專利名稱：磁性液體氣體彈簧地震檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地震檢波器，特別是指利用磁性液體材料在磁體附近的密封性能來形成地震檢波器氣體彈簧的磁性液體氣體彈簧地震檢波器。
背景技術(shù)：
地震檢波器是用于地質(zhì)勘探和工程測量的專用傳感器，是一種將地面振動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅?，或者說是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。地震勘探的基本原理是利用人工地震在地層中產(chǎn)生振動信號，根據(jù)設(shè)計要求在距離激發(fā)點不同的地方布置傳感器(即地震檢波器)接收振動信號，然后對接收到的振動信號進(jìn)行處理、解釋，根據(jù)信號的頻率、振幅、速度等信息分析不同深度地層的屬性、構(gòu)造的形態(tài) 等，從而初步判斷是否有具備生油、儲油條件，最后提供鉆探的井位。地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由傳感器(又稱檢波器)和數(shù)字地震儀組成。檢波器埋置于地面的裝置，把地震波引起的地面震動轉(zhuǎn)換成電訊號并通過電纜將電訊號送入地震儀；數(shù)字地震儀將接受到電訊號放大、經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)、存貯數(shù)據(jù)。
常規(guī)地震檢波器有磁電、渦流、壓電、壓阻式；新型的有=MEMS (微電子機(jī)械系統(tǒng))式得數(shù)字檢波器、FBG檢波器。對檢波器的要求是高頻響應(yīng)好、動態(tài)范圍寬、抗電磁干擾，靈敏度高。目前用于石油物探的動圈速度型檢波器是將活動的線圈固定在與磁鐵同軸的彈簧上，通過感應(yīng)外部振動使彈簧和線圈相對于磁鐵產(chǎn)生移動而由線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于彈簧的固有頻率，導(dǎo)致動圈速度型檢波器的探測頻帶很窄，不足以探測由人工爆炸產(chǎn)生的全部寬頻帶彈性波。為此石油地震勘探數(shù)據(jù)采集和處理普遍采用24位△一 Σ技術(shù)，動態(tài)記錄范圍可達(dá)120dB。在國內(nèi)外石油物探行業(yè)廣泛使用的是傳統(tǒng)的速度型檢波器，可記錄的最大動態(tài)范圍約為60dB，接收信號的畸變大，響應(yīng)頻帶窄，需幾個至幾十個檢波器組合才能降低噪音干擾，這樣加大了油氣勘探的成本。隨著勘探目的層深度的加大，深部石油地震反射信號中的高頻信號衰減加快，而低頻信號卻衰減很慢，使得檢波器的自然頻率越低檢測距離越遠(yuǎn)。而傳統(tǒng)動圈速度型檢波器卻對低頻信號(特別是小于6 Hz的信號)接收能力差。同時，傳統(tǒng)檢波器的高頻響應(yīng)能力也差，不利于高分辨率勘探，因此高性能檢波器技術(shù)成為高精度和深部地震勘探技術(shù)的一瓶頸環(huán)節(jié)。動圈式地震檢波器的自然頻率和彈簧的彈性系數(shù)的方根成正比，和動圈的質(zhì)量方根成反比。如果要減少檢波器的自然頻率，當(dāng)質(zhì)量一定時可以減少彈性系數(shù)，因為動圈的質(zhì)量一定從而重力一定，要支撐動圈，必須增加彈簧長度，從而增加檢波器的體積。當(dāng)增大質(zhì)量值時，則直接增大檢波器的體積。因此，彈簧動圈式檢波器在體積恒定的情況下很難減少自然頻率，增加檢測距離。由以上推導(dǎo)可知在一定體積下減少動圈式檢波器的自然頻率必須使用彈性系數(shù)可變的彈簧。在信號弱時小彈性系數(shù)值可檢查遠(yuǎn)距離的地震波，在信號強(qiáng)時大彈性系數(shù)值近距離的地震波。實現(xiàn)上述功能的彈簧，現(xiàn)在有用磁懸浮結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所用磁體較多，加工精度要求高。