一種地震sh波三維勘探震源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地震SH波三維勘探震源裝置，包括步進電機、伺服控制器組、傳動軸、激震箱體，所述電機自帶編碼器，編碼器由連接線與伺服控制器組電連接；電機的輸出軸軸心通過軸承連接傳動軸，傳動軸上安裝有扇葉，扇葉與激震箱體的外盤連接；激震箱體以電機軸心為中心軸，設有上蓋和內外盤，上蓋與外盤連接，內外盤底部焊有釘齒；電機軸心穿過內盤中心，軸心末端焊有底錐，內盤底錐和釘齒將裝置固定于地面；電機通過傳動軸驅動扇葉帶動外盤繞內盤轉動，外盤轉動使其底部的釘齒和地面間產生切向的振動，產生各個方向的SH波。本裝置結構簡潔輕便運輸方便，且功率可調，能提供足夠的地震勘探能量，滿足工程勘察、金屬礦勘探等各種地質野外探測。
【專利說明】一種地震SH波三維勘探震源裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種地震SH波三維勘探震源裝置，屬于地震、地質勘探【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 橫波與縱波相比，具有速度低、頻率低、波長短，且不受地下水影響的優(yōu)點。因此， 橫波地震勘探可以達到縱波地震勘探所無法達到的分辨率和精確度，能更好的探測第四紀 覆蓋層厚度及其下伏基巖小構造。
[0003] 橫波有兩種類型，一種是SV波，是指質點在包括射線在內的鉛垂面內振動的橫 波，即質點的振動和波的傳播射線都在通過測線的鉛垂面內，水平檢波器沿X方向布置；一 種為SH波，是質點在水平面內振動的橫波，波在射線平面內傳播時，質點的振動在垂直于 射線平面的水平面內振動，水平檢波器沿Y方向布置。
[0004] 當入射波為SH波時，只產生同類的反射和透射波，而不發(fā)生波形的轉換，也就是 所謂的自生波，主要是因為SH波的振動方向決定了它沒有法線分量，只有位移分量。SH波 經過界面的時候不產生轉換波，在工程勘察中具有很大的優(yōu)勢。
[0005] 利用可控震源激發(fā)地震波，是進行地震勘探的重要技術。因此發(fā)展一種可以控制 產生地震波的頻率、能量大小、波類型的震源，在地質勘察領域起著越來越重要的作用，特 別是三維地震SH波的震源，對于開展SH波三維勘探起著決定性的作用。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是在SH波勘探中，提供一種采用有針對的激發(fā)模式，能產生比較單 一的地震SH波，適用于工程地質勘察，也可用于金屬礦勘探的且比較輕便的SH波震源裝 置，以滿足勘探的需求。
[0007] 為實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：提供一種地震SH波三維勘探震源 裝置，包括步進電機、伺服控制器組、傳動軸、震源激震箱體，所述的步進電機內部自帶編碼 器，編碼器通過連接線與伺服控制器組電連接；步進電機的輸出軸軸心通過軸承連接傳動 軸，傳動軸隨軸心轉動，傳動軸上安裝有扇葉，扇葉與震源激震箱體的外盤連接；所述的震 源激震箱體以步進電機的輸出軸軸心為中心軸，震源激震箱體由上蓋和內、外盤組成，上蓋 與外盤連接，所述的內、外盤底部均焊接有金屬釘齒；步進電機的輸出軸軸心穿過內盤的中 心，在內盤底部的軸心末端焊接有金屬的底錐，內盤底部的底錐和釘齒用于將裝置固定于 地面；步進電機通過傳動軸驅動扇葉帶動外盤、上蓋圍繞內盤轉動，外盤轉動使外盤底部的 釘齒與地面之間產生切向的振動，產生各個方向的SH波。
[0008] 所述的伺服控制器組包括信號發(fā)生器和伺服驅動器。
