电池530免受运输期间引起的各种不期望的冲击(例如，节点坠落在地面上)和内部振动，而且允许电池组的尺寸由于充电/放电过程和/或温度而膨胀。图5和图6都示出了电连接部534，电连接部将电池组530电连接到主电子板510，以便供电。在图5和图6所示的实施例中，电连接部534固定地附接到电池组530，并且通过连接头536可移除地连接到主电子板510。应注意的是，通过将电池组530放置到基座310的底部，由于第二引导件316位于第一引导件314下方，因此整个节点的重心降低，这是期望的，因为这使节点更稳定并且在钉306未完全嵌入地面中时更不易于朝向地面掉落。
69.图5还示出了传感器装置540，传感器装置构造成通过螺钉542附接到基座310。这是因为附接到传感器装置540的板546上的传感器544需要检测与粒子运动相关的参数，并且当在传感器与基座310之间存在良好的联接时，可以更好地检测粒子运动。应注意的是，
在该实施例中，板546包括用于将传感器544记录的模拟信号转换成数字信号的模数转换器。因此，由传感器装置540发送到主电子板510的信号是数字信号。由于这个原因，传感器装置540在这里也被称为数字传感器装置。放置了钉306的地面的粒子由于所产生的地震波而振动。这些粒子的振动通过钉和基座310传播到传感器装置540。为了精确地记录这些粒子振动，传感器544与基座310之间的良好联接是必要的。传感器544构造为检测地面粒子的位移、速度或加速度中的至少一者。在一个实施例中，传感器544是这样的微机电系统(mems)：其构造成用于确定沿着单个轴线或三个相互垂直的轴线的加速度。任何其它类型的传感器都可以用于确定与粒子振动相关的参数。传感器装置540通过可移除的电连接部550电连接到主电子板510。在该实施例中，电连接部550固定地附接到主电子板，并且可移除地附接到传感器装置。然而，也可以相反，或者两端都可以是可拆卸的。因此，当该组合件如稍后所讨论的那样被修改以使组合件成为afu节点时，传感器装置540被移除，并且电连接部550不被附接到传感器或者可以一起被移除。在一个实施例中，如果电连接部550被制造成可移除地附接到主电子板，则也可以移除afu节点的电连接部。
70.图5还示出了放置在盖件320与基座310之间用于密封腔室312的密封件560，从而防止水或粒子从节点外部进入腔室312。在这方面，应注意的是，这些节点有时被放置在潮湿或沙质的位置，并且因此所有这些潜在的破坏因素需要远离节点的电子器件。此外，图5示出了节点300可以可选地包括附接到盖件320的干燥剂材料570以及也附接到盖件320的rfid标签572。干燥剂材料570用于从腔室312内部吸收可能形成的湿气，而rfid标签572为节点提供唯一的id，从而易于识别哪个节点放置在哪里。应注意的是，在陆地地震勘测期间，在关注区域上可能放置即使不是数千也是数百个节点(或者甚至数万或数十万个节点)，并且跟踪所有这些节点是相当大的工作。通过使每个节点标记有具有唯一id的rfid，使得识别节点的工作更容易。
71.图5还示出了钉306可以与密封件307一起使用，以附接到基座310的外部。为了防止钉306从基座310脱离，可以将钉306通过螺钉309固定到接纳单元350(参见图3)。此外，图5和图6示出了软成型保护盖311可以设置在基座310的一部分上，以进一步防止由于坠落可能传递到节点的任何不希望的动能，从而保护电子部件免受冲击。在一个实施例中，如图6所示，软成型保护盖311的端部313可以是过成型的，以进一步增强该保护。
72.图5还示出了盖件320可以具有形成在相反两侧上的凹口或槽324，使得节点可以附接到来自图7所示的对接模块700的对接台702，并且保持在适当位置，以对电池再充电并转移所记录的地震数据。图7示出了在对接台702中的相应的夹子或突出部704，夹子或突出部704构造成接合节点300中的槽324，以与节点机械地接合，并在再充电过程中将节点保持在适当的位置。图7还示出了构造为电连接到节点的外部连接插头330上的基座连接插头706，并且通过该接口，电力从对接站700被转移到节点的电池530，并且所存储的地震数据从节点的存储器515被转移到与对接站700相关联的服务器。
