具有微机电系统(“MEMS”)振荡器时钟的地震传感器系统的制作方法

本申请要求2017年3月3日提交的具有序列号62/466,473的美国临时申请的权益，所述临时申请的全部内容以引用方式整体并入本文。

本申请涉及地震勘测系统和硬件，并且更特别地涉及其中使用的时钟系统和使用(微机电系统)mems振荡器作为正时参考的时钟系统。

背景技术：

这个部分提供背景信息，以促进更好地理解本公开的各种方面。应当理解，本文档的这个部分中的陈述应当从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。以下背景意图帮助技术人员理解关于所要求保护的特征组合，并且不意图以任何方式成为所要求保护的主题的完整概述或不当地限制与本申请相关的任何现在或未来的权利要求。

地震勘测用于确定地球地层的各种特征，诸如其存在或缺乏各种矿物质。地震勘测可用于确定地球地层中是否存在烃类沉积物。通过使用震源产生行进到地球地层中从而回响和/或反射离开地球地层的脉冲，可以执行地震勘测。然后，通过地震传感器和记录系统来检测和记录回响和/或反射。从其导出的数据可进行分析并用于确定地层的特性。可以以可视形式显示此类数据，或以数字数据形式保持它。

一种类型的地震勘测发生在陆地上，并称为陆地地震勘测。在陆地地震勘测中，将脉冲引入到地层中并将地震传感器放置成与地层接触(放置在地层上和/或地层中)。传感器可以是水听器、地震检波器或能够检测脉冲的回响和/或反射的其他一般类型的传感器。可以使用大量勘探排列的互连的传感器，其继而与一个或多个记录装置连接。在陆地勘测中遇到的一些问题是雷击、动物致害(例如，老鼠咀嚼电缆)和由元素导致的其他降解。可以通过无线通信、有线通信或其组合来连接勘探排列中的传感器。传感器也可以处于所谓的“盲”配置中，其中传感器或传感器组连接到记录装置，所述记录装置独立于中央记录单元并且以各种方式在各种时间被清除。

另一种类型的勘测是海洋地震勘测，并且其中包括拖曳式海洋地震勘测。在拖曳式海洋地震勘测中，船拖曳着一系列地震拖缆。地震拖缆是电缆，所述电缆具有集成到其和/或其中的地震传感器。本着与陆地勘测相同的精神，海洋地震勘测将脉冲引入到地球地层。脉冲可以由气枪或海洋振动器产生。一个或多个脉冲可以行进通过水并进入地层中，其中它们进行回响和/或反射。回响和/或反射通过水往回行进并且由拖缆上的地震传感器进行检测并可以被记录。从其导出的数据可进行分析并用于确定地层的特性。可以以可视形式显示此类数据，或以数据形式保持它。也可以使用位于海床上的地震传感器。

在其中的一般原理早已众所周知的地震勘探中，为了集中起见，本文不再很详细地重复。脉冲被输入到地面地层中，并且该脉冲反射和折射并以其他方式受到地层中各种特征的影响。然后，使用传感器检测该脉冲的回响和反射，并从其导出数据。可以分析数据以接着导出关于下伏地层的信息。

因此，本申请涉及改进已知地震系统以提供改进的性能和持有成本的各种方法。

技术实现要素：

以下简要概述意图帮助技术人员理解关于所要求保护的特征组合，并且不意图以任何方式成为所要求保护的主题的完整概述或不当地限制与本申请相关的任何现在或未来的权利要求。

在一个实现方式中，提供了一种可以使用mems振荡器作为正时参考的地震勘探排列系统。所述系统可以包括多个节点地震传感器单元。所述系统还可以包括多个mems振荡器时钟装置，其中所述多个mems振荡器时钟装置中的每一个与所述多个节点地震传感器单元中的相应的一个相关联，从而向所述地震系统和收集的数据输入时间同步。每个mems振荡器时钟装置可以包括与集成电路通信的mems谐振器。

在一些实现方式中，所述地震勘探排列系统可以包括海洋节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括陆地节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括与相应的mems振荡器耦接的多个节点的单元。所述集成电路可以包括与所述mems谐振器通信的电荷泵和维持电路。所述集成电路还可以包括与所述维持电路通信的锁相环路。

在另一个实现方式中，提供了一种地震节点传感器。传感器可以包括传感器元件和与传感器元件通信的mems振荡器时钟装置。所述mems振荡器时钟装置可以包括与集成电路通信的mems谐振器。所述mems振荡器时钟装置可以被配置为向所述地震节点传感器输入时间同步。

在一些实现方式中，传感器元件可以是三轴传感器元件装置。所述地震传感器可以通过无线信号与一个或多个另外的地震传感器连接。所述地震节点传感器可以包括缆接且与所述mems振荡器时钟装置相关联的多个传感器。所述地震节点传感器可以是盲节点传感器组。所述集成电路可以包括存储器。所述集成电路可以包括与所述mems谐振器通信的电荷泵和维持电路。所述集成电路还可以包括与所述维持电路通信的锁相环路。

在另一个实现方式中，提供了一种用于使用mems振荡器作为正时参考的方法。所述方法可以包括提供多个节点地震传感器单元。所述方法还可以包括使用多个mems振荡器时钟装置来为所述多个节点地震传感器单元中的每一个生成时间参考。所述多个mems振荡器时钟装置中的每一个都可以与所述多个节点地震传感器单元中的相应的一个相关联，从而向所述地震系统输入时间同步。每个mems振荡器时钟装置可以包括与集成电路通信的mems谐振器。

在上述实现方式中的任一个中，地震节点传感器可以包括向地震节点传感器提供正时的主时钟装置。主时钟装置可以具有低于mems振荡器时钟装置的精度。mems振荡器时钟装置与主时钟装置通信，并且可以用于间歇地向地震节点传感器提供时间同步。因此，可以使用mems振荡器时钟装置来间歇地同步较低功率、较低成本的主时钟。

在一些实现方式中，所述地震勘探排列系统可以包括海洋节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括陆地节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括与相应的mems振荡器耦接的多个节点的单元。所述集成电路可以包括与所述mems谐振器通信的电荷泵和维持电路。所述集成电路还可以包括与所述维持电路通信的锁相环路。

本概述被提供来介绍以下在详细描述中进一步描述的一系列概念。本概述既不意图识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图用来帮助限制要求保护的主题的范围。

