專利名稱：一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收方向性的裝置，尤其涉及一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置。
背景技術(shù)：
檢波器是進(jìn)行彈性波探查時(shí)接收彈性波的傳感元件，也稱拾震器，在聲波測(cè)量領(lǐng)域稱為探頭，方向特性指檢波器對(duì)不同方向的響應(yīng)，這種響應(yīng)用靈敏度來(lái)表達(dá)。在檢測(cè)方向靈敏度時(shí)，通常都通過(guò)對(duì)同一能量的震源，檢波器測(cè)得的振幅大小來(lái)衡量。檢波器的方向靈敏度測(cè)量缺乏有效手段和專用裝置，目前對(duì)檢波器響應(yīng)的特性曲線的測(cè)定使用震動(dòng)臺(tái)，將檢波器固定在振動(dòng)臺(tái)上，改變震動(dòng)頻率測(cè)定振動(dòng)頻率不同時(shí)侯檢波器的相應(yīng)靈敏度，但是一般僅能測(cè)定順檢波器軸向和垂直檢波器軸向兩個(gè)方向。檢波器技術(shù)的發(fā)展，對(duì)非軸向的振動(dòng)位移的屏蔽有了很大的進(jìn)步，使檢波器的定向性有很大的加強(qiáng)，需要對(duì)檢波器的方向 靈敏度作測(cè)量來(lái)評(píng)價(jià)檢波器的方向特性，在研制檢波器時(shí)和用戶使用檢波器時(shí)都提出了需要了解各個(gè)方向響應(yīng)靈敏度的要求。但是振動(dòng)臺(tái)僅能向一個(gè)方向做往復(fù)位移振動(dòng)，難以測(cè)量檢波器對(duì)與其軸向不同角度的振動(dòng)位移的相應(yīng)靈敏度。所謂軸向，即其最大靈敏度的方向，對(duì)電感式檢波器來(lái)說(shuō)為順感應(yīng)線圈的方向，對(duì)壓電晶體式檢波器則為垂直壓電晶體的方向。至今未見(jiàn)有關(guān)測(cè)量檢波器對(duì)不同方向響應(yīng)靈敏度方法和有關(guān)裝置的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，它具有能有效測(cè)量檢波器方向靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，它包括一個(gè)盛有水的水槽，水槽壁內(nèi)側(cè)設(shè)有吸震材料層，在水槽上安裝有支撐裝置，所述支撐裝置的兩端分別與相應(yīng)的水槽壁連接，支撐裝置的中間位置設(shè)有萬(wàn)向節(jié)，在萬(wàn)向節(jié)中安裝有檢波器，萬(wàn)向節(jié)通過(guò)連接桿I，與重錘連接，所述整個(gè)水體下方支撐裝置上方支撐裝置的中心線上設(shè)有電火花發(fā)射探頭，所述檢波器和電火花發(fā)射探頭在一條直線上，所述水槽壁外側(cè)設(shè)有一個(gè)刻度盤(pán)，刻度盤(pán)上設(shè)有指針，所述水槽及支撐裝置均用橡膠包裹。所述支撐裝置包括一組轉(zhuǎn)軸、一組連接桿II和一個(gè)下橫桿，所述轉(zhuǎn)軸分別與通過(guò)相應(yīng)的連接桿II與下橫桿連接，所述轉(zhuǎn)軸分別安裝在相應(yīng)的水槽壁上，并穿過(guò)水槽壁，所述下橫桿向電火花發(fā)射探頭凸起，所述下橫桿中間最凸起點(diǎn)安裝有萬(wàn)向節(jié)，所述檢波器通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與下橫桿連接，所述轉(zhuǎn)軸與電火花發(fā)射探頭在一條直線上。所述萬(wàn)向節(jié)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在下橫桿的中央，所述外環(huán)套在內(nèi)環(huán)外，內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在外環(huán)的內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)環(huán)下方通過(guò)連接桿I與重錘連接，所述內(nèi)環(huán)的內(nèi)壁上安裝有檢波器。所述檢波器的接收面朝向水面。
所述刻度盤(pán)的O度位置與轉(zhuǎn)軸的中心重合，指針與轉(zhuǎn)軸連接。所述電火花發(fā)射探頭與通過(guò)電纜與電火花發(fā)生器連接，電火花發(fā)生器的控制放電開(kāi)關(guān)通過(guò)電線與彈性波接收主機(jī)連接，向彈性波接收主機(jī)給出啟動(dòng)采集的起始時(shí)間；所述彈性波接收主機(jī)通過(guò)電纜與檢波器連接。所述水槽為正立方形，邊長(zhǎng)為O. 8 3m。所述電火花發(fā)生器功率為5(Γ500瓦特,手動(dòng)控制輸出功率。本發(fā)明的激震點(diǎn)和檢波器均置于一個(gè)水槽中，激震采用電火花震源為電火花發(fā)射探頭，放置在一個(gè)半圓的圓心位置，檢波器安裝在一個(gè)支撐裝置上，其安裝點(diǎn)可以以激震點(diǎn)為圓心，按規(guī)定的度數(shù)間隔在此圓的圓周上運(yùn)動(dòng)，并使檢波器的接收面永遠(yuǎn)保持向上并平行水面，檢波器的安裝點(diǎn)與震源間不能有阻礙聲波由激震點(diǎn)向檢波器的傳播的物體，水槽及安裝檢波器的支撐裝置，均用吸收聲波的材料，即用橡膠包裹和覆蓋。但是水槽及安裝檢 波器的支撐裝置還是會(huì)有反射波到達(dá)檢波器，對(duì)檢波器接收到的直達(dá)波信號(hào)造成干擾，由于檢波器到激震點(diǎn)的距離和水中聲波傳播速度已知，故聲波從電火花激震點(diǎn)到檢波器的時(shí)間已知，可以根據(jù)這個(gè)時(shí)間分辨直達(dá)聲波的波型，以此為直達(dá)聲波波型對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度的測(cè)量結(jié)果作對(duì)比，去除其它的干擾波。本發(fā)明的有益效果