[0009] 所述的激震箱體內、外盤底部的金屬釘齒為對稱均勻焊接的金屬三棱椎體，內盤 的釘齒比較外盤的密集，內盤通過釘齒和底錐插入地面增大裝置和地面之間的摩擦力。
[0010] 所述的激震箱體、傳動軸和伺服控制器組組合安裝的重量小于30KG。
[0011] 所述的傳動軸上安裝的扇葉為對稱設置的，扇葉上設有增加重量的固定栓。
[0012] 本發(fā)明的地震SH波三維勘探震源裝置內盤、外盤之間有一定的空隙，保證兩個盤 在旋轉過程中不發(fā)生摩擦。激震箱體、步進電機、伺服驅動器和傳動軸的重量小于30KG，總 重量可以在扇葉的固定栓上對稱增加，以適應不同的重量和能量需求。
[0013] 本發(fā)明的裝置激震箱體的內盤底部有較多的釘齒，能夠很好地抓緊地面，外盤有 一圈釘齒，相對內盤的釘齒數量較少，在傳動軸的驅動下，扇葉帶動外盤旋轉，外盤旋轉引 起底部的釘齒與地面相切，產生剪切力，激發(fā)出SH波。
[0014] 本發(fā)明的地震SH波三維勘探震源裝置具有如下優(yōu)點：
[0015] 1、本發(fā)明是通過伺服控制器組控制并產生工作頻率，因此其工作信號和基本特性 可以人為控制，可以在設計震源掃描信號時避開干擾信號，提高自身信號的分辨率。
[0016] 2、本發(fā)明的裝置中激震箱體與步進電機間采用傳動軸連接的方式，大大減少了激 震箱體震動時與步進電機之間的互相干擾，提高了信號的分辨率。
[0017] 3、本發(fā)明的裝置為輕便小型可控震源組合裝置，激震箱體、傳動軸和伺服控制器 組組合安裝的重量小于30KG。裝置采用模塊式組裝，運輸方便，適用于地震勘探，金屬礦勘 探等地形復雜、車輛不易到達的地方，模塊式組裝方式便于拆卸和運輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的地震SH波三維勘探震源裝置的結構正面剖視示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明圖1中去掉上蓋和電機上部的俯視示意圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明圖1的底視示意圖。
[0021] 圖4為本發(fā)明地震SH波三維勘探震源裝置的工作流程圖。
[0022] 上述圖中：1_傳動軸、2-軸心、3-上蓋、4-扇葉、5 -固定檢、6-步進電機、7-編碼 器、8-伺服驅動器、9-信號發(fā)生器、10-內盤、11-外盤、12-底錐、13-釘齒。

【具體實施方式】
[0023] 以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
[0024] 實施例1 :本發(fā)明提供一種地震SH波三維勘探震源裝置，其結構如圖1、2、3所示。 裝置包括步進電機6、伺服控制器組、傳動軸1、震源激震箱體，所述的步進電機6為內部自 帶編碼器7的兩相混合式步進電機，編碼器7通過連接線與伺服控制器組電連接。
[0025] 一、伺服控制器組
[0026] 參見圖1、4,所述的伺服控制器組包括信號發(fā)生器9和伺服驅動器8,信號發(fā)生器 9選擇美國安捷倫公司生產的33250A80MHZ的任意波形發(fā)生器，通過伺服控制器控制一臺 0. 75KW的兩相混合式步進電機。
[0027] 二、步進電機與傳動軸
[0028] 步進電機6的輸出軸軸心2通過軸承連接傳動軸1，傳動軸隨軸心2轉動，參見圖 1、 2，步進電機和扇葉4之間用傳動軸1連接，傳動軸1上安裝的扇葉4為對稱設置的，扇葉 4上設有增加重量的固定栓5,可通過對稱增減固定栓5重量以適應激發(fā)不同能量的需求。 扇葉4與震源激震箱體的外盤11連接；步進電機6依靠反力驅動傳動軸轉動。