73.现在讨论上述特征的各种可能的细节实现(它们中的一些甚至是可选的)。在这方面，图8示出了主电子板510、处理器514、存储器515、天线516、收发器517和gps模块518。应注意的是，在该实施例中，所有这些元件都直接放置在主电子板510上。然而，可以将这些元件中的一个或多个放置在辅助电子板上。图8还示出了当安装在基座310内时将主电子卡510夹在中间的阻尼元件520a和520b。在一个应用中，阻尼元件中的一阻尼元件构造成当节
点被撞击时阻止可移除地附接到主电子板510的存储卡810离开存储卡的位置。在这方面，应注意的是，对于处理节点的人员来说，将节点掉落到地上或将节点打到坚硬的表面中是常见的，这足以将存储卡从存储卡的位置移出，除非被阻尼元件阻挡。存储卡810可以对应于图5中所示的存储器515，并可以构造为存储所收集的地震数据。图8还示出了构造成从电池530接纳电连接部534的连接头536的电头537。应注意的是，电连接部534是柔性连接部，即，电连接部可以是弯曲的。
74.图8还示出了两个连接带522，两个连接带连接到主电子板510，并用于电连接到外部连接插头330的两个针脚。在这方面，图9示出了盖件320的背面，盖件32具有第一内部针脚910和第二内部针脚912，第一内部针脚910和第二内部针脚912延伸穿过盖件的整个厚度，以连接到盖件的正面上的第一外部针脚332和第二外部针脚334(参见图3)。第一针脚910和第二针脚920与第一连接带和第二连接带522电接合，以进行电能和数据转移。与第一针脚910和第二针脚920电连接的针脚332和334(图3和图5中所示)构造成与图7中所示的对接模块700的连接插头706接合。这样，电力和数据可以沿着这些元件在节点300的主电子卡510与连接至对接模块700的服务器之间转移。
75.如图10所示，第一针脚910和第二针脚912可以构造成具有半平坦和半圆形轮廓，从而存在平坦表面910a和912a，并且平坦表面910a和912a构造成直接接合相应的带522。在一个应用中，也如图10所示，支撑元件914和916(参见图9和图10)可以与盖件320一体地形成，并且这些支撑元件构造成分别直接支撑第一针脚910和第二针脚912。图10示出当盖件与基座310完全接合时，每个连接带522直接按压在对应的针脚910和912上，并且针脚被夹持在带522与支撑元件914和916之间。由于支撑元件914和916是刚性的，而第一连接带和第二连接带522是弹性的，例如由柔性金属制成，所以在带522与第一针脚910和第二针脚912之间实现了非常好的电联接。此外，当带522和针脚910、912分别在基座和盖件中预先定位时，自动实现这种联接，从而通过简单地将盖件320放置在基座310上而使它们彼此接触。
76.回到图9，图9还示出了如何将干燥剂材料570和rfid标签572在由专用槽920限定的相应位置处附接到盖件320的背面。盖件320的背面可以被制造成具有蜂窝结构922，以提供更大的机械阻力。图9还示出了放置在盖件320与基座310之间的密封件560以及凹口324。形成在盖件320中的孔924对应于图5所示的螺钉322。
77.存在这样的情况：希望在不从基座310上移除盖件320的情况下知道节点的状态，例如，当电池耗尽时、当存储卡存满时、当处理器工作时、当部件发生故障时等。对于这些情况，可以安装基于发光二极管的指示器，以指示节点的状态。在一种应用中，如图11a所示，在保护盖311和基座310的壁部中形成有孔1110，并且透光元件1112被放置到该孔中。透光元件1112可以是允许光通过但不允许水或其它微粒通过的塑料材料。发光二极管1120设置在腔室312内，例如，设置在主电子卡510上。发光二极管1120电连接到处理器514。根据处理器514检测到的关于节点各种元件的状态，处理器可以指示发光二极管1120通过光发射元件1112发送一个或多个短脉冲或长脉冲或它们的组合，使得节点的操作员可以在不打开盖件的情况下看到节点的状态。在一个实施例中，透光元件1112形成为具有与基座的壁部接合的形状，使得没有水可以从节点外部进入腔室。为了防止在元件上积聚冷凝物，元件的外表面可以是倾斜的，使得如果发生积聚，则冷凝物滑动到元件的边缘。
