無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電地震檢波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，包括陶瓷安裝環(huán)，陶瓷安裝環(huán)上下兩面分別安裝陶瓷片，陶瓷片是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片上通過螺釘固定有質(zhì)量體，下陶瓷片通過螺釘緊固在底座上，螺釘上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管，底座上旋裝內(nèi)殼體，內(nèi)殼體上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出。該無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，其具有靈敏度高、有效頻帶寬和高信噪比的特征。
【專利說明】
無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電地震檢波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型是屬于無源壓電地震檢波器領(lǐng)域，涉及一種無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電地震檢波器。
【背景技術(shù)】
[0002]地震勘探方法在石油物探行業(yè)一直是最主要的勘探手段。這種方法是將檢波器埋置于地面，通過人工地震將地層振動信息提取出來送入地震儀，數(shù)字地震儀再將這些信息經(jīng)過數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。可見這些信息的源頭就是檢波器，檢波器能夠接受到的信息量大小直接影響到最后所能獲得的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息量。
[0003]目前國內(nèi)外使用最多的是動圈式地震檢波器，但由于這種檢波器自身結(jié)構(gòu)的原因，其特點(diǎn)是高頻段與低頻段的接受靈敏度一致、動態(tài)范圍小、有效工作頻帶窄、抗干擾能力較差。由于高頻信號在傳輸過程中衰減快，就顯得這種檢波器接受高頻信號的能力差。諸多因素反應(yīng)出這種檢波器的缺陷，不能很好地獲得高質(zhì)量的地震勘探資料。
[0004]壓電陶瓷檢波器相比動圈式磁電檢波器，其優(yōu)勢在于1:它是一種加速度型傳感器，頻率越高接收靈敏度越高。2:有效工作頻帶寬，可以達(dá)到5—400HZ，而動圈式磁電檢波器的工作頻帶大約是10-200取。3:抗干擾能力優(yōu)于動圈式磁電檢波器。4:動態(tài)范圍可以達(dá)到100dB，而動圈式磁電檢波器的動態(tài)范圍大約為60dB。
[0005]然而，壓電檢波器也有它自身的缺點(diǎn)，例如:壓電陶瓷輸出的高阻態(tài)影響信號傳輸和儀器對接的阻抗不匹配、低頻端靈敏度較低、抗跌落性能差等。如果克服了上述這些缺點(diǎn)的話，使用壓電檢波器就會比使用動圈磁電檢波器進(jìn)行地震勘探會取得更好的地質(zhì)資料。
[0006]在壓電檢波器領(lǐng)域又分為有源壓電檢波器和無源壓電檢波器。有源壓電檢波器的優(yōu)點(diǎn)是可以通過電路的放大倍數(shù)來提高整體靈敏度以及輸出阻抗低，容易與儀器對接。其缺點(diǎn)是電子電路會引入電噪聲，降低了信噪比；為電路提供電源是一件麻煩的事，需要將地震儀的電源變壓后提供給檢波器，局限了它的使用范圍；如果檢波器使用電池供電，就需要定時更換，這是一件即費(fèi)錢又費(fèi)事的額外工作量。
[0007]如果無源壓電檢波器提高了靈敏度，改善了輸出阻抗，那么它比有源壓電檢波器就更具優(yōu)勢。
[0008]在石油物探行業(yè)，無源壓電檢波器只有在海洋勘探中作為聲波接收器使用，在陸地地震勘探中目前還沒有得到推廣。根據(jù)公開文獻(xiàn)報道和中國專利文獻(xiàn)查詢以及石油物探市場了解到，目前僅有的幾款無源壓電檢波器還沒有一種能夠全部克服以下幾方面的缺陷:靈敏度低、阻抗匹配器轉(zhuǎn)換效率低、頻帶不夠?qū)挕⒖沟湫阅懿钜约靶旁氡炔桓叩?。這就是沒有一種無源壓電檢波器在陸地石油勘探市場得到大規(guī)模推廣和應(yīng)用的主要原因。
[0009]用壓電陶瓷片設(shè)計無源壓電檢波器，需根據(jù)壓電陶瓷的特點(diǎn)主要解決下列問題:
(I)壓電陶瓷的高阻態(tài)。(2)高電壓低電流輸出特征。(3)靈敏度與帶寬的矛盾體。(4)陶瓷的脆性帶來的抗跌落難題。等等?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種靈敏度高、有效頻帶寬和信噪比高的無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電檢波器。