附图说明

参考以下附图描述本公开的实施方案。以下对附图的简要描述详细说明了本公开所体现的特征的多个组合，并且不意图以任何方式来不当地限制任何现有或未来的相关权利要求。

图1示出地震感测系统；

图2示出根据用于在地震勘测中使用的实施方案的设备的总图；

图3示出同一设备的横截面；

图4示出图3的横截面的一个端部的详细视图；

图5示出用于在地震勘测中使用的设备的另一个实施方案的剖视图；

图6以三维分解视图示出图5的设备；

图7示出根据本公开的教义的mems振荡器装置的示意图；并且

图8示出符合本公开的实施方案的方法。

各附图中的相同的附图符号可以指示相同的元件。

具体实施方式

地震传感器

地震勘测或反射地震学用于绘制地球的地下的地图。受控的震源提供了行进通过地球地下的低频地震波。在不同岩层之间的界面处，地震波部分地反射。经反射的波返回到表面，其中它们是通过一个或多个地震传感器检测到的。在地球表面检测到的地面振动可以具有非常宽的动态范围，其中粒子位移距离在厘米到埃的范围内。对由传感器所记录的数据进行分析以显示地下的结构和组成。

一些地震传感器(也称为地震计或地震检波器)通常包括浸入强磁场中的电线的电线圈。这些电磁传感器可以构造为动磁式或动圈式，其中后者专门有利于地震勘探。在动圈型式中，磁体固定到壳体，所述壳体然后牢固地植入在土地中，使得壳体和磁体与地面位移一致地移动。移动的电线圈浸入固定磁体的磁场间隙中，并且线圈以某种方式通过软弹簧松散地耦接到地震检波器壳体，使得线圈只能沿着单个轴线行进。当线圈沿着此轴线移动时，相对于固定磁体，它将逐步穿过磁通量线，并在线圈的电端子处与地面位移速度成比例地产生电压和电流。在动圈式中，线圈形成检测或反应质量块。

线圈和弹簧布置将具有取决于线圈质量和弹簧柔度的谐振频率。在远低于谐振的频率下，线圈和磁体一致地移动，使得灵敏度较低且电压或电流输出较小。当振动频率向上增加到以及超过地震检波器的谐振频率时，灵敏度和输出分别增加、达到峰值并变平。典型地，地震检波器的谐振频率落在10hz至30hz的范围内，优选的是低端值。低频谐振需要高弹簧柔度。这随后需要软弹簧，所述软弹簧继而要求传感器的精确设计和构造以实现地震采集必要的所需灵敏度、稳健性、线性度和对离轴变形的抵抗力。场强、磁体大小/重量、线圈几何形状和弹簧柔度之间的设计折衷对于地震检波器的设计和构造至关重要，所述地震检波器具有足够的灵敏度、电压-电流输出、线性度和稳健性以同时测量上述较大和较小表面振动。

另一种类型的用于在地震勘测中使用的地震传感器使用电容来产生电信号。这些通常被构造为使用微机加工硅的微机电系统(mems)，其中金属镀层被施加到小的电镀且加载弹簧的检测质量块的任一侧上的对面部件。相较于动圈式地震检波器，这些mems传感器可以具有尺寸小和重量轻的优点。mems检测质量块相对于外固定板的移动生成可变电容，其可以被检测为与传感器位移的加速度成比例的振动信号。弹簧是由薄切硅区形成的，允许小的线性位移和高于1khz的谐振频率。小的电容表面积、高谐振频率和线性行进的限制极限意味着相较于动圈式地震检波器，灵敏度将非常低。为了抗衡这个情况，使用专用电子器件来将mems地震检波器保持在力反馈状态。这需要另外的电子电路系统并且需要空间和功率，并且部分地抵消了mems相较于无源动圈式地震检波器的大小和重量优点。

术语检测质量块也可以称为反应质量块或地震质量块，并且在本领域中公知地指代地震传感器中在地震采集勘测期间由于地球移动而移动的质量块。

在一个实施方案中，地震传感器设备包括：主体；检测质量块；至少一个传感器，其被布置来检测所述检测质量块相对于所述主体的移动；连接到所述至少一个传感器的电子电路系统，所述电子电路系统被配置为接收和处理所述传感器的输出；以及电源，其被布置来向电子电路系统提供电能，其中所述电源是构成所述检测质量块必需的一部分。

用于地震勘测的已知装置通常较大、昂贵且具有相对高的重量。由于此类设备需要运输到待勘测的位置，所以它们的大小和重量增加了执行勘测所需的时间和精力。此类设备的地震检波器或mems传感器使得由传播地震波所引起的地面粒子位移能够转换成成比例的电压信号并随后记录为时间函数。地面粒子位移致使固定到地面的地震检波器或mems主体与空间中该位置处的传播地震波的振幅一致地移动。地震检波器线圈或mems硅检测质量块的惯性致使其保持相对静止，从而使得主体然后相对于线圈或检测质量块移动。主体和线圈或检测质量块的这种相对移动被转换成成比例的电压波形，以使得能够记录地震波。为了实现装置的有效运行，灵敏度必须足够对应于具有低变形的微小地面移动。这需要地震检波器传感器中的强力、重的磁体和昂贵的缠绕线圈，或可替代地需要mems传感器中的昂贵的精密微机加工部件和耗电电子器件。

通过提供一种用于在地震勘测中使用的设备，其中检测质量块包括电源，这样布置以最大化灵敏度、线性度和稳健性，相较于传感器和电源是单独实体的已知装置，所述设备能够节省大小和重量。这继而使得地震勘测更加高效。

电源可以包括电池。传感器可以包括被布置成检测所述检测质量块的移动的一个或多个压电元件。

另一种类型的地震传感器可以包括压电传感器。因此，本发明的地震传感器可以包括至少一个压电传感器。任选地，传感器可以包括反应质量块，其包括诸如电池的电源。下面描述了此类地震传感器的一个实例。

在一个实施方案中，提供了一种地震传感器设备，其包括：主体；可移动地定位在所述主体的腔体内的检测质量块；以及两个传感器，每个传感器都包括平面压电元件；其中所述压电元件被布置在所述检测质量块的相对侧上以检测所述检测质量块相对于所述主体的移动，并且其中所述主体被布置来将所述检测质量块的所述移动约束到在所述压电元件之间沿第一方向的往复运动。

在此方面，所述设备还可以包括：连接到所述传感器的电子电路系统，所述电子电路系统被配置为接收和处理所述传感器的输出；以及电源，其被布置来向所述电子电路系统提供电能，其中所述电源是构成所述检测质量块必需的一部分。所述电源可以包括电池。