78.如前所述，凹部340和孔610在图12中示出为形成在基座310的壁部中。应注意的
是，在一个实施例中，保护盖311不在这些元件上延伸。在一个应用中，孔610实际上与凹部340连通。凹部340可以被制造成具有u形的抓握区域，这在将节点300放置到如图7所示的对接台中时对操作者特别有帮助。
79.在一个实施例中，如图13所示，在基座310与盖件320之间形成有通道1310，使得在螺钉322被移除之后，螺丝刀可以插入到该通道中，以从基座上撬开盖件。可能需要在将用于dfu节点300的盖件320改变为用于afu节点400的盖件420时执行该操作。在一个实施例中，螺钉322是没有嵌入物的自攻螺钉。可以使用其它类型的螺钉。
80.图14a更详细地示出了钉306以及如何将钉306附接到形成在基座310中的相应的接纳单元350。如先前所讨论的那样，钉306被附接到dfu节点300，以用于将该节点植入到地面中。然而，当该基座被结合到afu节点400中时，该钉从基座310上被移除。在一种应用中，钉306由塑料制成，以吸收冲击，如果被施加任何冲击的话。钉的轮廓可以选择为优化植入力与接合力之间的比率。例如，如图14a所示，可以沿着钉306形成有一个或多个脊1410。密封件307构造成用作缓冲器并且可以是橡胶密封件。钉306的上端306a构造成与接纳单元350接合，并可以具有半圈或四分之一圈式安装的双螺纹。如图14b所示，为了防止钉306从基座310脱离，可以将螺钉309添加到接纳单元350中以接触钉306，从而相对于接纳单元固定钉。应注意的是，密封件307和螺钉309构造成允许钉相对于基座的轻微轴向运动，以进一步缓冲要传递到基座的运动。
81.如先前所讨论的那样，基座310不仅可以用于dfu节点300，而且可以用于图4a和图4b中所示的afu节点400。换句话说，对于这些不同的节点，基座310是可互换的。这意味着这些节点的制造过程和组装被简化为对于两种节点使用共同的基座。如图15所示，用于afu节点400的基座310具有与用于dfu节点300的基座310完全相同的构造。甚至，放置在基座310内部的电子器件几乎类似于dfu节点300的电子器件。更具体的说，图15示出了相同的主电子板510和电池组530通过它们的减震器插入到形成在基座310中的引导件中。对于afu节点400，不存在内部传感器装置540，同时不同的外部传感器被附接到该节点。因此，在afu节点400中省略了传感器装置540及传感器装置540的电连接部550。在一个实施例中，图5所示的每个电子部件都存在于图15所示的实施例中，除了盖件320、传感器装置540和电连接部550之外。因此，所有这些共同的部件在此不再讨论。此外，使用如此多的共同部件简化了制造和组装过程，因为对于每个节点需要制造、储存和组装更少的部件。
82.afu的盖件420与dfu单元300的盖件320的不同之处在于盖件320的外部连接插头330。盖件420具有与用于dfu节点的盖件320不同的外部连接插头430，并且盖件420构造成通过外部连接插头430附接到一个或多个外部传感器(未示出)，例如地震检波器。外部连接插头430在图16中更详细地示出，并且包括设置在孔1612中的针脚1610，孔1612形成在连接插头430的半主体1614中。连接插头的半主体1614仅占据连接插头的一半。另一半是凹部1616，管状部分1618从该凹部上升到与半主体1614相同的水平。具有管状金属触点1622的孔1620形成在管状部分1618内部，以接纳来自外部传感器(未示出)的针脚。