[0011]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0012]—種無源壓電地震檢波器機(jī)芯，包括陶瓷安裝環(huán)，陶瓷安裝環(huán)上下兩面分別安裝陶瓷片，陶瓷片是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片上通過螺釘固定有質(zhì)量體，下陶瓷片通過螺釘緊固在底座上，螺釘上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管，底座上旋裝內(nèi)殼體，內(nèi)殼體上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出。
[0013]所述的陶瓷片是一塊鈹青銅基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，并且基板上設(shè)有中孔，鈹青銅基板厚度為0.3mm。
[0014]單片陶瓷厚度為0.1mm，單片陶瓷的電容值為150?170nF，上陶瓷片的基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，下陶瓷片的基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，再將上下基板通過陶瓷安裝環(huán)短接相串聯(lián)。
[0015]—種無源壓電地震檢波器，包括陶瓷安裝環(huán)，陶瓷安裝環(huán)上下兩面分別安裝陶瓷片，陶瓷片是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片上通過螺釘固定有質(zhì)量體，下陶瓷片通過螺釘緊固在底座上，螺釘上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管，底座上旋裝內(nèi)殼體，內(nèi)殼體上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出，連接到阻抗匹配器阻抗匹配器和內(nèi)殼體外部安裝有外殼體，外殼體的底部安裝尾椎，外殼體的上部連接輸出插頭。
[0016]—種基于無源壓電地震檢波器機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，包括電路板、阻抗匹配器和多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯，多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯以等角度等中心距安裝在電路板上，電路板的中央安裝有阻抗匹配器，電路板通過隔離板緊固安裝在底盤上，夕卜套管加裝橡膠密封圈后螺旋安裝在底盤上，上蓋加裝橡膠密封圈后螺旋安裝在外套管上，上蓋通過防水的橡皮墊圈與壓線盤相連，上蓋的中央穿出輸出導(dǎo)線并在壓線盤中與輸出插頭的輸出電纜相連接，在底盤上等分安裝多只尾錐。
[0017]所述的壓線盤的中空部分灌入防水的聚氨酯膠。
[0018]多只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯和阻抗匹配器安裝在電路板上，通過電路板布線實(shí)現(xiàn)多只單體的串并聯(lián)關(guān)系。
[0019]六只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯以等角度等中心距且三串兩并的關(guān)系安裝在電路板上，六只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯共用一個阻抗匹配器，構(gòu)成多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器。
[0020]輸出插頭的輸出電纜在壓線盤內(nèi)部打結(jié)后連接輸出導(dǎo)線。
[0021]所述的阻抗匹配器采用超微晶板材卷制成圓筒形作為磁芯，雙繞組。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0023]本實(shí)用新型提供的無源壓電地震檢波器機(jī)芯及基于該機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，其具有靈敏度高、有效頻帶寬和高信噪比的特征。
[0024]本實(shí)用新型利用作用力與反作用力原理，通過所述安裝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上陶瓷基片與下陶瓷基片具有相等的作用力。阻抗匹配器采用超微晶板材卷制成圓筒形作為磁芯，雙繞組。阻抗匹配器改變陶瓷片的輸出高阻態(tài)，使整體傳感器的輸出阻抗小于4ΚΩ，輸出靈敏度大于lV/g，輸出有效帶寬大于250Hz。
[0025]同時，本實(shí)用新型利用I)一塊基板雙面粘貼陶瓷，共用2片基板即4片陶瓷實(shí)行2串2并結(jié)構(gòu)，解決靈敏度低的問題。(2)合理設(shè)計基板厚度、陶瓷片厚度、質(zhì)量體形狀和重量解決帶寬不夠問題，并具有合理的靈敏度。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足抗跌落要求。(4)輸出端使用新型阻抗匹配器提高電磁轉(zhuǎn)換效率，以犧牲盡量小的靈敏度作為代價解決高阻態(tài)問題。該阻抗匹配器是用超微晶材料制作成磁環(huán)狀，環(huán)繞雙組線圈，使輸出阻抗在合理的范圍之內(nèi)。