用于地震勘测的已知装置通常使用复杂的传感器，诸如磁场内的动圈。本文所包括的实施方案认识到，可以使用压电元件来构造更简单、更轻且更具成本效率的设备。虽然压电式压力换能器广泛用于海上海洋勘测，但是由于压电元件的精度被认为是不足的，所以将压电元件用于陆上传感器在本领域中被认为是不恰当的。然而，通过使检测质量块包括电源来提供的成本、大小和重量增益使得能够部署增加的数量的此类设备。相较于历史和当前实践，不论单个设备的精度的任何降低，更大数量的设备使得作为整体的系统精度能够保持并增强。

现在将描述可以与上述方面中的任一者组合使用的各种特征。

一个或多个压电元件可以包括刚性陶瓷。刚性陶瓷可以包括锆钛酸铅(pzt)。传感器可以包括基板，压电元件支撑在所述基板上。基板可以包括铍铜。一个或多个压电元件可以是预应力的。换句话讲，压电元件可以布置在设备中，使得即使不存在检测质量块的移动时，压电元件也是凹形的。电子电路系统可以至少布置来放大传感器的输出和/或对其进行数字采样，从而处理传感器的输出。

检测质量块可以可移动地耦接到主体，并且设备可以被布置来将检测质量块相对于主体的移动约束到沿第一方向的往复运动。至少一个传感器可以被布置来检测所述检测质量块沿第一方向的所述往复运动，从而检测所述检测质量块相对于主体的移动。

这种对检测质量块移动的限制可以是对朝向和远离压电元件的移动的限制。因此，检测质量块在压电元件之间的往复运动可以大致垂直于压电元件的平面。压电元件可以被布置成使得它们的平面大致平行。

通过将检测质量块相对于主体的移动约束到沿第一方向的往复运动，所述设备能够选择性地检测粒子位移的分量方向。例如，三个此类压电传感器可以被布置成具有沿与笛卡尔坐标x、y和z匹配的相互正交的方向的感应轴线。在此配置中，每个单独的传感器都是不敏感的，或无视于未与其特定感应轴线对齐的移动。此布置允许使用三个传感器来捕获包括传播弹性波场的完整空间矢量分量。

检测质量块可以可移动地定位在主体的腔体内。检测质量块可以包括具有长轴线的长形构件，主体可以包括具有长轴线的长形套筒，并且长形构件的长轴线可以与长形套筒的长轴线同轴定位。

第一方向可以与长形构件和长形套筒的同轴长轴线对齐。长形套筒的垂直于其长轴线的横截面的至少一部分可以适形于长形构件的垂直于其长轴线的横截面的至少一部分，从而将检测质量块相对于主体的移动约束到沿第一方向的往复运动。

为了使得(电源是其必需的一部分的)检测质量块能够高效地封装在主体内，所述检测质量块可以包括在套筒内移动的长形构件。长形构件例如可以由有或无端件或壳体的圆柱形电池形成。套筒可被布置成具有适形于电池以及任选地任何端件或壳体的直径。因此，使用最少的附加材料，可以约束检测质量块的(实现有效操作的)移动，同时使电源(电池)构成其必需的一部分。

套筒可以包括被布置来将长形构件保持在套筒内的每个端部处的帽组件。帽组件中的至少一个可以包括所述至少一个传感器。

可以通过粘合剂、焊接、钎焊、通孔螺钉或任何其他合适的机械紧固来将电池或端子或端帽或间隔构件固定、粘附或以其他方式机械附接到传感器(例如附接到传感器的基板或陶瓷)，使得检测质量块可以在正向和逆向两个方向上交替地加压、推动或拉动压电和基板，以引起正极性和负极性电压或电流信号。

帽组件可以包括接触长形构件的凹表面。凹表面可被一起布置来将夹紧力施加到长形构件上，从而将长形构件相对于主体的移动约束到沿第一方向的往复运动。长形构件可以包括可调节元件，所述可调节元件被布置成使得长形构件沿着长轴线的长度能够被改变。帽组件可被布置成由此使得帽组件的凹表面之间的距离能够被改变。

套筒可被封盖以将形成检测质量块的长形构件保持在套筒内。此外，帽组件可被布置成夹紧长形构件，使得它不能在套筒内侧向(即，在垂直于长形构件的长轴线的方向上朝向套筒的侧壁)移动。这确保了长形构件的移动受到约束。此外，长形构件、套筒和/或帽组件可被布置成可调节的，以确保表面接触或机械固定到长形构件。

每个帽组件可以包括：平坦构件，其被布置来在平坦构件的第一表面上接触长形构件；以及保持构件，其被布置来在平坦构件的第二表面的周边上施加夹紧力，所述第二表面面向第一表面。在实施方案中，保持构件可以是构成帽组件必需的一部分。

第一表面的凹度可以是由平坦构件的弯曲导致的，所述弯曲是夹紧力和由于长形构件与第一表面接触而造成的反向力导致的。

在实施方案中，设备可被构造成使得通过在平坦构件的周边上的夹紧力来朝向长形构件推动平坦构件。这可以导致平坦构件弯曲，从而导致平坦构件表面的凹度。这用于将长形构件有效地保持在适当位置，同时实现长形构件的移动。

平坦构件中的至少一个可以包括至少一个传感器。平坦构件中的至少一个可以包括至少一个压电元件。平坦构件的凹度可以致使压电元件成为预应力的。

至少75％的检测质量块(按重量计和/或按体积计)可以由电源提供。主体可以由被选择为具有与意图使用主体的地面的密度相当的密度的材料构成。

如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述主体设置有突起以接合所述检测质量块，以便限制所述检测质量块的移动。这可以例如在设备落下的情况下阻止检测质量块推动压电元件太远以至于它损坏压电元件。

根据另一个示例性实施方案，提供了用于在地震勘测中使用的设备，所述设备包括：主体；检测质量块；至少一个传感器，其被布置来检测所述检测质量块相对于所述主体的移动；连接到所述至少一个传感器的电子电路系统，所述电子电路系统被配置为接收和处理所述传感器的输出；以及电源，其被布置来向电子电路系统提供电能，其中所述电源是构成所述检测质量块必需的一部分。