83.与连接插头430配合的连接机构1700在图17a和图17b中示出。图17a示出了具有金属针脚1702和金属管状构件1704的连接机构1700，金属针脚1702和金属管状构件1704构造成分别与管状金属接触点1622和针脚1610配合。连接机构1700的主体1706构造成具有凸起的半部和下凹的半部，以与连接插头430的相应的下凹的半部1616和凸起的半部1614配合。
套筒1710被附接到连接机构上，并构造成通过螺纹与形成在连接插头430的外表面上的相应螺纹431(参见图4a)接合。图17b示出了连接机构1700，连接机构1700还具有缆线1720，该缆线将信息和/或电力从针脚/管状构件传输到附接到缆线的外部传感器。
84.关于这方面，图18示出了连接机构1700和传感器1800(例如，地震检波器)，连接机构1700和传感器1800附接到连接机构1700的缆线1720，如同连接到盖件420。应注意的是，连接插头430在图18中不可见，这是因为连接插头430被连接机构1700的套筒1710覆盖。虽然图18仅示出了附接到缆线1720的单个传感器1800，但是可以将多个传感器附接到该缆线。在另一个实施例中，如图19所示，可以通过连接机构1900将外部传感器(一个或多个)1800连接到连接插头430，该连接机构类似于连接机构1700，但是不具有套筒1710。外部传感器1800记录被如此发送到主电子板510的模拟数据。为此，地震节点400也被称为模拟现场单元。本领域的技术人员将理解的是，尽管图17a和图17b描述了kck2型连接器，但是可以使用其它连接器，只要连接机构和连接插头被构造为彼此配合即可。在这些图中选择kck2型连接器是合理的，因为工业中的常规传感器1800已经具有这种类型的连接，因此期望新节点400与现有传感器后向兼容。然而，这种历史原因不会阻止其他类型的连接可以用于afu节点400。
85.基于以上dfu节点300和afu节点400的描述，应注意的是，不管需要部署用于陆地地震勘测的传感器类型如何，使用共同基座310。如果需要部署数字传感器(例如mems传感器)，则将传感器装置放置在基座310内，并电连接到主电子板。如果需要部署模拟传感器(例如地震检波器)，则没有将传感器放置在基座内，而是从外部将传感器附接到覆盖基座的盖件。覆盖基座的盖件对于每种类型的传感器是不同的。对于数字传感器，盖件320具有外部连接插头330，外部连接插头用于在地震勘测之后或之前，当节点准备好时与对接模块交换电力和/或信息。对于模拟传感器，盖件420具有外部连接插头430，外部连接插头用于在地震勘测期间连接到外部地震传感器1800或者在地震勘测之前或之后连接到对接模块，以便维护。另外，dfu节点构造为接纳构造为植入地面中的钉306，以获得基座(基座容纳地震传感器)与地面的更好联接。当afu节点使用基座310时，不存在钉306，这时地震传感器1800直接连接到地面以记录地震数据。
86.虽然关于附图讨论的实施例示出了在附接盖件之前将基座310的侧面312’向周围环境敞开，并且该侧面用于将节点的各种电子部件装载到基座中或从基座卸载，然后用盖件320或420封闭相同的侧面以密封腔室312，但是本领域的技术人员将理解的是，基于相同的原因，这些实施例也可以修改为使用基座310的顶面或底面。换句话说，可以使基座310的顶面敞开，以装载或卸载各种电气部件，然后用盖件320或420封闭该顶面。基于相同的原因，可以使基座的底面敞开，然后用盖件320或420将底面覆盖。如果选择这种结构，则可以使插头330或430仍然形成在基座的侧面上。在一个变型例中，可以使基座的一个面用于装载和卸载电子器件，而基座的另一个面用于设置连接插头330或430。换句话说，虽然上述实施例使用盖件320或430来既封闭基座又承载与连接插头330或430相关联的电连接部，但是这两个功能可以根据操作者的需要而分离和分布在基座的不同面上，同时仍然具有用于dfu节点和afu节点的相同基座。另外，虽然本文讨论的实施例仅涉及用于dfu节点的mems传感器和用于afu节点的地震检波器传感器，但是可以在这些节点中具有其他传感器或其他传感器从外部连接到这些节点或附加传感器。例如，在一个应用中，可以将重力传感器放置