[0026]通過這些措施的實(shí)施，本實(shí)用新型設(shè)計的無源壓電地震檢波器達(dá)到下列指標(biāo):(I)輸出靈敏度大于lV/g。(2)輸出有效帶寬大于250Hz，最高可達(dá)到400Hz。(3)諧振點(diǎn)高于450Hz。(4)輸出阻抗低于4ΚΩ。
[0027]本實(shí)用新型是將多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯通過一定的串并聯(lián)關(guān)系組合在一起(例如本實(shí)用新型實(shí)施形態(tài)，采用無源壓電地震檢波器機(jī)芯，用3串2并的方式組合在一起)，共用一個阻抗匹配器，以天平結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，等角度等中心距安裝在同一底盤上，實(shí)現(xiàn)了增加靈敏度的目的。
[0028]本實(shí)用新型設(shè)計的多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器達(dá)到下列指標(biāo):(I)六只組合輸出靈敏度大于6V/g。(2)輸出有效帶寬大于250Hz，最高可達(dá)到400Hz。(3)諧振點(diǎn)高于450Hz。(4)輸出阻抗低于4ΚΩ。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型提供的另一種實(shí)施形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為圖2的實(shí)施形態(tài)六只無源壓電地震檢波器機(jī)芯的梅花形態(tài)示意圖；
[0032]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)單只無源壓電地震檢波器機(jī)芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]其中，1:陶瓷安裝環(huán)。2:陶瓷片。3:質(zhì)量體。4:螺釘。5:絕緣套管。6:外殼體。7:底座。8:底盤。9:內(nèi)殼體。10:阻抗匹配器。11:無源壓電地震檢波器機(jī)芯。12:尾錐。13:輸出插頭。14:外套管。15:橡膠密封圈。16:上蓋。17:橡膠密封圈。18:壓線盤。19:隔離板。20:電路板。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本實(shí)用新型的解釋而不是限定。
[0035]參見圖4，一種無源壓電地震檢波器機(jī)芯，包括陶瓷安裝環(huán)I，陶瓷安裝環(huán)I上下兩面分別安裝陶瓷片2，陶瓷片2是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片2上通過螺釘4固定有質(zhì)量體3，下陶瓷片通過螺釘4緊固在底座7上，螺釘4上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管5，底座7上旋裝內(nèi)殼體9，內(nèi)殼體9上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出。
[0036]其中，所述的陶瓷片是一塊鈹青銅基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，并且基板上設(shè)有中孔，鈹青銅基板厚度為0.3mm。單片陶瓷厚度為0.1mm，單片陶瓷的電容值為150?170nF，上陶瓷片(2)的基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，下陶瓷片(2)的基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，再將上下基板通過陶瓷安裝環(huán)短接相串聯(lián)。
[0037]參見圖1，一種無源壓電地震檢波器，包括陶瓷安裝環(huán)I，陶瓷安裝環(huán)I上下兩面分別安裝陶瓷片2，陶瓷片2是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片2上通過螺釘4固定有質(zhì)量體3，下陶瓷片通過螺釘4緊固在底座7上，螺釘4上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管5，底座7上旋裝內(nèi)殼體9，內(nèi)殼體9上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片2的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出，連接到阻抗匹配器10，阻抗匹配器10和內(nèi)殼體9外部安裝有外殼體6，外殼體6的底部安裝尾椎12，外殼體6的上部連接輸出插頭13。
[0038]具體的，一種無源壓電地震檢波器，陶瓷安裝環(huán)I兩面分別安裝陶瓷片2，并對陶瓷安裝環(huán)I雙面滾邊卡緊陶瓷片2。所述陶瓷片2是一塊鈹青銅基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷并有Φ 4的內(nèi)中孔。上兩個陶瓷公用的基板叫上基板，下兩個陶瓷公用的的基板叫下基板。單片陶瓷厚度為0.1mm，單片陶瓷的電容值為150?170nF，上基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，下基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，再將它們相串聯(lián)，使4片陶瓷形成兩串兩并結(jié)構(gòu)，則組合電容值仍為150?170nF。鈹青銅基板厚度為0.3mm，經(jīng)過熱處理加工。
