[其他]地震檢波器彈簧

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• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000007584
• 申請日: 1985-10-16
• 公開（公告）號: CN1004771B
• 公開（公告）日: 1989-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·L·哈格杜恩;F·A·維特林加
• 申請（專利權(quán)）人: 杰奧蘇斯公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陶增煒

一用于懸置－基準(zhǔn)質(zhì)量的地震檢波器彈簧，其中包括：使該基準(zhǔn)質(zhì)量橫向和軸向?qū)?zhǔn)中心的第一裝置（２、３、５）；用于使該基準(zhǔn)質(zhì)量橫向?qū)?zhǔn)中心，并提供一強(qiáng)阻尼的徑向柔量，以防止第一裝置（２、３、５）的受力超出其彈性極限的第二裝置（４、７）。

本發(fā)明一般地涉及地震檢波器，特別是用于地震檢波器或地震儀的懸置彈簧。

地震檢波器是通過把一慣性基準(zhǔn)質(zhì)量懸置在一剛性固定支承結(jié)構(gòu)上檢測運(yùn)動(dòng)的裝置。一般地，該質(zhì)量是靠彈簧懸置在磁場中的一線圈架，線圈架的各端都裝有一彈簧。彈簧把線圈架定位在磁場中，使線圈架橫向?qū)?zhǔn)磁場，其軸位于磁場中。彈簧還構(gòu)成一個(gè)具有預(yù)定諧振頻率的懸置系統(tǒng)。

在地震工作中，地震波從地面或接近地面處傳入地殼，這些地震波的一部分從地下層的界面反射或折射。地震檢波器在地面上成陣或成組排列，當(dāng)反射或折射波遇到地震檢波器時(shí)，懸置在兩個(gè)彈簧之間的線圈架往往不動(dòng)，而地震檢波器殼體和它連接的磁路隨地面移動(dòng)。線圈架通過磁場的移動(dòng)在地震檢波器的輸出端產(chǎn)生一個(gè)電壓。地震檢波器陣的這個(gè)輸出以能分析的形式記錄下來。熟練的程序員能通過分析識(shí)別地下結(jié)構(gòu)的形狀，還可以發(fā)現(xiàn)礦藏，例如油和氣。

如今的地震檢波器廣泛地使用十字形彈簧。這種彈簧通常用彈性材料圓盤制成，并具有由數(shù)條腿連接的一內(nèi)環(huán)和一外環(huán)。這些腿按予定的形式靠蝕刻或沖壓彈性材料制成。一般采用三條這樣的腿，三條腿結(jié)構(gòu)一般被認(rèn)為是最優(yōu)越的。

地震檢波器彈簧腿的橫截面一般為矩形，彈簧內(nèi)外環(huán)接點(diǎn)之間的腿沿其長度彎曲。蝕刻以后，彈簧按照已知技術(shù)“預(yù)制”。預(yù)制完成，內(nèi)環(huán)相對于外環(huán)偏移或移位。這樣當(dāng)一質(zhì)量懸置在兩個(gè)這種彈簧之間時(shí)，各彈簧的內(nèi)環(huán)、腿和外環(huán)處于同一平面。

某些具有多環(huán)結(jié)構(gòu)的彈簧，已公開在美國專利3，598，389，3，602，490和4，285，054中。

其中US-4，285，054真實(shí)地顯示一個(gè)地震檢波器和地震檢波器彈簧，它能體現(xiàn)上述的先有技術(shù)。它有由多個(gè)臂連接的外環(huán)和內(nèi)環(huán)。

US-3，602，490也涉及地震檢波器，和上述的US-4，285，054屬于同一技術(shù)領(lǐng)域。它的彈簧由四個(gè)同心環(huán)組成，逐次地沿著圓周上的一個(gè)位置相連接著（所謂懸臂環(huán)）。它只能承受非常小的橫向位移，但主要用來承受扭變形。這是制造軟彈簧的方法，即這種彈簧在軸向是很軟的。

US-3，598，389公開了一種彈簧，它由多個(gè)同心環(huán)組成，也是懸臂式的。這不是地震檢波器彈簧，只是一種閥簧。所有懸臂環(huán)都是為了產(chǎn)生一個(gè)軟環(huán)。理論上能承受某些程度的扭變形，雖然事實(shí)上因?yàn)樗怯迷陂y上而不會(huì)發(fā)生這種扭變形。

地震檢波器用來從大致與線圈架相對于地震檢波器殼體運(yùn)動(dòng)的軸平行的方向檢測運(yùn)動(dòng)。因此，最好能使線圈架的任何橫向運(yùn)動(dòng)的影響消除或減少到最低限度，該橫向運(yùn)動(dòng)是隨著與地震檢波器中的懸置線圈架的運(yùn)動(dòng)軸線不平行的力而產(chǎn)生的。

在地震工作中，與地震檢波器軸線不完全平行并含有寄生頻率或非常接近寄生頻率的頻率分量的震動(dòng)使地震檢波器在線圈中產(chǎn)生一個(gè)不希望有的，即假電動(dòng)勢。由于其Q值高，在造成運(yùn)動(dòng)的力消失之后，運(yùn)動(dòng)還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。這個(gè)諧振被認(rèn)為是地震檢波器中的主要寄生頻率，由于它限制了地震檢波器的上凈帶寬，所以是極不希望有的。

因?yàn)榫€圈架的幾何尺寸和質(zhì)量對于一定型號的地震檢波器是在制造公差內(nèi)的常數(shù)，所以寄生諧振頻率也是常數(shù)。因此，改變懸置彈簧的幾何尺寸可以提高或降低這個(gè)寄生頻率。這一特性已被用來提高假信號的頻率，直到由于彈簧的橫向剛性的增加而使這些假信號超出地震檢波器所希望有的頻譜之外。用這種方法，假信號不會(huì)干擾或摻雜有意義的信號。增加彈簧橫向剛性的一個(gè)常用方法是縮短彈簧腿。不過，當(dāng)彈簧腿相當(dāng)短時(shí)，彈簧的非線性使信號的失真增大，而且彈簧的壽命減少。