CN204832539U - 高灵敏度三分量有源地震传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高灵敏度三分量有源地震传感器，包括铝合金外壳和九芯电缆，所述铝合金外壳内自下而上顺次设有第一检波器机芯、第二检波器机芯和第三检波器机芯，第三检波器机芯上部设有信号放大电路板，所述第一检波器机芯、第二检波器机芯和第三检波器机芯通过信号放大电路板与设置在铝合金外壳上端的九芯电缆电连接。本实用新型的高灵敏度三分量有源地震传感器通过加入放大电路，提高了检波器的灵敏度，能检测到更微弱的地震信号，相对于普通地震检波器来说，单个高灵敏度有源地震传感器即可达到由几个机芯串联组成的普通检波器的灵敏度，并具有体积小、灵敏度高、适合于微地震监测实际施工需求等特点。

Description

高灵敏度三分量有源地震传感器

技术领域

本实用新型涉及一种能检测振动并将振动检波器的原始输出电信号进行放大后输出的装置，具体涉及一种高灵敏度三分量有源地震传感器。

背景技术

地震检波器是基于电磁感应原理将振动转换为电信号的一种传感器，是一种无源器件。由于地震检波器成本低、使用简便，在地震勘探中大量使用。但是单个地震检波器灵敏度低，实际地震勘探使用中需要组成检波器串使用，以提高灵敏度。

在微地震监测中也需要使用振动传感器检测微弱的地震信号，而微地震的振动信号比地震勘探的振动信号更弱，例如油气井水力压裂在地下几千米深度产生岩石破裂，产生的地震波传播到地面时已经非常微弱，在这种情况下，依然使用普通的无源地震检波器就很难检测到这些微弱的地震信号。所以，微地震监测中需要使用更高灵敏度的地震传感器。

另外，在进行微地震监测时，若只是将检波器插在地表，容易受到地面各种干扰的影响，检波器串是多支检波器的串联，施工时无法将其深埋入土层，只能简单的插在地表。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种高灵敏度三分量有源地震传感器。

其技术方案是：高灵敏度三分量有源地震传感器，包括铝合金外壳和九芯电缆，所述铝合金外壳内自下而上顺次设有第一检波器机芯、第二检波器机芯和第三检波器机芯，第三检波器机芯上部设有信号放大电路板，所述第一检波器机芯、第二检波器机芯和第三检波器机芯通过信号放大电路板与设置在铝合金外壳上端的九芯电缆电连接。

其中，所述铝合金外壳为内设空腔的圆柱状结构，铝合金外壳的底部呈圆锥状结构，其上部一侧设有标记孔。所述第一检波器机芯竖向安装在铝合金外壳内底部，所述第二检波器机芯和第三检波器机芯横向交叉设置在铝合金外壳内中部。所述信号放大电路板包括第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路，所述第一放大电路的输入端与第一检波器机芯相连接，第一放大电路的输出端连接九芯电缆的第一端和第二端，所述第二放大电路的输入端与第二检波器机芯相连接，第二放大电路的输出端连接九芯电缆的第三端和第四端，所述第三放大电路的输入端与第三检波器机芯相连接，第三放大电路的输出端连接九芯电缆的第五端和第第六端，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的电源正极端连接九芯电缆的第七端，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的电源负极端连接九芯电缆的第八端，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的地线端连接九芯电缆的第九端。所述第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的结构相同，其均为放大倍数是可调的差分放大电路。

本实用新型的高灵敏度三分量有源地震传感器通过加入放大电路，提高了检波器的灵敏度，能检测到更微弱的地震信号，相对于普通地震检波器来说，单个高灵敏度有源地震传感器即可达到由几个机芯串联组成的普通检波器的灵敏度，并具有体积小、灵敏度高、适合于微地震监测实际施工需求等特点。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的电路方框图；