图1示出对地球的地下51进行勘测的地震勘测系统50的简化表示。出于这样说明的目的，地下51可被假定为除了层52以外具有相对均匀的组成。例如，此层可以是与地下51的其余部分的类型不同的岩石，并且因此在例如密度和/或弹性速度方面与地下51的其余部分不同。

震源54位于地球的地表56上。震源54产生受控地震波，以通过地下51传播。震源的已知实例包括但不限于；炸药、可控震源车和加速型重锤系统(也称为重锤车(thumpertruck))。例如，重锤车可以使用重量或“锤子”来撞击地表56，从而形成作为地震波传播通过地下51的冲击。这些地震波由箭头58、60和62表示，并且从震源54向下传播通过地下。

然后，地震波至少部分地从层52的表面反射。这是由层52与地下51的其余部分之间的密度和/或弹性速度差异所导致的。然后，经反射的地震波58'、60'和62'从层52向上传播到地表56。在地表56处，通过地震传感器64、66和68来检测经反射的地震波58'、60'和62’。

震源54还可以激发高振幅地表界面波57，所述地表界面波57以低速度沿着地表56行进，并且与更深的返回反射58'、60'和62'同时被检测，其由于在传播期间的能量损耗(诸如：波前的几何扩展、界面传输损耗、弱反射系数和行进路径吸收)的累积效应而在振幅上低得多。这些损耗的累积效应可以使由传感器64、66和68记录的各种波形之间的振幅差异达到75db(并且在一些情况下，大于100db)。

基于这种对波的检测，传感器可以存储和/或传输指示检测的地震波的数据。然后，可以分析此数据以确定关于地下51的组成的信息—例如层52的位置。

以上描述了一种已知的地震勘测系统，其将地震传感器的目的放在上下文中。应当理解，以上仅是实例，并且更复杂的地下组成(即除单层52之外)将可能存在于地下。因此，相较于所示的反射图案，波的反射图案可基本上更复杂。例如，向下传播的地震波的一部分可以不被界面反射，并由此行进通过层52。此波随后可以从层52的下表面反射，这意味着多次反射可由任何给定的地震传感器接收。

上述原理不限于基于地表的地震感测，并且可以应用于海洋地震勘测。在这种情况下，地下51被一层水覆盖。地震传感器64、66和68可以设置在海床上，或可替代地设置在水上或水中。可以提供用于海洋地震勘测的替代性震源54，诸如气枪和等离子体声源。

现在将参考图2至图4来描述用于在地震感测系统50(诸如以上所述的)中使用的设备100。图2示出设备100的外表面。图3示出在沿着图2所示的线c-c的横截面中查看的同一设备100。图4示出设备100的横截面的一个端部的近距离视图。

图2以总图示出设备100。设备100包括主体10，其在此实例中包括套筒1，其中端帽组件6位于套筒1的端部处。在主体内提供了检测质量块和被布置成检测所述检测质量块相对于主体的移动的至少一个传感器(未示出，如下所述)。设备100包括电子电路系统17(在主体的顶部和侧面上均示出)。此电子电路系统连接到传感器，并且被布置成例如通过对传感器的输出进行放大、数字采样、传输和/或存储来处理所述至少一个传感器的输出。应当理解，电子电路系统17可以可替代地位于主体内或位于通过导线(未示出)连接到主体的单元中。

图3示出以沿着线c-c的横截面截取的图2的设备100。示出了套筒1，其中端帽组件6位于每个端部处。还示出了安装到主体的电子电路系统17。检测质量块14在套筒1内。在此实施方案中，将假定套筒1和检测质量块14均为长形的圆柱体(套筒1是中空圆柱体)，其中长形的检测质量块14的长轴线与长形的套筒1的长轴线同轴放置。这些长轴线的方向由线3标记，并且此后将称为第一方向3。

在一些实施方案中，检测质量块14因此可移动地耦接到设备的主体10并位于其中。通过将在下面更详细描述的机构，所述设备可以将检测质量块14相对于主体10的移动约束到沿第一方向3的往复运动(由双端箭头19示出)。即，检测质量块14可能够至少在有限的程度上沿第一方向3来回移动，但是可能在沿垂直于第一方向3的方向移动时受到限制。

在一些实施方案中，检测质量块14包括电源，例如一个或多个电池2，其向设备提供电力，且特别地通过导线13向电子电路系统17提供电力。此外，在一个实施方案中，检测质量块14包括可调节元件4和9，其由检测质量块端件4和调节螺钉9表示。可调节元件4和9使得检测质量块14的沿着其长轴线的长度能够被改变。检测质量块的总长度由箭头16表示。可调节元件4和9可用于从而补偿不同电池2之间的任何差异或非标准化。

将观察到，检测质量块14的大部分是由电池2形成的。换句话讲，电池2是构成检测质量块14必需的一部分。这可以用于指示检测质量块14的质量、体积和/或结构的相当大部分是由电池提供的。例如，至少75％的检测质量块(按重量计和/或按体积计)可以由电池2提供。

在一些实施方案中，端帽组件6可以位于套筒1的每个端部处，并且封闭套筒以将检测质量块14保持在设备100的主体内。端帽组件6还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被布置成检测所述检测质量块相对于套筒1沿第一方向3的移动。将在图4中更详细地描述这些端帽组件6；然而，在图3中示出了通过一个或多个螺钉11附接到套筒的端帽组件主体18和保持平坦构件12的保持构件5。

图4更详细地示出端帽组件6。应当理解，至少在本实施方案中，两个端帽组件是类似的，并且因此对于一个端帽组件的描述适用于两者。

如上所述，端帽组件6封闭套筒1的端部以将检测质量块14保持在设备的主体内。检测质量块14包括电池2和可调节元件4和9。端帽组件6包括端帽主体18、保持构件5和平坦构件12。

端帽主体18可以固定到套筒1的端部。这可以通过如图所示的保持螺钉11来完成。可替代地，端帽主体18可以例如使用粘合剂、热焊接、声学焊接、塑料包覆成型、推动或卡扣接合来附连到套筒，或者可以螺纹连接以拧入到套筒中。

在一些实施方案中，端帽主体18可以通过套筒内的保持构件5邻接。如图所示，保持构件可以是单独的元件。然而，在其他实施方案中，端帽主体18和保持构件5可以是单件。在此实施方案中，套筒1是圆柱形的，并且这样，保持构件5可以呈环的形式，从而适形于圆柱形套筒1的内表面。保持构件5将由箭头20表示的保持力施加到平坦构件12的上表面22的周边上。在此实施方案中，应当理解，平坦构件12是盘。

