本實(shí)用新型涉及一種可以于海洋中使用的地震儀，具體涉及一種漫游式海洋地震儀。

背景技術(shù)：

海洋地震監(jiān)測(cè)是地球構(gòu)造、活動(dòng)與過程研究最重要的手段，開展對(duì)海洋地震進(jìn)行大范圍、長(zhǎng)期，具有高時(shí)空覆蓋率的監(jiān)測(cè)，對(duì)于揭示地球構(gòu)造、活動(dòng)與過程具有重要科學(xué)意義。對(duì)于地球的許多認(rèn)識(shí)均來源于由地震產(chǎn)生的經(jīng)地球內(nèi)部傳播到達(dá)地表并被觀測(cè)到的地震波。地震波方法是至今為止地球構(gòu)造、活動(dòng)與過程研究最常用也最為有效的方法。通過布設(shè)大量的地震臺(tái)網(wǎng)，對(duì)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)取得了很大的成績(jī)，但一些地方一些問題仍存在不同或矛盾的認(rèn)識(shí)，特別是全球性地震3D層析成像的結(jié)果?，F(xiàn)代數(shù)字化寬頻地震儀為我們研究更精細(xì)的更深層的地球結(jié)構(gòu)提供了可能。目前世界已經(jīng)布設(shè)了大量的數(shù)字化寬頻地震臺(tái)網(wǎng)，問題是分布不均勻，且主要集中于陸地，占地球60％的海洋沒有地震臺(tái)站對(duì)地球進(jìn)行觀測(cè)，特別是南半球，這對(duì)于全球規(guī)模的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)研究帶來了困難。如何在全球性海域進(jìn)行大面積的地震監(jiān)測(cè)是全球性地震研究的發(fā)展前沿，是全面、深入了解地球結(jié)構(gòu)的重要科學(xué)問題，也是一項(xiàng)重要的技術(shù)問題。因此急需補(bǔ)充海洋地震監(jiān)測(cè)設(shè)備以對(duì)被海洋覆蓋的地域進(jìn)行地球活動(dòng)觀測(cè)。

除了海洋石油工業(yè)采用的電纜地震以淺水沉積層為目標(biāo)以外，目前地球結(jié)構(gòu)研究最常見的海洋地震方法是用海底地震儀，但由于海底地震儀的布放和回收技術(shù)要求和成本較高，往往只用于短時(shí)間內(nèi)開展的人工源地震試驗(yàn)。另外寬頻帶海底地震儀也可以進(jìn)行天然地震監(jiān)測(cè)，但其在海底工作時(shí)間難于超過1年，而且由于其是定點(diǎn)觀測(cè)、數(shù)量有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足海域大面積地震臺(tái)網(wǎng)的觀測(cè)要求。

因此目前尚未具有布放和回收簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)的海洋地震監(jiān)測(cè)設(shè)備以用于海洋大范圍的天然地震監(jiān)測(cè)及全球性地震層析成像數(shù)據(jù)的采集。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種漫游式海洋地震儀。

本實(shí)用新型包括浮球、傳感及通訊定位模塊、能源模塊、低功耗智能控制模塊、浮力調(diào)節(jié)模塊；所述的能源模塊和低功耗智能控制模塊設(shè)置在浮球內(nèi)部；傳感及通訊定位模塊設(shè)置在浮球頂部，浮力調(diào)節(jié)模塊設(shè)置在浮球底部。

所述的傳感及通訊定位模塊，包括依星通訊件、水聽器、傳感器連接件、底部連接件。傳感器連接件上表面開有兩個(gè)螺紋孔，依星通訊件和水聽器下部有螺紋，三者通過螺紋緊固配合安裝；底部連接件的一端開有螺紋孔，與傳感器連接件通過螺栓連接；

所述的浮球，包括浮球罩、浮球連接環(huán)、浮球頂部水密接插件、浮球底部油管水密接口；浮球罩由上下兩半球部分組成，每部分開口邊緣設(shè)置有浮球連接環(huán)，浮球罩與浮球連接環(huán)一體澆筑，浮球連接環(huán)上有密封圈，沿浮球連接環(huán)均勻設(shè)置有螺紋孔；浮球罩由上下兩半球通過螺栓連接，并在密封圈的密封作用下形成內(nèi)部密封腔，以布置能源模塊和低功耗智能控制模塊。浮球罩上下兩半球部分弧頂設(shè)置有螺紋孔，浮球頂部水密接插件和浮球底部油管水密接口通過螺紋分別設(shè)置在浮球罩的上半球頂部和下半球底部；浮球頂部水密接插件、浮球底部油管水密接口通過密封圈密封，進(jìn)一步保證了浮球的密封狀態(tài)。

