一種有源加速度型震動傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種微地震信號接收裝置，屬于微地震監測技術領域。特別是涉及一種微地震信號接收傳感器研制問題。
【背景技術】
[0002]微地震監測技術是一種物理探測技術，通過接收來自地下的微弱的地震信號來解決多種工程問題，已經在多個技術領域得到應用。
[0003]以往在進行微地震監測時一般使用普通的動圈式地震檢波器(簡稱檢波器)作為微地震信號接收傳感器。動圈式地震檢波器主要由磁鐵和線圈構成，其內部不含有其它電子器件，也不需要外部電源提供能量。這是一種速度型震動傳感器，具有制造簡單，成本低，性能可靠等優點。但是，速度型傳感器也具有明顯的缺點，一是存在“共振”或“余振”問題，會明顯降低微地震信號的分辨力；二是信號頻率響應范圍較窄，適應性差，信號衰減與失真較大；三是靈敏度較低；四是噪聲干擾較大，信噪比較低。雖然有多種其它類型傳感器可供選擇，但是在實際應用中都存在不同冋題。
[0004]本實用新型采用一種專用動圈式震動芯體與信號控制電路相結合，利用外部電源提供能量，實現了一種有源加速度型震動傳感器(簡稱有源震動傳感器)，可為提高微地震監測技術效果發揮重要作用。有源震動傳感器與普通傳感器相比較具有高信噪比、高靈敏度、高分辨力等優越特性，特別是在提高分辨力的同時，其靈敏度可以提高I個數量級以上，對于接收更加微弱的地震(微地震)信號創造了有利條件。

【發明內容】

[0005]發明創造的目的
[0006]本實用新型設計的目的是制造一種有源加速度型震動傳感器，作為微地震信號接收傳感器，以提高微地震監測效果。
[0007]技術方案
[0008]普通的動圈式地震檢波器當遇到地下震動信號時，其線圈就會在磁場中運動，從而產生電壓輸出信號。根據其工作原理，輸出的電壓信號的大小與線圈的運動速度成正比，所以稱為速度型檢波器。隨著科學的發展，人們已經認識到速度型檢波器的缺陷，因此，多年來一直在探索加速度型檢波器的研制問題。
[0009]本實用新型提供的有源加速度型震動傳感器的設計原理是:震動芯體仍然采用動圈式結構，不過要通過信號控制電路板給線圈的運動施加一個阻尼電流，電流的大小與線圈運動產生的信號大小相關，信號越大施加的阻尼電流越大，反之越小。由于阻尼電流的作用，線圈在磁場中運動速度就會大大減小，當阻尼電流完全控制線圈運動時，線圈受到的阻力與外力相等，這時測量為檢波器提供的阻尼電流的大小作為有源傳感器的輸出信號。顯然，這一信號與線圈所受到的外力成正比，即與線圈運動的加速度成正比。所以，本實用新型提出的是一種加速度型震動傳感器。由于需要外部電源，又稱為有源加速度型震動傳感器。
[0010]本實用新型所采用的技術方案如下:
[0011]本實用新型提供的有源加速度型震動傳感器由傳感器外殼(1)、震動芯體(2)、信號控制電路板(3)、電纜(4)、航空接口(5)幾部分組成，其特征在于，震動芯體(2)是一種動圈式結構，震動芯體(2 )與信號控制電路板(3 )連接成一體安裝在傳感器外殼(I)內，通過電纜(4)將信號控制電路板(3)電源線引出連接到航空接口(5)，并通過航空接口(5)從外部為信號控制電路板(3)提供電源，在電源支持下工作。
[0012]上述的有源加速度型震動傳感器中，震動芯體(2)是一種專用動圈式結構電磁感應芯體，其中包括兩個獨立線圈La、Lb,其極性分別為a+、a_、b+、b_，線圈La、Lb固定在同一個線圈支架ZJ上，連接成一體并在磁場中保持同步運動，線圈支架ZJ有彈簧片支撐。
[0013]上述的有源加速度型震動傳感器中，信號控制電路板(3)的基本電路由集成運算放大器和電阻構成，與震動芯體(2)及航空接口(5)具有確定的連接關系。
[0014]上述的有源加速度型震動傳感器中，利用三個震動芯體(2)組成兩兩垂直的空間方向，每個方向連接有信號控制電路板(3)即構成三分量有源加速度型震動傳感器。
[0015]上述的有源加速度型震動傳感器中，利用單分量或三分量有源加速度型震動傳感器能夠通過總電纜連接成串狀結構。
[0016]上述的有源加速度型震動傳感器中，航空接口(5)含有電源輸入插孔(e、f)、傳感器信號輸出插孔(a、b、C)、電路控制插孔(d、g)。
[0017]有益效果
[0018]1、震動芯體采用動圈式結構，具有制造簡單、性能可靠、成本低廉等優點；
[0019]2、采用電源供電，通過信號控制電路板實現了震動信號的加速度響應，能夠避免線圈自由運動或產生共振，減小微地震子波的延續時間，從而提高分辨力。分辨力對提高微地震監測效果非常重要，特別是對區分相鄰的縱波與橫波能發揮重要作用；
[0020]3、震動芯體與信號控制電路板組成機電一體化系統，并安裝于同一內殼，可以避免信號衰減和干擾；
[0021]4、有源加速度型震動傳感器工作原理具有壓制電磁干擾特性，可以大大提高信噪比。同時通過改進震動芯體機械特性和電路特性，如線圈質量、磁場強度、放大電路等，可以大大提高靈敏度指標，與普通傳感器相比靈敏度可提高I個數量級以上。
【附圖說明】
[0022]圖1有源加速度型震動傳感器結構與電路連接示意圖。
[0023]圖2 7針航空接口示意圖。
[0024]附圖中標號意義與說明:1.傳感器外殼，2.震動芯體，3.信號控制電路板，4.電纜，5.航空接口，ZJ.線圈支架，La.線圈，a+.La正極，a_.La負極，Lb.線圈，b+.Lb正極，b_.Lb負極，N.磁鐵北極，S.磁鐵南極。
[0025]7針航空接口接線定義:a.傳感器信號X分量+，b.傳感器信號Y分量+，c.傳感器信號Z分量+，d.地線，e.+12V電源，f.-12V電源，g.地線。
【具體實施方式】
[0026]1、震動芯體
[0027]震動芯體(2)采用動圈式結構，制造工藝比較簡單，成本較低，性能可靠且容易控制。
[0028]根據圖1所示，震動芯體(2)是一種專用動圈式結構電磁感應芯體，其中包括兩個獨立線圈La、Lb,其極性分別為a+、a_、b+、b_。線圈La、Lb固定在同一