在一些实施方案中，检测质量块14接触平坦构件12的下表面23。在此实施方案中，接触表面23的是可调节元件的可调节螺钉9。平坦构件12由此将等于保持力20的夹紧力21施加到检测质量块14上。检测质量块14可以在平坦构件12的中心处或其附近接触平坦构件的表面23—换句话讲，接触点相较于距周边更接近平坦构件12的中心。

在一些实施方案中，由于与垂直于第一方向3的方向相比，平坦构件12在第一方向上相对较薄，因此平坦构件12可以在第一方向3上是灵活的。因此，检测质量块14可被允许在被平坦构件12夹紧时沿第一方向3往复运动。

在一些实施方案中，平坦构件12可以包括测量平坦构件12的偏转的一个或多个传感器。例如，平坦构件可以包括检测所述检测质量块14相对于套筒1的移动的一个或多个压电元件。如本领域中已知的，压电元件在偏转时产生与偏转或应变成比例的电压或电荷输出。可以例如通过电子电路系统17来检测此电压或电荷输出，以生成指示检测质量块14的移动的信号。

在一些实施方案中，一个或多个压电元件可以包括刚性陶瓷，诸如锆钛酸铅(pzt)。一个或多个压电元件可以与支撑材料或基板结合(例如，粘结到其或被其夹持)，所述支撑材料或基板为平坦构件12提供足够的弹性柔度和强度以夹紧检测质量块14而不会破裂，并且具有大于刚性陶瓷压电元件的抗弯刚度。支撑材料可以是导电的。因此，平坦构件12可以包括盘形压电传感器。

图4示出平坦构件12的接触检测质量块14的表面23，其凹向检测质量块。这可以是通过设计得到的(即，将平坦构件12构造成具有合适的形状)，但是这也可以由平坦构件12上的力所导致的。换句话讲，表面23的凹度可以是由平坦构件12的弯曲导致的，所述弯曲是夹紧力20和由于检测质量块14与平坦构件12的表面接触(如上所述基本上设置在平坦构件12的中心)而造成的反向力导致的。为了启用此预加载应力，可以将设备配置成使得端帽组件6的保持构件5将相应的平坦构件12向内推动到它们的曲率不可避免(由于检测质量块14的不可压缩性)的足够的程度。通过使用调节螺钉9来改变检测质量块14在第一方向3上的长度，可以实现恰当的预加载应力并因此实现曲率。

这具有一定的效果。首先，任何压电传感器元件都可以是预应力的。这给予了压电元件对于平坦构件12的任何弯曲的更可预测的响应，从而改进了感测的精度。此外，凹表面可以在检测质量块14上提供向内的径向力。这可以用于使检测质量块在套筒1内居中，从而确保检测质量块14与套筒1之间的最小的接触(以及因此引起的摩擦)。另外，如果压电元件是预应力的，则检测质量块远离压电元件的移动在元件朝向更“静止”的位置移动时感测到。在不存在预应力时，可能不会检测到这种远离压电元件的移动。

因此，端帽组件6借助于由保持构件5保持且接触检测质量块14的平坦构件12来用于两个目的：第一，夹紧检测质量块14，将其耦接到传感器主体(套筒1和端帽组件6)并且将检测质量块相对于主体的移动限制到沿第一方向3的往复运动；以及第二，感测检测质量块相对于主体沿该第一方向3的任何移动。

已发现，检测质量块14的高径比在2:1与5:1之间对于用于在石油和天然气产业的地震勘测中使用的设备是有利的。在主体适形于检测质量块的形状和大小的情况下，此类比例允许检测质量块的适当重量，同时提供设备在地面中的相对容易的部署。

在使用时，许多设备100放置在土地的表面上或表面内。每个此类设备都可以例如附接到被推入土地中的尖状物。可替代地，可以将整个设备埋入或放置在钻孔中的深处。每个设备100都可以以第一方向竖直放置。压缩地震波的到达致使设备100的主体以强竖直分量移动。检测质量块14的惯性致使其抵抗随着主体的位移而移动，并且因此检测质量块14将相对于主体移动。此移动致使平坦构件12偏转。可以看出，检测质量块相对于主体沿第一方向的移动致使平坦构件相对于其“静止”时(即检测质量块不相对于主体移动时)的平坦构件的偏转程度增加或减小偏转程度。借助于平坦构件12内的压电传感器，此偏转被检测到，并且可以由电子电路系统17对其进行采样、传输和/或存储。然后，可以对采样数据进行分析以确定地下51的组成。因此，上述设备能够检测地震波，同时保持紧凑且轻质的主体。

图5和图6示出用于在地震勘测中使用的设备的另一个实施方案。此设备与上述设备共享许多共同特征，类似的特征将具有相同的附图标号。应当理解，此另一个实施方案的特征可以与上述实施方案的特征组合。

这样，设备包括套筒1，其中端帽组件6位于每个端部处。检测质量块2位于套筒内，并且通过由端帽主体18保持的平坦构件12耦接到套筒。套筒设置有呈肩部形式的突起26，其可以限制检测质量块的移动以在设备落下时保护压电元件。

每个端帽都包括平坦构件12可以移位到其中的腔体24。每个腔体还包括位移限制器25。位移限制器25的目的是通过限制检测质量块2在设备内的位移来对可以使平坦构件变形的量进行限制。这可以防止平坦构件12受损。在装置的通常操作时(即在感测地震信号时)，检测质量块2的位移将不足以使平坦构件12接触位移限制器25，并且因此，位移限制器25对设备的操作不具有不利影响。然而，如果设备落下或以其他方式经受大的加速度，则平坦构件12可能因检测质量块2的位移而以足以使平坦构件接触位移限制器25的量变形。位移限制器25阻止或减少任何进一步的位移，从而阻止平坦构件12因过度变形而受损。这样，位移限制器25的位置可被布置成使得平坦构件12的变形被限制到基于例如平坦构件12的构造的预定量。