傳感及通訊定位模塊與浮球的連接關(guān)系為：底部連接件的另一端與浮球頂部水密接插件連接，浮球頂部水密接插件為母座，底部連接件為公座，二者插固。

所述的能源模塊包括：電源轉(zhuǎn)換模塊、電池組、電池組座；低功耗智能控制模塊包括：驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器組。此外，內(nèi)部還設(shè)有：溫鹽深儀、上固定板、內(nèi)部安裝板。溫鹽深儀的底端通過螺栓與上固定板連接，頂端與傳感及通訊定位模塊連接；內(nèi)部安裝板為中部開有矩形孔，圓周帶有缺口的圓形板，外徑與浮球內(nèi)徑相同，使得內(nèi)部安裝板卡在浮球內(nèi)中部，并穩(wěn)固于浮球內(nèi)部不晃動(dòng)；電源轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器組通過螺栓固定在內(nèi)部安裝板上；電池組座通過螺栓固定在內(nèi)部安裝板上；電池組位于電池組座上相應(yīng)額孔內(nèi)，通過膠水固定在其上。

所述的浮力調(diào)節(jié)模塊，包括液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)、浮力調(diào)節(jié)器、出油管、油囊。液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)和浮力調(diào)節(jié)器設(shè)置在浮球內(nèi)；浮力調(diào)節(jié)器位于浮球內(nèi)部安裝板中央開有的矩形孔位置，并通過鋼箍箍緊在內(nèi)部安裝板上；液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)通過螺栓連設(shè)置固定在浮力調(diào)節(jié)器的下部，通過齒輪傳遞動(dòng)力到液壓調(diào)節(jié)器。出油管的一端設(shè)置在浮力調(diào)節(jié)器上，出油管的另一端通過浮球底部油管水密接口引出到浮球外部與油囊通過螺紋配合連接。在油管水密接口、出油管與油囊連接處通過密封圈密封防止漏油。

所述的水聽器采用油浸式耐壓結(jié)構(gòu)與聚氨酯密封以確保大深度、高靈敏度、甚低頻特性。

所述的油囊為彈性材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該發(fā)明不同于傳統(tǒng)的固定式陸地地震臺(tái)站和坐底式海底地震儀，而是懸浮在海水中，并隨著洋流作浮游運(yùn)動(dòng)，不僅可以長(zhǎng)時(shí)間記錄地震傳達(dá)的信息，而且可以記錄不同地點(diǎn)接收到的地震信號(hào)。由此可以形成覆蓋較大海洋面積(不斷移動(dòng)、不斷變形)的地震臺(tái)網(wǎng)，解決了海洋(除島嶼外)沒有地震臺(tái)網(wǎng)的難題，特別適合對(duì)較大面積海域開展層析成像及海洋地震觀測(cè)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2和3為浮球的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4和5為浮球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中內(nèi)部安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為浮力調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

漫游式海洋地震儀，包括浮球、傳感及通訊定位模塊、能源模塊、低功耗智能控制模塊、浮力調(diào)節(jié)模塊。能源模塊和低功耗智能控制模塊設(shè)置在浮球內(nèi)部；能源模塊為其他模塊提供動(dòng)力；低功耗智能控制模塊負(fù)責(zé)處理傳感及通訊定位模塊所接受的外部信息；傳感及通訊定位模塊設(shè)置在浮球頂部，浮力調(diào)節(jié)模塊設(shè)置在浮球底部。

如圖1所示，傳感及通訊定位模塊，包括依星通訊件1.1、水聽器1.2、傳感器連接件1.3、底部連接件1.4。傳感器連接件1.3上表面開有兩個(gè)螺紋孔，依星通訊件1.1和水聽器1.2下部有螺紋，三者通過螺紋緊固配合安裝；底部連接件1.4的一端開有螺紋孔，與傳感器連接件1.3通過螺栓連接；水聽器1.2采用油浸式耐壓結(jié)構(gòu)與聚氨酯密封以確保大深度、高靈敏度、甚低頻特性。