在基座内，单独地或者在传感器装置540上或者在主电子板510上。可以在腔室312内放置例如温度传感器等其他传感器。
87.现在参照图20讨论用于组装地震节点(dfu或afu节点)的方法。在步骤2000，设置基座310。如关于图5和图15所讨论的那样，对于两种节点，基座310是相同的。在步骤2002，做出该基座应当用于dfu节点还是afu节点的决定。如果需要制作dfu节点，则在步骤2004，通过专用柔性缆线将数字传感器电附接到主电子板，并且将该组合件沿第一引导件放置到基座中。如果需要制造adu节点，则在步骤2006，在没有传感器附接到主电子板的情况下，将主电子板滑入到基座中。在步骤2008，在不管是组装dfu节点还是组装afu的情况下，将电池组沿着第二引导件滑入到基座中，并且还通过柔性电缆将电池组电连接到主电子板。
88.在步骤2010，根据节点是dfu节点还是afu节点，选择盖件320或430。对于dfu节点，盖件320被选择为具有仅需要配合对接站的连接插头330，而对于afu组件，盖件420被选择为具有不仅与对接站模块配合而且与外部模拟传感器的连接机构配合的连接插头430。在步骤2012，选定的盖和相应的密封件通过螺钉附接到基座310，以完全密封基座，使得其中放置有电子器件的腔室312不与周围环境连通。如上参照图5和图15所述，盖可以用四个螺钉连接到基座上，在步骤2014，如果节点是afu节点，则外部传感器1800电气地且机械地连接到盖件420的连接插头430上。这样，通过使用共同基座310，dfu节点或afu节点可以用最少的部件和最少的组装步骤组装，这对于涉及数百和数千个节点之间的地震勘测是有利的。而且，由于不同元件的数量急剧减少，这种系统降低了拥有和维护与地震勘测相关联的设备的成本。图21中示出的这种系统2100包括多个dfu节点300和多个afu节点400。
89.所公开的实施例为不同类型的地震节点提供了共同平台(基座)。为了组装期望的地震节点，对应的传感器和盖件对于一种类型的地震节点与另一种类型的地震节点是不同的，并且在组装过程期间选择传感器和盖件。放置在基座内的电子器件和电池组是相同的。应该理解的是，该描述不是为了限制本发明。与之相反，实施例旨在覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物。此外，在实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对要求保护的本发明的全面理解。然而，本领域的技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践各种实施例。
90.所公开的实施例提供了一种特别适合与由本技术的申请人提交的标题为“无线地震采集节点的对接站”的美国专利申请us16/569,855中描述的对接站和/或与由本技术的申请人提交的标题为“多功能采集设备和操作方法”的美国专利申请us16/569,846中描述的设备结合使用的地震节点，这些美国专利申请通过引用整体并入本文。
91.虽然在实施例中以特定组合描述了本实施例的特征和元件，但是每个特征或元件可以在没有实施例的其它特征和元件的情况下单独使用，或者在具有或不具有本文公开的其它特征和元件的情况下以各种组合使用。
92.本书面描述使用所公开的主题的示例来使本领域的技术人员能够实践本主题，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。主题的保护范围由权利要求限定，并且可以包括本领域的技术人员想到的其他实例。这些其它实例旨在处于权利要求的范围内。