一种采用光扫描捡拾地震波的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采用光扫描捡拾地震波的方法及装置，主要由检波器外封装壳、电缆线、检波器芯封装壳、信号输入线接线柱、信号输出线接线柱、绝缘板、检波器芯密封盖、光头、光刻度条、质量块、金属外壳拉钉、质量块拉钉、弹性拉线、外封装壳密封盖等所组成。由于采用光扫描方式可以定向读取地震机械波引起的弹性物体在应力作用下的位移轨迹，有效消除了来自其他方向的杂波干扰；避免了常用的电磁感应等方式中弹性材料自身固有频率造成的非线性失真和频带限制，动态范围大；由于光束的精度极高，这种装置的分辨率、灵敏度也很高。本装置适用于地球物理勘探尤其是精细勘探中对地震波岩层反射信息的拾取和采集。

【技术实现步骤摘要】
一种采用光扫描捡拾地震波的方法及装置
本专利技术涉及激光技术及数字
，具体地说是涉及一种适用于地球物理勘探作为地震资料采集用的地震波拾取装置，即通常称作的检波器。
技术介绍
目前，在地球物理勘探资料采集中所用的电磁感应动圈式检波器、压电检波器、数字检波器等各种检波器都存在以下问题或以下部分问题：带宽窄、灵敏度低、非线性失真大、方向性差、抗电磁干扰差、动态范围小，在精细勘探中很难满足高灵敏度、高精度的要求，限制了勘探质量的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有检波器存在的技术性能低的不足，提供一种大幅度全面提高性能的光扫描捡拾地震波的方法及装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用光扫描捡拾地震波的方法及装置，以下简称光检波器，由光检波器芯及带有尾椎的外封装壳所构成。光检波器芯主要由光刻度条、光头、质量块、拉钉、高弹力拉线、信号输入接线柱、信号输出接线柱、绝缘板、多芯电缆线、光检波器芯封装壳、光检波器芯密封盖所组成。四根高弹力拉线分别穿进四组拉钉的孔中打结固定，四组拉钉分别对应焊接在外壳和质量块上以便固定并绷直拉线，使质量块处于悬空状态，在地震机械波作用下，光检波器外壳受到地震波交变应力作用产生相应的弹性形变和相应的机械振动，由于高弹力材料做成的拉线极易拉伸和收缩的性能，极大地减弱了传递到质量体那一端的振动，加之重量很大的质量块的巨大惯性，使得质量块几本不受机械波振动的干扰而处于悬空静止状态。光刻度条粘贴在质量块面向光头的平面上，光头对准光刻度条中间部位固定在光检波器芯封装壳上。光检波器芯密封盖盖在光检波器封装壳开口的那一面上对光检波器芯进行密封，密封盖上面固定一块绝缘板，绝缘板上安装有输入输出接线端，光头的输入输出信号连接在相应的接线端上，多芯电缆线一端连接在各相应接线端上，多芯电缆线引出到光检波器外面的那一端在使用时与相应的外部设备信号输入输出端相连。密封好的光检波器芯装在带有尾椎的检波器外封装壳中，外壳密封盖盖在光检波器外封装壳上。下面叙述光检波器的工作原理：在光刻度条平面上从下到上依次刻有“0”、“1”相间的一系列刻度，光头发出的光照射到某个刻度上，就可读出那一刻度的数据“0”或“1”。前面已经阐述了，在地震波到来时，刻度条“悬空”，基本不受地震波的影响而处于静止状态。应用中，光检波器尾椎插入泥土中，地震波到来时，引起光检波器壳体产生相应的应力，在这种应力作用下，壳体产生与地震波一致的细微的位移变化，固定在壳体上的光头也产生同样的位移变化，照射到相对静止的光刻度条上的精细光束扫描不同的刻度，就可读出这种随地震波而变化的位移轨迹，达到记录(传感)地下岩层反射的地震波的目的。我们知道，要描述一个机械波，就应该知道这个波的振幅随时间的变化轨迹、辨别波的正半周和负半周、正负半周的交界处即为“0”点。确定“0”点：在地震信号采集仪器发出激励信号(用来产生地震波，例如激发炸药爆炸而引起的地震波)时，光检波器的光头开始读数。地震波还没到达前读的数据无效，在光头记录到的数据发生了变化时(判断数据变化的依据是读数由“1”变为“0”或由“0”变为“1”)，这时就可作为地震波的“0”点。这里要说明一下，地震波频率很低，一般在100多Hz以下，而数据刻度间距十分微小，可达纳米级，光头读数频率极高，这样一来，即使开始丢失一两个数据也不会产生任何不良的影响。确定正负半周：假定在“0”点处光线开始上行为正半周，下行为负半周。为了知道每次读出的“1”是上行还是下行的，每个刻度不是等间距的，而是按同样规律变化，宽窄不一样的。假定从下到上依次由窄变宽，例如可用二进制的规律进行刻度，假设最下面一个刻度的“0”和“1”各占一个单位的宽度，上面的一个刻度就各占两个单位的宽度，再往上为四个单位的刻度，依此类推，直到刻出最上面的一个刻度。由于刻度的宽度不一样，就可以比较出相邻两个刻度“1”和“0”所占据的时间，如果后一刻度读出数据的时间长就是上行，反之则为下行。只是由上行和下行还不足以判断波的正负半周。道理很简单，正半周到达峰值后就开始下行，但仍然为正半周；负半周到达峰值后就开始上行，但仍然为负半周，判断正负半周的依据是过“0”点。假设在正半周的下行阶段，到达了开始认定的“0”点，过这“0”点后继续下行就是负半周，反之亦然。确定峰值点：对于正半周来说，从“0”点开始，光线由下往上扫描，读数刻度由窄变宽，数据读取时间由短变长，当读到某个数据时，读数时间开始由长变短，这个数据所对应的刻度点就是峰值点，对于负半周来说，与此类似，不再赘述。确定振幅：由于刻度间隔是事先已知的，只要把在某个方向(如正半周)从“0”点到峰值点读到的“1”进行累加计数，就知道在那一方向位移的大小，从而准确地描述出振幅来。本专利技术的有益效果是：由于采用精细光束直接定向读取机械振动不同时间的位移量，因此，方向性好，可以定向读取所需的地震波，使其他方向的干扰波受到极大抑制；不受电磁干扰的影响；灵敏度高；非线性失真小；动态范围大；带宽宽。由于上述这些优点，本光检波器特别适用于现代高精度、高质量的精细勘探。附图说明图1：是光检波器外观示意图图2：是光检波器芯子外观示意图图3：是光检波器芯子结构示意图图中1.光检波器外封装壳，2.外壳密封盖，3.多芯电缆线，4.光检波器芯封装壳，5.信号输出接线柱组，6.信号输入接线柱组，7.绝缘板，8.光检波器芯密封盖，9.光头，10.光刻度条，11.金属外壳拉钉组，12.弹性拉线组，13.质量块，14.质量块拉钉组，15.信号输入线组，16.信号输出线组，17.光检波器芯具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的实施例：图1、图2、图3所示的光检波器，主要由光刻度条10、光头9、质量块13、金属外壳拉钉组11、质量块拉钉组14、高弹力弹性拉线组12、信号输入接线柱组6、信号输出接线柱组5、绝缘板7、光检波器芯密封盖8、信号输入线组15、信号输出线组16、光检波器芯封装壳4、多芯电缆线3、外壳密封盖2、光检波器外封装壳1所组成。其中，金属外壳拉钉组11的四个拉钉根据质量块的高度，两两对应焊接在光检波器芯内侧壁相对的适当位置，质量块拉钉组14的四个拉钉分别焊接在质量块13两侧与金属外壳各拉钉两两对应的位置上。如图三所示，高弹力弹性拉线12的四根拉线分别穿过相对应的质量块拉钉组14各拉钉孔和金属外壳拉钉组11的各拉钉孔并打结固定使质量块13处于悬空状态。光刻度条10粘贴在质量块13面对光头的一面。光头固定在光检波器芯封装壳4内壁上，朝向光刻度条10中部位置，绝缘板固定在光检波器密封盖8上，信号输入接线柱组6、信号输出接线柱组5固定在绝缘板7上。光头信号输入线15各连线连接至信号输入接线柱组6各相应接线柱上，光头信号输出线16各连线连接至信号输出接线柱组5各相应接线柱上。多芯电缆线3各芯线对应连接至信号输入接线柱组6、信号输出接线柱组5各接线柱上。光检波器芯密封盖8盖在光检波器芯封装壳4开口的那一面上。至此，光检波器芯17已做成。将光检波器芯17装入光检波器外封装壳1，盖上外壳密封盖2并旋紧，一个完整的光检波器已做成。在应用时，将光检波器的尾椎插进测量点的泥土中，多芯电缆线连接到外部设备相应连接端待用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用光扫描捡拾地震波的方法及装置，由光检波器芯(17)、光检波器外封装壳(1)和外壳密封盖(2)所组成，其特征在于：所述的光检波器芯(17)由质量块(13)、光刻度条(10)、光头(9)、金属外壳拉钉组(11)、质量块拉钉组(14)、高弹力弹性拉线组(12)、信号输入线组(15)、信号输出线组(16)、绝缘板(7)、信号输入接线柱(6)、信号输出接线柱(5)、电缆线(3)、光检波器芯封装壳(4)、光检波器芯密封盖(8)所组成，光检波器芯(17)装在具有尾椎形的光检波器外封装壳(1)中，外壳密封盖(2)盖在光检波器外封装壳(1)有开口的一面上。