I.本發(fā)明提供了可以測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝備和方法，他避免了振動(dòng)臺(tái)的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用震源和檢波器均設(shè)在水中的方法，克服了震源及檢波器和介質(zhì)的耦合難以一致的帶來(lái)的測(cè)量振幅的誤差，解決了通過(guò)測(cè)量檢波器接收的波的振幅來(lái)評(píng)價(jià)靈敏度的精度要求。2.本發(fā)明提出用在水中產(chǎn)生的、震動(dòng)能量穩(wěn)定的電火花震源和檢波器設(shè)在水中的方法，可以采用同一個(gè)檢波器、同一個(gè)震源，測(cè)量來(lái)自與檢波器軸向呈各個(gè)角度方向來(lái)波的相應(yīng)振幅的大小，從而能夠精確測(cè)量檢波器在接收方向上的靈敏度。3.本發(fā)明中設(shè)計(jì)了一個(gè)安裝檢波器的支架，檢波器安裝在支架上，支架通過(guò)轉(zhuǎn)軸以電火花震源的電火花發(fā)生器為圓心可在水中旋轉(zhuǎn)180°。4.本發(fā)明中的萬(wàn)向節(jié)和重錘保證檢波器的接收面在所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到不同角度都能保持水平方向。5.本發(fā)明中水槽及支撐裝置均用橡膠包裹有效解決了檢波器與震源之間有阻礙聲波傳播物體的問(wèn)題。6.本發(fā)明中，下橫桿向電火花發(fā)射探頭凸出，用來(lái)減少桿的反射波對(duì)檢波器的干擾。


圖I為本發(fā)明的正面 圖2為本發(fā)明的側(cè)視 圖3為刻度盤(pán)與指針的結(jié)構(gòu)示意 圖4為萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)室的連接示意圖。其中，I.水槽，2.吸震材料層，3.電火花發(fā)射探頭，4.連接桿ΙΙ，5.轉(zhuǎn)軸，6.下橫桿，7.萬(wàn)向節(jié)，8.檢波器，9.萬(wàn)向節(jié)外環(huán)，10.萬(wàn)向節(jié)內(nèi)環(huán)，11.重錘，12.連接桿I，13.刻度盤(pán)，14.指針，15.電火花發(fā)生器，16.電纜，17.彈性波接收主機(jī)，18.電線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2、3所示，一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置包括水槽1，水槽I壁內(nèi)側(cè)設(shè)有吸震材料層2，水槽I中充滿水，電火花發(fā)射探頭3在水中整個(gè)水體上邊緣下方的正中央，電火花發(fā)射探頭3與安裝檢波器8的支撐裝置中的轉(zhuǎn)軸5在一條直線上，安設(shè)檢波器8的支撐裝置包括轉(zhuǎn)軸5、連接桿114和下橫桿6,下橫桿6向電火花發(fā)射探頭3凸出，以減少連接桿Π4及下橫桿6的反射波對(duì)檢波器8的干擾，檢波器8安裝在下橫桿6中間最凸起點(diǎn)的萬(wàn)向節(jié)7中，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)7與下橫桿6連接，下橫桿6與連接桿114連接，連接桿Π4與轉(zhuǎn)軸5連接，連接桿114和下橫桿6均用橡膠包裹；水槽I壁外側(cè)設(shè)有刻度盤(pán)13，刻度盤(pán)的O度位置與轉(zhuǎn)軸5的中心重合，指針14與轉(zhuǎn)軸5相連。 如圖4所示，萬(wàn)向節(jié)7由萬(wàn)向節(jié)外環(huán)9和萬(wàn)向節(jié)內(nèi)環(huán)10組成，萬(wàn)向節(jié)外環(huán)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在安裝檢波器的支撐裝置的下橫桿6的正中央，萬(wàn)向節(jié)外環(huán)9套在萬(wàn)向節(jié)內(nèi)環(huán)10夕卜，萬(wàn)向節(jié)內(nèi)環(huán)10的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在萬(wàn)向節(jié)外環(huán)9的內(nèi)側(cè)；重錘11通過(guò)連接桿112連接在萬(wàn)向節(jié)內(nèi)環(huán)10的下方；檢波器8牢固地安設(shè)在萬(wàn)向節(jié)內(nèi)環(huán)10的內(nèi)壁，檢波器8的接收震動(dòng)的面朝向水面；萬(wàn)向節(jié)7和重錘11保證檢波器的接收面在轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)到不同角度都能保持水平。水槽I為正立方形，邊長(zhǎng)O. 8 3m。