图3是图2中放大电路的原理图。

具体实施方式

参照图1—图2，一种高灵敏度三分量有源地震传感器，包括铝合金外壳1和九芯电缆2，所述铝合金外壳2内自下而上顺次设有第一检波器机芯3、第二检波器机芯4和第三检波器机芯5，第三检波器机芯5上部设有信号放大电路板6，所述第一检波器机芯3、第二检波器机芯4和第三检波器机芯5通过信号放大电路板6与设置在铝合金外壳1上端的九芯电缆2电连接。所述铝合金外壳1为内设空腔的圆柱状结构，铝合金外壳1的底部呈圆锥状结构7，其上部一侧设有标记孔8。所述第一检波器机芯3竖向安装在铝合金外壳内底部，所述第二检波器机芯4和第三检波器机芯5横向交叉设置在铝合金外壳1内中部。所述信号放大电路板6包括第一放大电路61、第二放大电路62和第三放大电路63，所述第一放大电路61的输入端与第一检波器机芯3相连接，第一放大电路61的输出端连接九芯电缆2的第一端和第二端，所述第二放大电路62的输入端与第二检波器机芯4相连接，第二放大电路62的输出端连接九芯电缆2的第三端和第四端，所述第三放大电路63的输入端与第三检波器机芯5相连接，第三放大电路63的输出端连接九芯电缆2的第五端和第第六端，第一放大电路61、第二放大电路62和第三放大电路63的电源正极端连接九芯电缆2的第七端，第一放大电路61、第二放大电路62和第三放大电路63的电源负极端连接九芯电缆2的第八端，第一放大电路61、第二放大电路62和第三放大电路63的地线端连接九芯电缆2的第九端。所述第一放大电路61、第二放大电路62和第三放大电路63的结构相同，其均为放大倍数是可调的差分放大电路，原理图参照附图3制作；电路原理：对于Z分量，它主要由差分放大器U1组成，输入端正极与U1的第8脚之间接一个电阻R2，U1的第6脚外接-5V电源，第5脚接输出端的负极。第8脚与第5脚之间串联一个电阻R1。信号放大倍数等于电阻R1与R2的比值，通过调节电阻R1与R2的值可以调节放大倍数，比值越大，放大倍数越高。输入端负极与U1的第1脚之间接一个电阻R3，第2脚接地，第3脚外接+5V电源，第4脚接输出端的正极，在U1的第1脚与第4脚之间串联一个电阻R4。信号放大倍数等于电阻R4与R3的比值，通过调节电阻R4与R3的值可以调节放大倍数，比值越大，放大倍数越高。图示电路的放大倍数为10倍。U1采用ADI公司的AD8137。

本实用新型将三个检波器机芯和信号放大电路板固定在金属外壳内部，引出9芯电缆，金属外壳底部具有圆锥形尾椎，可以与地层较好的耦合。地层的振动传递给壳体，壳体与固定在上面的机芯一起振动，机芯随即产生微弱的电压信号并传送至信号放大电路板，就会输出差分放大后的电压信号。

本实用新型的高灵敏度三分量有源地震传感器信号放大倍数为10倍，并可通过改变电阻的大小来调节放大倍数，选择不同型号的检波器机芯可以得到不同特性的高灵敏度三分量有源地震传感器。将其应用于微地震监测时，可以检测到更多微弱的地震信号，为后续的数据处理及解释提供更可靠的数据支持。

此外，本实用新型还可以应用于天然地震监测、通用振动检测等领域。

Claims (5)

1.高灵敏度三分量有源地震传感器，包括铝合金外壳和九芯电缆，其特征在于：所述铝合金外壳内自下而上顺次设有第一检波器机芯、第二检波器机芯和第三检波器机芯，第三检波器机芯上部设有信号放大电路板，所述第一检波器机芯、第二检波器机芯和第三检波器机芯通过信号放大电路板与设置在铝合金外壳上端的九芯电缆电连接。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度三分量有源地震传感器，其特征在于：所述铝合金外壳为内设空腔的圆柱状结构，铝合金外壳的底部呈圆锥状结构，其上部一侧设有标记孔。

3.根据权利要求1所述的高灵敏度三分量有源地震传感器，其特征在于：所述第一检波器机芯竖向安装在铝合金外壳内底部，所述第二检波器机芯和第三检波器机芯横向交叉设置在铝合金外壳内中部。

4.根据权利要求1所述的高灵敏度三分量有源地震传感器，其特征在于：所述信号放大电路板包括第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路，所述第一放大电路的输入端与第一检波器机芯相连接，第一放大电路的输出端连接九芯电缆的第一端和第二端，所述第二放大电路的输入端与第二检波器机芯相连接，第二放大电路的输出端连接九芯电缆的第三端和第四端，所述第三放大电路的输入端与第三检波器机芯相连接，第三放大电路的输出端连接九芯电缆的第五端和第六端，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的电源正极端连接九芯电缆的第七端，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的电源负极端连接九芯电缆的第八端，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的地线端连接九芯电缆的第九端。

5.根据权利要求4所述的高灵敏度三分量有源地震传感器，其特征在于：所述第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的结构相同，其均为放大倍数是可调的差分放大电路。