[发明专利]通过撞击活塞和气体、液压、蒸气和电磁发射系统在海洋环境中产生波用于获取地震数据的设备

权利要求书

1.一种用于在水下环境中产生压力波的设备，适合在自控水下航行器上使用，包括：缸体(3)，所述缸体(3)限定出轴线，在所述缸体(3)中设有撞击活塞(1)和泵活塞(2)，所述撞击活塞(1)和所述泵活塞(2)中的每一个相对于所述轴线具有两个相对侧，位于所述泵活塞(2)之前的所述撞击活塞(1)的一侧限定为第一冲击侧，且位于所述撞击活塞(1)之前的所述泵活塞(2)的一侧限定为第二冲击侧，所述泵活塞(2)和所述撞击活塞(1)在缸体(3)中在与所述轴线平行的方向上滑动，且所述泵活塞(2)和所述撞击活塞(1)构造为通过所述第一冲击侧和所述第二冲击侧彼此撞击，所述撞击活塞(1)通过压在与所述撞击活塞(1)本身的第一冲击侧相对的一侧上的致动工具被驱动，其中所述缸体(3)包括位于其一个端部的腔体(15)，所述腔体(15)的直径大于、小于或等于所述缸体(3)容纳所述撞击活塞(1)的部分的直径，其中所述泵活塞(2)的一部分在所述腔体(15)中能够滑动，所述腔体(15)具有连通通路，所述连通通路将所述腔体(15)与所述水下环境(10)中的水连接，以便发送通过对所述水下环境的冲击产生的脉冲，所述设备被操作时不需要与大气接触，并且无需空气或任意其他气体的外部供给，

其中，所述撞击活塞(1)的所述致动工具选自：气体，和/或水蒸气或加压液体或电磁力，

相应的致动系统在气体作为致动工具的情况下设有三个罐：重整罐(SR)，推进罐(SL)和再充罐(Sric)；

相应的致动系统在加压液体作为致动工具的情况下设有两个罐：重整罐(SR)和再充罐(Sric)；

相应的致动系统在水蒸气作为致动工具的情况下设有三个罐：重整罐(SR)，在其内放置电蒸发器(VAP)的推进罐(SL)，和再充罐(Sric)；

相应的致动系统在电磁力作为致动的情况下设有感应电磁线圈(S2)和与所述缸体(3)一体的电磁线圈(S1)，所述撞击活塞(1)装备有所述感应电磁线圈(S2)，所述感应电磁线圈(S2)具有与所述缸体(3)的轴再次重合的轴。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述泵活塞(2)包括一系列相互为一体的本体，所述一系列相互为一体的本体中的第一本体在所述缸体(3)中滑动且第二本体在所述腔体(15)中滑动。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中设有所述撞击活塞(1)的所述致动工具的压力调节工具，以改变所述设备本身的声发射特征。

4.根据权利要求1所述的设备，其中设有洛伦兹电磁力的产生工具，用于通过由与所述缸体成一体的电路和与所述撞击活塞成一体的电路产生的磁场，将所述撞击活塞推向所述泵活塞。

5.一种用于通过根据权利要求1所述的设备在水下环境中产生压力波的方法，包括以下步骤：

a)通过所述缸体(3)的体腔(11)内部的电磁力或选自气体、和/或水蒸气或加压液体的致动工具的压力，将所述撞击活塞(1)对着所述泵活塞(2)推进，直到在所述泵活塞(2)上引起冲击，产生脉冲，其中，所述致动工具与所述撞击活塞(1)的与所述第一冲击侧相对的一侧接触；

b)通过与所述第二冲击侧相对的一侧，所述泵活塞(2)将所述脉冲发送至所述水下环境中的水，产生压力波；

c)由于海水在所述泵活塞(2)表面产生的压力，所述泵活塞(2)减速直到停止，终止声发射过程。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述冲击之后，所述致动工具通过在所述撞击活塞(1)的所述第一冲击侧与所述泵活塞(2)的所述第二冲击侧之间注入的液体的压力能而从所述体腔(11)中被排出。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述致动工具为由液体的蒸发产生的加压流体。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述致动工具为加压流体。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述加压流体为气体或蒸气，在跟随所述撞击活塞和所述泵活塞的运行而经历的膨胀之后，所述气体或蒸气通过积累在包含气体和液体的所述再充罐中的压力能被再次压缩，且其中所述压力能通过注入液体来压缩其中容纳的气体的泵的系统供给。