在一些实施方案中，位移限制器25可以是刚性的，或可以是能够吸收有限量的冲击从而降低平坦构件12被损坏的可能性的柔性构件。

在上文中，由平坦构件12施加在检测质量块14上的夹紧力已被描述为将检测质量块14相对于主体的移动约束到沿第一方向3的往复运动。在替代方案中或除此之外，套筒1的垂直于其长轴线的横截面的至少一部分可以适形于检测质量块14的垂直于其长轴线的横截面的至少一部分。这样的效果是将检测质量块相对于主体的移动约束到沿第一方向的往复运动。例如，检测质量块端件4可以具有紧密适形于套筒1的内径的外径。因此，检测质量块14的微小移动可能垂直于第一方向3。套筒1与检测质量块14的适形的公差足够紧密，以避免围绕检测质量块14组件的重心的摇摆或旋转运动。检测质量块14和/或套筒1的邻接表面可涂覆有低摩擦材料，以使得检测质量块14能够相对于套筒移动。

在一些实施方案中，检测质量块14和套筒1可以不如上所述是圆柱形的，并且可以采用任何形状。这可以部分地取决于电池2的大小和形状。例如，立方体电池可以与对应成形的套筒1一起使用。

在上文中，检测质量块14设置有可调节元件4和9，以使得检测质量块14的长度能够被改变。因为例如电池2的长度可能不是充分标准化的，所以这可能是必需的。在其他实施方案中，使用具有适当尺寸的制造的间隔件，具有在制造期间经机加工或铣削以校正尺寸的不同大小的端件4、注塑零件或超长间隔件，可以实现此类长度调节。在另外的实施方案中，可能端帽组件6可以包括合适的可调节元件，以使得平坦构件12的(在每个端部处)对面的凹表面23之间的距离能够被改变。这可以通过在帽中提供可调节元件(例如通过布置螺钉11以使得套筒与帽之间的间隙能够被调节)来实现。同样地，可以通过使用多个不同长度的保持构件5中的一个或在制造期间将保持构件5机加工到期望的长度来调节保持构件5在第一方向上的长度。总的来说，合适的长度调节构件可以是检测质量块和/或压电基板的部件或附接到检测质量块和/或压电基板。

在又一些实施方案中，通过在制造过程期间改变套筒的长度，或通过具有不同长度的套筒(从中可以选择期望的长度)，可以提供调节。同样地，可以将电池端子制造成具有适于预张紧平坦构件12的目的的形状和长度

在一些实施方案中，为了处理无法跨多个设备充分标准化的电池，可以通过自重来提供相对小的比例的检测质量块的总重量。

检测质量块14的调节螺钉9确保了平坦构件12与检测质量块之间的接触是在较小面积上。在一些实施方案中，此螺钉可以不存在，并且合适的突出部可以用于相同的目的，即，在相对于平坦构件12的表面23的总面积较小的面积上接触平坦构件。

在一些实施方案中，可以不使用压电传感器，并且可以使用磁换能器系统或电容换能器系统、或静电换能器系统或光-光学换能器系统或其他方式来感测检测质量块14的移动。

虽然上文已经按照长形圆柱体进行了描述，但是设想了其他配置，由此电池2是构成检测质量块14必需的一部分。例如，可以保持一个或多个电池，其中它们的长轴线平行于传感器的平面，诸如长形脊状压电片。可替代地，平坦构件12可以被保持为夹在两个反应质量块电池之间，其中一个在压电传感器上方，并且一个在压电传感器下方。这仍然可以提供以上设想的重量减轻。

在一些实施方案中，换能器包括均匀地布置在检测质量块14的相对端处的偶数个平坦构件12。每个平坦构件12可进一步支撑粘结到平坦构件12的一个或多个表面以形成压电传感器的一个或多个压电元件。传感器可被布置和布线成使得套筒1和反应质量块14的相对运动将使成对的平坦构件12在相反方向上弯曲。在此布置中，检测质量块14的相对运动将致使一个平坦构件12变得更凸，而相对的平坦构件变得较不凸。在压电元件粘结到每个平坦元件12的外表面22的一个实施方案中，然后检测质量块14的单向运动将在一个传感器中引起正电压或电流并在另一个传感器中引起负电压输出，并且当检测质量块14的运动是在相反方向上时反之亦然。当成对的传感器串联连线时，观察电输出的极性，相较于单个传感器，电压振幅将是两倍大——即压电传感器的输出建设性地增加，从而增大了信号。类似地，当所述对正确地并联连线时，电流输出将是两倍大。这使得能够以几乎相同的成本和大小构造具有更高灵敏度的换能器。

这种可被视为差分推挽式配置的配置还提供了较低的噪声基底，其减少了大约差分压电元件的数量的平方根。这种改进通过对来自传感器的信号的电学求和和部分消除任何噪声(例如由每个单独的换能器产生的独立的随机热电子自噪声)来发生。这种配置以及模拟电子器件的差分输入还提供外部共模噪声源(诸如电感感应电源线嗡嗡声或无线电波干扰)的附加衰减。

此外，这种配置还提供了谐波失真的减少，所述谐波失真否则由表现出一定程度的非线性变换特性的每个单独传感器导致。例如，因为平坦构件12可以具有不完全遵守虎克定律的弹簧柔度，所以平坦构件12对于检测质量块的移动的响应可以是非线性的。对于单个传感器，这将以传感器输出中的偶次谐波失真分量的形式被观察到，所述偶次谐波失真分量根据平坦构件12弯曲的方向而有所不同。当一个传感器的输出与(位于检测质量块14的相对端处且在相对于压电材料取向相反的方向上弯曲的)该对的第二传感器组合时，失真分量还将具有相反的极性，并且当输出通过电子器件的差分输入求和时，偶次谐波随后被抑制。

虽然检测质量块14和主体已被描述为进行附接，但是应当认识到，这可以指示(例如通过由平坦构件12所提供的夹紧力进行的)物理附接以及磁性或电气附接。换句话讲，在实施方案中，检测质量块14可以通过磁场或电场悬置在设备的主体内，而不与主体的任何部分形成物理接触。

如上所述，微机电系统(mems)振荡器是产生高度稳定的参考频率的正时装置，其可以测量时间。这些参考频率可用于对电子系统进行排序、管理数据传输、限定无线电频率以及测量经过时间。mems时钟发生器是mems正时装置，其具有用于需要多于单个参考频率的系统的多个输出。

按照惯例，术语振荡器通常指示提供单个输出频率的集成电路(ic)。mems振荡器包括mems谐振器、维持放大器和用于设定或调节其输出频率的另外的电子器件。这些电路常常包括锁相环路(pll)，其从上游mems参考频率产生可选择的或可编程的输出频率。mems振荡器通常可用作4针脚或6针脚ic，其与先前针对石英晶体振荡器标准化的印刷电路板(pcb)焊接印记相符。