而且磁路復(fù)雜，感應(yīng)信號紊亂。對此可以使用同樣可變彈性系數(shù)的磁性液體氣體彈簧地震檢波器，其彈性系數(shù)隨著位移的增大而增大。因此磁性液體氣體彈簧檢波器完全可以滿足高性能檢波器的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種磁性液體氣體彈簧地震檢波器，與其他地震檢波器相比，這種地震檢波器利用由磁性液體密封的氣體彈簧支撐檢波器動圈，從而實現(xiàn)檢波器彈性系數(shù)隨著位移的增大而增大，滿足高性能檢波器的目的。附圖為本發(fā)明磁性液體氣體彈簧地震檢波器的結(jié)構(gòu)圖，現(xiàn)根據(jù)附圖對本發(fā)明磁性液體空氣彈簧檢波器的結(jié)構(gòu)說明如下
磁性液體氣體彈簧地震檢波器由外接線柱，上蓋，上密封圈，外殼，動圈骨架，線圈，永磁體，下磁靴，下磁性液體，氣體彈簧，下蓋，密封圈，下骨架蓋，上磁靴，上磁性液體，內(nèi)接線 柱，橫接線軟簧，上骨架蓋，內(nèi)部上接線柱，上接線軟簧組成。外殼與上下蓋之間通過上下密封圈封裝成一體，上下蓋的芯柱把磁體以及磁體上的上下磁靴緊緊夾持成固定連接，而在上蓋上鑲嵌有外接線柱。在外殼與磁體磁靴之間有由動圈骨架以及上下骨架蓋封裝在一起骨架組合，在骨架上鑲嵌有兩個內(nèi)橫接線柱，在上骨架蓋上鑲嵌有兩個內(nèi)部上接線柱，內(nèi)橫接線柱與動圈的兩個接線頭連接并且通過兩個橫接線軟簧與兩個內(nèi)部上接線柱連接，兩個內(nèi)部上接線柱又通過兩個上接線軟簧與兩個外接線柱連接。骨架組合與上下蓋之間有一定間隙，而與磁體磁靴之間也有一定間隙，此間隙由磁性液體密封，其中密封有氮氣形成的氣體彈簧。磁性液體氣體彈簧地震檢波器的工作原理是當(dāng)?shù)卣鸩ǖ竭_(dá)時地面產(chǎn)生振動時，檢波器外殼將隨地面一起振動；線圈及其骨架由于懸浮在有磁性液體密封的氣體彈簧上，則產(chǎn)生由相對外殼的慣性運(yùn)動，切割磁力線，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，進(jìn)而把地面振動轉(zhuǎn)化為電信號輸出。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著特點和積極效果
I.采用磁性液體對氣體彈簧進(jìn)行密封，具有無泄露，阻尼小，無磨損的優(yōu)點。2.氣體彈簧具有變彈性系數(shù)的特性。它的彈性系數(shù)與位移成反比，可以實現(xiàn)小信號時小彈性系數(shù)，大信號時大彈性系數(shù)。大大增加檢波器的響應(yīng)帶寬。對于探測深層遠(yuǎn)距尚地震具有積極作用。3.由于磁性液體的充入大大改善動圈骨架與上下蓋芯柱的潤滑，有效的降低假頻的干擾。


附圖為本發(fā)明磁性液體空氣彈簧檢波器的結(jié)構(gòu)剖視圖。其中I為外接線柱，2為上蓋，3為上密封圈，4為外殼，5為動圈骨架，6為線圈，7為永磁體，8為下磁靴，9為下磁性液體，10為氣體彈簧。11為下蓋，12為下密封圈，13為下骨架蓋，14為上磁靴，15為上磁性液體，16為內(nèi)橫接線柱，17為橫接線軟簧，18為上骨架蓋，19為內(nèi)部上接線柱，20為上接線軟簧。
具體實施例方式把外殼4與上下蓋2、11之間通過上下密封圈3、12封裝成一體，上下蓋2、11的芯柱把磁體7以及磁體7上的上下磁靴14、8緊緊夾持成固定連接，而在上蓋2上鑲嵌有外接線柱I。在外殼4與磁體7磁靴14、8之間有由動圈骨架5以及上下骨架蓋18、13封裝在一起骨架組合，在動圈骨架5上鑲嵌有兩個內(nèi)橫接線柱16，在上骨架蓋18上鑲嵌有兩個內(nèi)部上接線柱19，內(nèi)橫接線柱16與線圈6的兩個接線頭連接并且通過兩個橫接線軟簧17與兩個內(nèi)部上接線柱19連接，兩個內(nèi)部上接線柱19又通過兩個上接線軟簧20與兩個外接線柱I連接。骨架組合與上下蓋2、11之間有一定間隙，而與磁體7磁靴8、14之間也有一定間隙，此間隙由磁性液體9、15密封，其中密封有氮氣形成的氣體彈簧10。動圈骨架5與上下骨架蓋18、13之間進(jìn)行密封鑲嵌。這樣骨架組合與外殼之間形成氣體彈簧連接。