[其他]地震檢波器彈簧

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• 申請號: 101985000007584
• 申請日: 1985-10-16
• 公開（公告）號: CN1004771B
• 公開（公告）日: 1989-07-12
• 發明（設計）人: A·L·哈格杜恩;F·A·維特林加
• 申請（專利權）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－基準質量的地震檢波器彈簧，其中包括：使該基準質量橫向和軸向對準中心的第一裝置（２、３、５）；用于使該基準質量橫向對準中心，并提供一強阻尼的徑向柔量，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質量懸置在一剛性固定支承結構上檢測運動的裝置。一般地，該質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，使線圈架橫向對準磁場，其軸位于磁場中。彈簧還構成一個具有預定諧振頻率的懸置系統。

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，當反射或折射波遇到地震檢波器時，懸置在兩個彈簧之間的線圈架往往不動，而地震檢波器殼體和它連接的磁路隨地面移動。線圈架通過磁場的移動在地震檢波器的輸出端產生一個電壓。地震檢波器陣的這個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別地下結構的形狀，還可以發現礦藏，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，并具有由數條腿連接的一內環和一外環。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，三條腿結構一般被認為是最優越的。

地震檢波器彈簧腿的橫截面一般為矩形，彈簧內外環接點之間的腿沿其長度彎曲。蝕刻以后，彈簧按照已知技術“預制”。預制完成，內環相對于外環偏移或移位。這樣當一質量懸置在兩個這種彈簧之間時，各彈簧的內環、腿和外環處于同一平面。

某些具有多環結構的彈簧，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真實地顯示一個地震檢波器和地震檢波器彈簧，它能體現上述的先有技術。它有由多個臂連接的外環和內環。

US-3，602，490也涉及地震檢波器，和上述的US-4，285，054屬于同一技術領域。它的彈簧由四個同心環組成，逐次地沿著圓周上的一個位置相連接著（所謂懸臂環）。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，它由多個同心環組成，也是懸臂式的。這不是地震檢波器彈簧，只是一種閥簧。所有懸臂環都是為了產生一個軟環。理論上能承受某些程度的扭變形，雖然事實上因為它是用在閥上而不會發生這種扭變形。

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動的軸平行的方向檢測運動。因此，最好能使線圈架的任何橫向運動的影響消除或減少到最低限度，該橫向運動是隨著與地震檢波器中的懸置線圈架的運動軸線不平行的力而產生的。

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使地震檢波器在線圈中產生一個不希望有的，即假電動勢。由于其Q值高，在造成運動的力消失之后，運動還會持續一段時間。這個諧振被認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。

因為線圈架的幾何尺寸和質量對于一定型號的地震檢波器是在制造公差內的常數，所以寄生諧振頻率也是常數。因此，改變懸置彈簧的幾何尺寸可以提高或降低這個寄生頻率。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，假信號不會干擾或摻雜有意義的信號。增加彈簧橫向剛性的一個常用方法是縮短彈簧腿。不過，當彈簧腿相當短時，彈簧的非線性使信號的失真增大，而且彈簧的壽命減少。