[0039]質(zhì)量體3用螺釘4緊固在上陶瓷片上，螺釘上有絕緣套管5防止螺釘4與上基板短路。下陶瓷片通過另一螺釘4緊固在底座7上，螺釘上也加絕緣套管5防止螺釘4與下基板短路。
[0040]底座7上旋裝內(nèi)殼體9。
[0041]正負(fù)極引線從內(nèi)殼體9的上方圓孔穿出，連接到阻抗匹配器10。
[0042]阻抗匹配器10，采用超微晶板材卷制成圓筒形作為磁芯，雙繞組。首先環(huán)繞初級繞組，然后覆蓋環(huán)繞次級繞組。繞線完成后在其表面涂刷絕緣漆防止其松散，再用絕緣膠帶纏繞包裹防止外物損傷。該磁芯材料導(dǎo)磁率極高，遠(yuǎn)優(yōu)于硅鋼片或坡莫合金，并且圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的漏磁少。匹配器初級繞組，用6絲漆包線繞制7000匝；匹配器次級繞組，用10絲漆包線繞制450匝。
[0043]安裝外殼體11，并在外殼體11的底部安裝尾椎12。
[0044]從外殼體11的上部連接輸出插頭13。
[0045]本實(shí)施形態(tài)制成的無源壓電地震檢波器，輸出靈敏度為2V/g，輸出有效帶寬為300Hz，輸出阻抗為3.6ΚΩ。
[0046]工作過程:
[0047]將檢波器埋置與地下至少50cm，保證檢波器與大地之間的緊密耦合。大地振動時，由于質(zhì)量體的重力作用使陶瓷片變形產(chǎn)生電流輸出。由于陶瓷片在基板兩面是正負(fù)粘帖的，在安裝上使兩面陶瓷面短路，實(shí)現(xiàn)了雙面陶瓷的并聯(lián)，另一陶瓷片安裝方法相同。兩個基板通過陶瓷安裝環(huán)短路，實(shí)現(xiàn)了兩組陶瓷片的串聯(lián)，即整體的兩串兩并結(jié)構(gòu)。當(dāng)上陶瓷片受力于質(zhì)量體變形時，根據(jù)作用力與反作用力原理，下陶瓷片也受到同樣大小但方向相反的反作用力使之變形。上下陶瓷片同時輸出電荷并且相位一致，互相疊加(串聯(lián)關(guān)系)。陶瓷片的電荷輸出經(jīng)過阻抗匹配器，最終在輸出插頭端輸出電壓信號。
[0048]本實(shí)施形態(tài)具有高靈敏度高、有效頻帶寬和高信噪比特征。本實(shí)用新型提供的無源壓電地震檢波器，輸出靈敏度大于lV/g，輸出有效帶寬大于250Hz，輸出阻抗小于4ΚΩ。
[0049]進(jìn)一步地，雙基板共4片陶瓷組成一個壓電陶瓷傳感器，內(nèi)核輔以所述機(jī)械結(jié)構(gòu)和其它零部件組成獨(dú)立的無源壓電地震檢波器。
[0050]需要說明的是，每塊基板的兩面正負(fù)粘帖陶瓷，并將陶瓷面短路實(shí)現(xiàn)兩片陶瓷的并聯(lián)關(guān)系。上基板與下基板通過陶瓷安裝環(huán)短接實(shí)現(xiàn)雙片陶瓷的串聯(lián)關(guān)系。
[0051]需要說明的是，陶瓷安裝環(huán)I，材料采用黃銅HP59。帶基板雙面陶瓷片2，雙面陶瓷正負(fù)粘貼。基板材料采用恒彈性材料鈹青銅。質(zhì)量體3，材料采用不銹鋼。螺釘4，材料采用黃銅HP59。絕緣套管5，材料采用塑料。底座7，材料采用硬鋁。內(nèi)殼體9，材料采用硬鋁。阻抗匹配器10，材料采用超微晶帶材卷制成圓筒狀作為磁芯，雙繞組，外加塑料護(hù)殼。外殼體11，材料采用增強(qiáng)改性尼龍，用模具加工而成。尾錐12，材料采用不銹鋼。
[0052]本實(shí)用新型利用作用力與反作用力原理，通過所述安裝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上陶瓷基片與下陶瓷基片具有相等的作用力。阻抗匹配器采用超微晶板材卷制成圓筒形作為磁芯，雙繞組。阻抗匹配器改變陶瓷片的輸出高阻態(tài)，使整體傳感器的輸出阻抗小于4ΚΩ，輸出靈敏度大于lV/g，輸出有效帶寬大于250Hz。
[0053]同時，本實(shí)用新型利用(I)一塊基板雙面粘貼陶瓷，共用2片基板即4片陶瓷實(shí)行2串2并結(jié)構(gòu)，解決靈敏度低的問題。(2)合理設(shè)計基板厚度、陶瓷片厚度、質(zhì)量體形狀和重量解決帶寬不夠問題，并具有合理的靈敏度。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足抗跌落要求。(4)輸出端使用新型阻抗匹配器提高電磁轉(zhuǎn)換效率，以犧牲盡量小的靈敏度作為代價解決高阻態(tài)問題。該阻抗匹配器是用超微晶材料制作成磁環(huán)狀，環(huán)繞雙組線圈，使輸出阻抗在合理的范圍之內(nèi)。
[0054]通過這些措施的實(shí)施，本實(shí)用新型設(shè)計的無源壓電地震檢波器達(dá)到下列指標(biāo):(I)輸出靈敏度大于iv/g。(2)輸出有效帶寬大于250Hz，最高可達(dá)到400Hz。(3)諧振點(diǎn)高于450Hz。(4)輸出阻抗低于4ΚΩ。