如圖1、2和3所示浮球，包括浮球罩2.1、浮球連接環(huán)2.2、浮球頂部水密接插件2.3、浮球底部油管水密接口2.4；浮球罩2.1由上下兩半球部分組成，每部分開口邊緣設(shè)置有浮球連接環(huán)2.2，浮球罩2.1與浮球連接環(huán)2.2一體澆筑，浮球連接環(huán)2.2上有密封圈，沿浮球連接環(huán)2.2均勻設(shè)置有螺紋孔；浮球罩2.1由上下兩半球通過螺栓連接，并在密封圈的密封作用下形成內(nèi)部密封腔，以布置能源模塊和低功耗智能控制模塊。浮球罩上下兩半球部分弧頂設(shè)置有螺紋孔，浮球頂部水密接插件2.3和浮球底部油管水密接口2.4通過螺紋分別設(shè)置在浮球罩的上半球頂部和下半球底部；浮球頂部水密接插件2.3、浮球底部油管水密接口2.4通過密封圈密封，進(jìn)一步保證了浮球的密封狀態(tài)。

傳感及通訊定位模塊與浮球的連接關(guān)系為：底部連接件1.4的另一端與浮球頂部水密接插件2.3連接，浮球頂部水密接插件2.3為母座，底部連接件1.4為公座，二者插固。

設(shè)置于浮球內(nèi)部的部分如圖4和5所示，包括能源模塊和低功耗智能控制模塊。能源模塊包括：電源轉(zhuǎn)換模塊6、電池組9、電池組座10；低功耗智能控制模塊包括：驅(qū)動(dòng)模塊7、繼電器組8。此外，內(nèi)部還設(shè)有：溫鹽深儀4、上固定板5、內(nèi)部安裝板14。溫鹽深儀4的底端通過螺栓與上固定板5連接，頂端與傳感及通訊定位模塊連接；如圖6所示，內(nèi)部安裝板14為中部開有矩形孔，圓周帶有缺口的圓形板，外徑與浮球內(nèi)徑相同，使得內(nèi)部安裝板14卡在浮球內(nèi)中部，并穩(wěn)固于浮球內(nèi)部不晃動(dòng)；電源轉(zhuǎn)換模塊6、驅(qū)動(dòng)模塊7、繼電器組8通過螺栓固定在內(nèi)部安裝板14上；電池組座10通過螺栓固定在內(nèi)部安裝板14上；電池組9位于電池組座10上相應(yīng)額孔內(nèi)，通過膠水固定在其上。

如圖4、5和7所示，浮力調(diào)節(jié)模塊，包括液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)12、浮力調(diào)節(jié)器13、出油管11、油囊3。液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)12和浮力調(diào)節(jié)器13設(shè)置在浮球內(nèi)；浮力調(diào)節(jié)器13位于浮球內(nèi)部安裝板14中央開有的矩形孔位置，并通過鋼箍箍緊在內(nèi)部安裝板14上；液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)12通過螺栓連設(shè)置固定在浮力調(diào)節(jié)器13的下部，通過齒輪傳遞動(dòng)力到液壓調(diào)節(jié)器13。出油管11的一端設(shè)置在浮力調(diào)節(jié)器13上，出油管11的另一端通過浮球底部油管水密接口2.4引出到浮球外部與油囊3通過螺紋配合連接。在油管水密接口2.4、出油管11與油囊3連接處通過密封圈密封防止漏油。油囊3為彈性材料。

本發(fā)明的工作過程如下：

當(dāng)檢測(cè)到地震波信號(hào)后，水聽器將信號(hào)通過導(dǎo)線經(jīng)由浮球頂部水密接插件傳到浮球內(nèi)部的低功耗智能控制模塊，而后低功耗智能控制模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過導(dǎo)線，經(jīng)由浮球頂部水密接插件傳到依星通訊件，將信號(hào)發(fā)出。經(jīng)由衛(wèi)星，由地面控制平臺(tái)接收。

地面控制臺(tái)發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星由依星通訊件接收并傳入浮球內(nèi)部的低功耗智能控制模塊組后，控制電路控制液壓泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)工作，并將動(dòng)力通過齒輪傳動(dòng)傳遞到浮力調(diào)節(jié)器，浮力調(diào)節(jié)器通過油管將油吸入或擠壓，從而控制油囊的大小，實(shí)現(xiàn)浮力大小的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備整體的上浮或下潛。

需說明以下幾點(diǎn)：

首先由于該設(shè)備整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其涉及水聲通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)等復(fù)雜技術(shù)層面。而該發(fā)明則著重介紹其采樣機(jī)構(gòu)部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，因此該設(shè)備上通訊部分、控制部分及傳感部分未多做說明或圖紙示意。

以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。此外，本實(shí)用新型中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同，或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。