外接線柱I與上蓋2之間絕緣鑲嵌，內(nèi)橫接線柱16與動圈骨架5之間絕緣鑲嵌，內(nèi)部上接線柱與上骨架蓋之間絕緣鑲嵌。電流可通過外接線柱1，上接線軟簧20，為內(nèi)部上接線柱19，上骨架蓋18，橫接線軟簧17，內(nèi)橫接線柱16，線圈6導(dǎo)通。·當(dāng)?shù)卣鸩ǖ竭_(dá)時地面產(chǎn)生振動時，檢波器將隨地面一起振動；線圈6及其動圈骨架5由于懸浮在有磁性液體9、15密封的氣體彈簧10上，則會產(chǎn)生相對于外殼4的慣性運(yùn)動，切割磁體7產(chǎn)生的磁力線，在線圈6中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，進(jìn)而把地面振動轉(zhuǎn)化為電信號通過外接線柱I輸出。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施方式，不應(yīng)被視為對本發(fā)明范圍的限制，而且本發(fā)明所主張的權(quán)利要求范圍并不局限于此，凡熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士，依照本發(fā)明所披露的技術(shù)內(nèi)容，可輕易思及的等效變化，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁性液體氣體彈簧地震檢波器，其特征在于把外殼4與上下蓋2、11之間通過上下密封圈3、12封裝成一體，上下蓋2、11的芯柱把磁體7以及磁體7上的上下磁靴14、8緊緊夾持成固定連接，而在上蓋2上鑲嵌有外接線柱I ;在外殼4與磁體7磁靴14、8之間有由動圈骨架5以及上下骨架蓋18、13封裝在一起骨架組合，在動圈骨架5上鑲嵌有兩個內(nèi)橫接線柱16，在上骨架蓋18上鑲嵌有兩個內(nèi)部上接線柱19，內(nèi)橫接線柱16與線圈6的兩個接線頭連接并且通過兩個橫接線軟簧17與兩個內(nèi)部上接線柱19連接，兩個內(nèi)部上接線柱19又通過兩個上接線軟簧20與兩個外接線柱I連接；骨架組合與上下蓋2、11之間有一定間隙，而與磁體7磁靴8、14之間也有一定間隙，此間隙由磁性液體9、15密封，其中密封有氮氣形成的氣體彈簧10 ;動圈骨架5與上下骨架蓋18、13之間進(jìn)行密封鑲嵌；這樣骨架組合與外殼之間形成氣體彈簧連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性液體氣體彈簧地震檢波器，其特征在于外接線柱I與上蓋2之間絕緣鑲嵌，內(nèi)橫接線柱16與動圈骨架5之間絕緣鑲嵌，內(nèi)部上接線柱與上骨架蓋之間絕緣鑲嵌；電流可通過外接線柱1，上接線軟簧20，為內(nèi)部上接線柱19，上骨架蓋18，橫接線軟簧17，內(nèi)橫接線柱16，線圈6導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性液體氣體彈簧地震檢波器，其特征在于磁靴14、8背向磁體7方向有兩個同心環(huán)凸起。
全文摘要
磁性液體氣體彈簧地震檢波器由外接線柱，上蓋，上密封圈，外殼，動圈骨架，線圈，永磁體，下磁靴，下磁性液體，氣體彈簧，下蓋，密封圈，下骨架蓋，上磁靴，上磁性液體，內(nèi)接線柱，橫接線軟簧，上骨架蓋，內(nèi)部上接線柱，上接線軟簧組成。外殼與上下蓋之間通過上下密封圈封裝成一體。在外殼與磁體磁靴之間有由動圈骨架以及上下骨架蓋封裝在一起骨架組合，骨架組合與上下蓋之間有一定間隙，而與磁體磁靴之間也有一定間隙，此間隙由磁性液體密封，其中密封有氮氣形成的氣體彈簧。與其他地震檢波器相比，這種地震檢波器利用由磁性液體密封的氣體彈簧支撐檢波器動圈，從而實現(xiàn)檢波器彈性系數(shù)隨著位移的增大而增大，滿足高性能檢波器的目的。
文檔編號G01V1/18GK102955171SQ20111024760
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者王家松, 韓國立, 楊翠蓮, 張奉亭, 韓躍, 余勇, 雷衛(wèi)武 申請人:浩華科技實業(yè)有限公司