如圖5所示，電火花發(fā)射探頭3與電火花發(fā)生器15通過(guò)電纜16連接，電火花發(fā)生器15功率為50 500瓦特，可手動(dòng)控制輸出功率；檢波器8與彈性波接收主機(jī)17通過(guò)電纜16相連，電火花發(fā)生器15的控制放電的開(kāi)關(guān)通過(guò)電線18連接彈性波接收主機(jī)17，向彈性波接收主機(jī)17給出啟動(dòng)采集的起始時(shí)間。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，它包括一個(gè)盛有水的水槽，水槽壁內(nèi)側(cè)設(shè)有吸震材料層，在水槽上安裝有支撐裝置，所述支撐裝置的兩端分別與相應(yīng)的水槽壁連接，支撐裝置的中間位置設(shè)有萬(wàn)向節(jié)，在萬(wàn)向節(jié)中安裝有檢波器，萬(wàn)向節(jié)通過(guò)連接桿I，與重錘連接，所述整個(gè)水體下方支撐裝置上方支撐裝置的中心線上設(shè)有電火花發(fā)射探頭，所述檢波器和電火花發(fā)射探頭在一條直線上，所述水槽壁外側(cè)設(shè)有一個(gè)刻度盤(pán)，刻度盤(pán)上設(shè)有指針，所述水槽及支撐裝置均用橡膠包裹。
2.如權(quán)利要求I所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述支撐裝置包括一組轉(zhuǎn)軸、一組連接桿II和一個(gè)下橫桿，所述轉(zhuǎn)軸分別與通過(guò)相應(yīng)的連接桿II與下橫桿連接，所述轉(zhuǎn)軸分別安裝在相應(yīng)的水槽壁上，并穿過(guò)水槽壁，所述下橫桿向電火花發(fā)射探頭凸起，所述下橫桿中間最凸起點(diǎn)安裝有萬(wàn)向節(jié)，所述檢波器通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與下橫桿連接，所述轉(zhuǎn)軸與電火花發(fā)射探頭在一條直線上。
3.如權(quán)利要求I或2所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述萬(wàn)向節(jié)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在下橫桿的中央，所述外環(huán)套在內(nèi)環(huán)外，內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在外環(huán)的內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)環(huán)下方通過(guò)連接桿I與重錘連接，所述內(nèi)環(huán)的內(nèi)壁上安裝有檢波器。
4.如權(quán)利要求I所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述檢波器的接收面朝向水面。
5.如權(quán)利要求I所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述刻度盤(pán)的O度位置與轉(zhuǎn)軸的中心重合，指針與轉(zhuǎn)軸連接。
6.如權(quán)利要求I所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述電火花發(fā)射探頭與通過(guò)電纜與電火花發(fā)生器連接，電火花發(fā)生器的控制放電開(kāi)關(guān)通過(guò)電線與彈性波接收主機(jī)連接，向彈性波接收主機(jī)給出啟動(dòng)采集的起始時(shí)間；所述彈性波接收主機(jī)與檢波器連接。
7.如權(quán)利要求I所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述水槽為正立方形，邊長(zhǎng)為O. 8 3m。
8.如權(quán)利要求6所述用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，其特征是，所述電火花發(fā)生器功率為5(Γ500瓦特，手動(dòng)控制輸出功率。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)量檢波器接收彈性波方向靈敏度的裝置，它包括一個(gè)盛滿水的水槽，水槽壁內(nèi)側(cè)貼有吸震材料，在水槽上安裝有支撐裝置，所述支撐裝置的兩端轉(zhuǎn)軸分別與相應(yīng)的水槽壁連接，支撐裝置的中間位置設(shè)有萬(wàn)向節(jié)，在萬(wàn)向節(jié)中安裝有檢波器，萬(wàn)向節(jié)通過(guò)連接桿I，與重錘連接，所述在水體下方支撐裝置上方支撐裝置的中心線位置設(shè)有電火花發(fā)射探頭，所述水槽壁外側(cè)設(shè)有一個(gè)刻度盤(pán)。本發(fā)明中萬(wàn)向節(jié)和重錘保證檢波器的接收面在所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到不同角度都能保持水平，水槽及支撐裝置均用橡膠包裹解決反射波的問(wèn)題，下橫桿向電火花發(fā)射探頭凸出，用來(lái)減少桿的反射波對(duì)檢波器的干擾，本發(fā)明能夠精確測(cè)量檢波器在接收方向上的靈敏度。
文檔編號(hào)G01V13/00GK102914805SQ20121043930
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者鐘世航, 李術(shù)才, 王榮, 王澤峰, 劉斌, 聶利超, 劉征宇, 宋杰 申請(qǐng)人:山東大學(xué)