在地震勘测中，可以在所谓的地震勘探排列中使用多个传感器。这可以呈具有缆接在一起的传感器的陆地勘测的形式。另一种地震勘探排列可以是节点勘探排列(例如，海洋或陆地或过渡区)，其中各个节点在区域上方展开，并且每个节点都充当传感器。另一种地震勘探排列可以是拖曳式海洋地震勘探排列，其中通过船拖曳具有许多地震传感器的多个地震拖缆。

作为涉及许多传感器的地震勘测的一部分，并且尤其是在全部节点勘探排列或部分节点勘探排列中，重要的是每个单独的传感器节点或传感器组都具有与其相关联的可靠的时钟/正时。这可以多种方式实现，但具有本地时钟是一种方式。这些时钟可以多种方式同步，诸如利用gps信号或其他无线信号同步，或通过与主时钟的有线通信来同步。

时钟同步对于有线陆地系统或海洋有线勘探排列是更简单的任务。然而，发现部分或全部节点勘探排列中的时钟正时存在因可靠性和成本而造成的复杂性。

地震勘测系统的可行性的一个方面涉及质量块和持有成本。如果实现了正确的正时，但这是以商业上不可行的成本进行的，则系统失败。因此，重要的是以合理的持有成本实现充分且良好的性能。技术进步外加成本降低是非常可取的。

本公开的实施方案针对用作地震传感器中的正时装置的mems振荡器。除此之外和/或可替代地，实施方案包括地震勘探排列装置和方法，所述地震勘探排列装置和方法结合mems振荡器系统从而以改进的持有和制造成本提供改进的正时。

现有的振荡器技术可以涉及芯片级原子钟(“csac”)的过高成本(通常约1000美元)和恒温槽补偿型晶体振荡器(“ocxo”)的功率消耗(通常约1w)。两种技术还对机械冲击非常敏感。

在一些情况下，基于gps的正时参考将不起作用或者可能太昂贵或不可靠。例如，在暴雨期间或在传感器被大量湿雪覆盖时或在它们所放置的区域被淹没时。还可以将节点部署在浅水区。

本文所包括的实施方案可以使用用于正时的mems振荡器，并且这样，这些mems振荡器可以显著地降低地震节点中的功率消耗。功率消耗将决定电池容量的所需量以及节点的大小。当涉及节点成本时，节点的大小(尤其对于深水海床来说)将是非常重要的因素。另外，当涉及充电和数据卸载基础设施时，节点大小对于成本非常重要。mems振荡器优于现有解决方案的成本优势在于可以便宜、小2至100倍的大小。

现在参见图7，提供了示出根据本公开的示例性mems振荡器700的实施方案。mems振荡器700可以包括可被配置为以高频率振动的mems谐振器702以及集成电路704。ic704可被配置为基于作为参考的mems谐振器702以及在校准期间通常获得的温度感测和校正数据来合成非常稳定且精确的输出频率。ic704可以包括各种类型的电路系统，其中的一些可以包括但不限于电荷泵706、维持电路708、低功率锁相环路710、存储器712、分频器/驱动器714和i/o电路系统716。

在一些实施方案中，电荷泵706可以作为激励电路来操作，换句话讲，它可以致使mems谐振器702振动。作为响应，维持电路708可以被配置为维持此振荡，使得mems谐振器702能够保持其振荡性能。

mems振荡器可从sitime^tm公司商购获得。应当指出的是，振荡器700可以与本文所包括的实施方案(诸如图1至图6所示的那些)中的任一者一起使用。

因此，通过在地震节点中使用这种振荡器而不是csac和ocxo(或者甚至非常高性能的tcxo)，可以显著地降低功率消耗。通过降低振荡器的功率消耗，可以显著地减少电池量以及减小总的节点大小。这给予了低得多的节点成本。在与csac进行比较时，振荡器本身的成本将是降低的节点成本的最大贡献因素。以这样的方式，mems振荡器将至少比csac便宜两个数量级。

mems振荡器的小尺寸在试图制造小而廉价的节点时也是大的优势。mems振荡器通常使用类似用于最小电子器件部件的非常小的封装，而最常用的csac是40x35x12mm。

当涉及功率消耗和成本时，引入的第一mems振荡器不具有优于基于晶体的振荡器的显著优势。这已经有所改变，并且具有仅几微安的电流消耗的振荡器现在可用于低于1mhz的频率，而非常高度稳定的中功率mems振荡器现在可用于更高的频率。使用mems振荡器的另一个优势是可靠性更高。

非常稳定的中功率mems振荡器具有对于低功率节点来说有点偏高的功率消耗(类似于在陆地节点中用作正时参考时的gps接收器)。在一些实施方案中，为了降低总功率消耗，mems振荡器可以与较低质量块的低功率振荡器组合，其中可以通过向控制针脚(vcxo)施加电压或通过使用数字接口来控制频率。通过唤醒中功率振荡器仅几秒并通过计算两个振荡器的时钟脉冲的数量，可以使用更高功率的更精确的振荡器作为参考来驯服低功率振荡器。以相同的方式使用ocxo是不可能的，因为它需要数十分钟来达到规定的稳定性，而mems振荡器通常将在100ms内达到规定的稳定性。

大多数当前地震节点使用采样时间的线性校正。当内部时钟起动时可以将时间注入节点中(或在外部记录时间)，存储(或在外部记录)检索时间，并且可以向地震数据施加插值以校正被认为是线性的时间漂移。还可以在部署之前使用外部高精度参考来驯服节点振荡器以限制线性漂移。在其中在所提出的概念中具有多于一个振荡器的系统中，最精确的振荡器可以在部署之前被驯服，然后在采集期间，此振荡器可以用于驯服用作用于数字化地震信号的直接时间参考的振荡器。

当涉及地震节点的正时性能时，最重要的不是整体精度而是非线性漂移，因为线性漂移是容易补偿的。为了获得地震节点的最佳性能，振荡器的校准可以被集中到将操作节点的温度范围。深水海床节点通常将不会历经高于30℃的温度(当在船上时)，然后其前进到温度为约4度的海底。对于低功率节点，温度将不受来自电子器件的耗散的影响。如果振荡器使用高阶多项式进行温度校正，所有努力可然后用于使振荡器在0度至30度内尽可能地稳定，而在此温度窗口之外的性能将不重要。以这样的方式，可以更进一步改进性能。这样，可以针对不同的操作环境(如海床、过渡区、北极、沙漠或通用土地)对振荡器进行优化。