【技术特征摘要】
1.一种采用光扫描捡拾地震波的装置，由光检波器芯(17)、光检波器外封装壳(1)和外壳密封盖(2)所组成，其特征在于：所述的光检波器芯(17)由质量块(13)、光刻度条(10)、光头(9)、金属外壳拉钉组(11)、质量块拉钉组(14)、高弹力弹性拉线组(12)、信号输入线组(15)、信号输出线组(16)、绝缘板(7)、信号输入接线柱(6)、信号输出接线柱(5)、电缆线(3)、光检波器芯封装壳(4)、光检波器芯密封盖(8)所组成，光检波器芯(17)装在具有尾椎形的光检波器外封装壳(1)中，外壳密封盖(2)盖在光检波器外封装壳(1)有开口的一面上。2.如权利要求1所述的一种采用光扫描捡拾地震波的装置，其特征在于：所述的光刻度条(10)粘贴在质量块(13)面向光头(9)的平面上，同时，通过金属外壳拉钉组(11)、质量块拉钉组(14)、高弹力弹性拉线组(12)使粘贴有光刻度条(10)的质量块(13)处于悬空状态。3.如权利要求2所述的一种采用光扫描捡拾地震波的装置，其特征在于：所述的光刻度条(10)的数据采用“0”和“1”相间的方式进行刻度，从下到上数据“...

【专利技术属性】
技术研发人员：程雄，
申请(专利权)人：程雄，
类型：发明
国别省市：