[0029] 三、震源激震箱體
[0030] 參見圖1、3,震源激震箱體以步進電機6的輸出軸軸心2為中心軸，震源激震箱體 包括上蓋3、內盤10和外盤11，上蓋3與外盤11連接、扇葉4也與外盤11連接。
[0031] 本實施例中內盤10底部對稱均勻地焊接有32個釘齒13,外盤11焊接的釘齒相對 內盤的數量少，只有25個釘齒13,步進電機6的輸出軸軸心2穿過內盤10的中心，在內盤 10底部的軸心2末端焊接有金屬的底錐12,內盤底部的底錐12和釘齒13將裝置緊緊地固 定于地面；在傳動軸1的驅動下，扇葉4帶動外盤11旋轉，外盤11旋轉引起外盤底部的釘 齒13與地面相切，產生剪切力，激發(fā)出沿外盤外緣所有切向方向的SH波。
[0032] 實施例2 :本發(fā)明提供一種地震SH波三維勘探震源裝置，其結構與實施例1基本 相同，不同的只是步進電機6采用三相伺服異步電機，本發(fā)明的裝置工作流程，參見圖4。
[0033] ⑴伺服控制器組由信號發(fā)生器9和伺服驅動器8組成的，伺服控制器組是可控震 源的控制部分，通過信號發(fā)生器9人為控制并產生工作頻率，把信號發(fā)生器內部預設的脈 沖序列發(fā)送給伺服驅動器8,每發(fā)送10000個脈沖，三相伺服異步電機的軸心2轉一度。由 于本發(fā)明為輕便小型的震源組合裝置，因此其工作信號和基本特性可以控制，可以在設計 震源掃描信號時避開干擾信號，達到提高自身信號的分辨率。
[0034] ⑵三相伺服異步電機轉動帶動傳動軸1驅動扇葉4帶動外盤11、上蓋3圍繞內盤 10轉動，外盤11轉動使外盤底部的釘齒13與地面之間產生切向的振動，激發(fā)出沿外盤外緣 所有切向方向的SH波。
[0035] 本發(fā)明沒有涉及的部分均可采用現有技術實現。
【權利要求】
1. 一種地震SH波三維勘探震源裝置，包括步進電機、伺服控制器組、傳動軸、震源激震 箱體，其特征在于：所述的步進電機內部自帶編碼器，編碼器通過連接線與伺服控制器組電 連接；步進電機的輸出軸軸心通過軸承連接傳動軸，傳動軸隨軸心轉動，傳動軸上安裝有扇 葉，扇葉與震源激震箱體的外盤連接；所述的震源激震箱體以步進電機的輸出軸軸心為中 心軸，震源激震箱體由上蓋和內、外盤組成，上蓋與外盤連接，所述的內、外盤底部均焊接有 金屬釘齒；步進電機的輸出軸軸心穿過內盤的中心，在內盤底部的軸心末端焊接有金屬的 底錐，內盤底部的底錐和釘齒用于將裝置固定于地面；步進電機通過傳動軸驅動扇葉帶動 外盤、上蓋圍繞內盤轉動，外盤轉動使外盤底部的釘齒與地面之間產生切向的振動，產生各 個方向的SH波。
2. 根據權利要求1所述的地震SH波三維勘探震源裝置，其特征在于：所述的伺服控制 器組包括信號發(fā)生器和伺服驅動器。
3. 根據權利要求1所述的地震SH波三維勘探震源裝置，其特征在于：所述的激震箱體 內、外盤底部的金屬釘齒為對稱均勻焊接的金屬三棱椎體，內盤的釘齒比較外盤的密集，內 盤通過釘齒和底錐插入地面增大裝置和地面之間的摩擦力。
4. 根據權利要求1的所述的地震SH波三維勘探震源裝置，其特征在于：所述的激震箱 體、傳動軸和伺服控制器組組合安裝的重量小于30KG。
5. 根據權利要求1的所述的地震SH波三維勘探震源裝置，其特征在于：所述的傳動軸 上安裝的扇葉為對稱設置的，扇葉上設有增加重量的固定栓。
【文檔編號】G01V1/143GK104062679SQ201410283669
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權日:2014年6月23日
【發(fā)明者】李廣超, 朱培民, 郭玉松, 張毅, 毋光榮, 余凱 申請人:黃河勘測規(guī)劃設計有限公司, 中國地質大學（武漢）