对于陆地节点，mems振荡器可以是在gps接收受阻时使用的备用解决方案。在这种设置中，还可以在gps接收工作来改进mems振荡器精度时使用gps来驯服mems振荡器。

在一个实现方式中，提供了一种可以使用mems振荡器作为正时参考的地震勘探排列系统。mems振荡器可以具有任何合适的设计，包括但不限于图7中提供的设计。系统可以包括多个节点地震传感器单元。所述系统还可以包括多个mems振荡器时钟装置，其中所述多个mems振荡器时钟装置中的每一个与所述多个节点地震传感器单元中的相应的一个相关联。所述装置可以被配置为向所述地震系统输入时间同步。每个mems振荡器时钟装置可以包括与集成电路通信的mems谐振器。

在一些实现方式中，所述地震勘探排列系统可以包括海洋节点勘探排列和/或陆地节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括与相应的mems振荡器耦接的多个节点的单元。所述集成电路可以包括与所述mems谐振器通信的电荷泵和维持电路。所述集成电路还可以包括与所述维持电路通信的锁相环路。

在另一个实现方式中，提供了一种地震节点传感器。所述传感器可以包括地震检波器和与所述地震检波器通信的mems振荡器时钟装置。所述mems振荡器时钟装置可以包括与集成电路通信的mems谐振器。所述mems振荡器时钟装置可以被配置为向所述地震节点传感器输入时间同步。

在一些实现方式中，所述地震检波器可以是三轴地震检波器装置。所述地震传感器可以通过无线信号与一个或多个另外的地震传感器连接。所述地震节点传感器可以包括缆接且与所述mems振荡器时钟装置相关联的多个传感器。所述地震节点传感器可以是盲节点传感器组。所述集成电路可以包括存储器。所述集成电路可以包括与所述mems谐振器通信的电荷泵和维持电路。所述集成电路还可以包括与所述维持电路通信的锁相环路。

在另一个实现方式中，并且如图8所示，提供了一种用于使用mems振荡器作为正时参考的方法。所述方法可以包括提供802多个节点地震传感器单元。所述方法还可以包括使用多个mems振荡器时钟装置来为所述多个节点地震传感器单元中的每一个生成804时间参考。所述多个mems振荡器时钟装置中的每一个都可以与所述多个节点地震传感器单元中的相应的一个相关联，从而向所述地震系统输入时间同步。每个mems振荡器时钟装置可以包括与集成电路通信的mems谐振器。

在一些实现方式中，所述地震勘探排列系统可以包括海洋节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括陆地节点勘探排列。所述地震勘探排列系统可以包括与相应的mems振荡器耦接的多个节点的单元。所述集成电路可以包括与所述mems谐振器通信的电荷泵和维持电路。所述集成电路还可以包括与所述维持电路通信的锁相环路。

如在本文所述的任何实施方案中所使用的，“电路系统”可以单独或以任何组合的形式包括例如硬连线电路系统、可编程电路系统、状态机电路系统和/或存储由可编程电路系统执行的指令的固件。首先应当理解，本文的任何实施方案中所述的操作和/或操作部件中的任一者都可以软件、固件、硬连线电路系统和/或其任何组合来实现。

应当理解，关于任何一个实施方案所描述的任何特征可单独使用，或与所描述的其他特征组合使用，并且也可与任何其他实施方案或任何其他实施方案的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外，在不脱离随附权利要求中限定的本发明的范围的情况下也可采用上文未描述的等效物和修改。例如，设备可被设计成一次性的或可以是可重复使用的。所述设备适用于在陆地和海洋地震采集活动中使用。权利要求的特征可以除权利要求中指定的之外的组合进行组合。

附图中框图示出根据本公开的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能性和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个方框均可表示代码的模块、片段或部分，所述代码包括用于实现一个或多个指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代性实现方式中，方框中提到的功能可以不按附图中提到的顺序出现。例如，连续示出的两个方框实际上可以大致上同时执行，或者这些方框有时可以按相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性。还应注意，框图和/或流程图图解中的每个框以及框图和/或流程图图解中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件与计算机指令的组合来实现。

前述内容概述了若干实施方案的特征，使得本领域技术人员可更好地理解本公开的方面。本领域技术人员应当了解，可容易地使用本公开作为用于设计或修改其他过程和结构以便执行本文介绍的实施方案的相同目的和/或实现其相同优点的基础。本领域技术人员还应认识到，此类等效结构不偏离本公开的精神和范围，并且其可在不偏离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种变化、取代和更改。本发明的范围应只通过随后的权利要求的语言来确定。权利要求中的术语“包括”意图意指“至少包括”，使得权利要求中所列举的元件列表是开放群组。除非明确排除，否则术语“一个(a)”、“一个(an)”和其他单数术语意图包括其复数形式。

本文中使用的术语用于描述特定实施方案的目的，而且并不意图限制本公开。将进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在用于本说明书中时指明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。

下文权利要求中手段或步骤以及功能要素的对应结构、材料、动作和等效物意图包括用于结合特定要求保护的其他所要求保护要素来执行所述功能的任何结构、材料或动作。本公开的描述已经出于说明和描述的目的进行呈现，但并不意图是详尽的或将本公开限于所公开的形式。在不偏离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。选择并且描述实施方案以便最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使得本领域其他普通技术人员能够针对具有适合于设想的特定用途的各种修改的各种实施方案来理解本公开。

尽管上文详细描述了几个示例性实施方案，但是本领域技术人员应当容易地了解，在实质上未偏离本文所述的海洋地震拖缆的情况下，可在示例性实施方案中进行许多修改。因此，此类修改意图包括在如以下权利要求中所限定的本公开的范围内。在权利要求中，手段加功能条款意图涵盖本文所述的如执行所列举功能的结构，并且不仅涵盖结构等效物、而且涵盖等效结构。因此，尽管钉子和螺钉可能不是结构等效物，因为钉子采用圆柱形表面来将木制零件固定在一起，而螺钉采用螺旋形表面，但是在紧固木制零件的环境下，钉子和螺钉可能是等效结构。本申请人的表达意图不是援引美国法典第35篇第112条第6段来对本文的任何权利要求进行任何限制，除了权利要求明确地使用措辞“用于……的装置”连同相关联功能的那些之外。

已经详细地这样描述了本申请的公开内容并参考其实施方案，将显而易见的是，在不偏离所附权利要求限定的本公开范围的情况下，可以进行修改和变化。