[0055]參見圖2至圖4，一種基于上述無源壓電地震檢波器機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，包括電路板20、阻抗匹配器10和多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯11，多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯以等角度等中心距安裝在電路板20上，電路板20的中央安裝有阻抗匹配器10，電路板20通過隔離板19緊固安裝在底盤8上，外套管14加裝橡膠密封圈15后螺旋安裝在底盤8上，上蓋16加裝橡膠密封圈17后螺旋安裝在外套管14上，上蓋16通過防水的橡皮墊圈與壓線盤18相連，上蓋16的中央穿出輸出導(dǎo)線并在壓線盤中與輸出插頭的輸出電纜相連接，在底盤8上等分安裝多只尾錐12。
[0056]所述的壓線盤18的中空部分灌入防水的聚氨酯膠。
[0057]多只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯11和阻抗匹配器安裝在電路板上，通過電路板布線實(shí)現(xiàn)多只單體的串并聯(lián)關(guān)系。
[0058]六只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯11以等角度等中心距且三串兩并的關(guān)系安裝在電路板20上，六只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯11共用一個阻抗匹配器10，構(gòu)成多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器。
[0059 ]輸出插頭的輸出電纜在壓線盤內(nèi)部打結(jié)后連接輸出導(dǎo)線。
[0060]所述的阻抗匹配器采用超微晶板材卷制成圓筒形作為磁芯，雙繞組。
[0061]具體的，一種基于上述無源壓電地震檢波器機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，六只無源壓電地震檢波器機(jī)芯11以梅花形態(tài)(等角度等中心距)安裝在圓形電路板20上。
[0062]電路板20上布線實(shí)現(xiàn)3串2并的電氣關(guān)系。
[0063]將電路板20通過隔離板19緊固安裝在底盤8上。
[0064]阻抗匹配器10安裝在電路板20的中央。
[0065]外套管14加裝橡膠密封圈15，螺旋安裝在底盤8上。
[0066]上蓋16加裝橡膠密封圈17，螺旋安裝在外套管14上。
[0067]在上蓋16的中央穿出輸出導(dǎo)線并在壓線盤18中與408插頭13的輸出電纜相連接。
[0068]壓線盤18與上蓋16用螺釘安裝，中間加橡皮墊圈防水。
[0069]408插頭13的電纜在壓線盤18內(nèi)部打結(jié)后連接輸出線。
[0070]在壓線盤18的中空部分灌入聚氨酯膠以解決防水和抗拉問題。
[0071 ]在底盤上等分安裝3只尾錐12，以保證傳感器安裝垂直度和耦合度。
[0072]本實(shí)施形態(tài)制成的多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器，輸出靈敏度達(dá)到單體機(jī)芯靈敏度的3倍，為6V/g，輸出有效帶寬為300Hz，輸出阻抗為3.5ΚΩ。
[0073]本實(shí)用新型的另一實(shí)施例:多只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯以等角度等中心距安裝形態(tài)和一定的串并聯(lián)關(guān)系組合在一起，共用一個阻抗匹配器，構(gòu)成多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器。
[0074]—種多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器，將多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯以等角度等中心距安裝在圓形電路板上，在所述電路板上布線實(shí)現(xiàn)多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯的串并聯(lián)電氣關(guān)系。將所述電路板通過隔離板緊固安裝在底盤上。在所述電路板的中央安裝阻抗匹配器。外套管加裝橡膠密封圈螺旋安裝在底盤上。上蓋加裝橡膠密封圈螺旋安裝在外套管上。在上蓋的中央穿出輸出導(dǎo)線并在壓線盤中與輸出插頭的輸出電纜相連接。所述壓線盤與上蓋用螺釘安裝，中間加橡皮墊圈防水。輸出電纜在壓線盤內(nèi)打結(jié)后連接輸出線。在所述壓線盤的中空部分灌入聚氨酯膠以解決防水和抗拉問題。在所述底盤上等分安裝多只尾錐，以保證傳感器安裝垂直度和耦合度。
[0075]本實(shí)用新型實(shí)施形態(tài)制成的多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器，輸出靈敏度達(dá)到單體機(jī)芯靈敏度的多倍，輸出有效帶寬大于250Hz，輸出阻抗小于4K Ω。
[0076]需要說明的是，多只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯和阻抗匹配器安裝在電路板上，通過電路板布線實(shí)現(xiàn)多單元的串并聯(lián)關(guān)系。壓線盤內(nèi)部電纜打結(jié)抗拉和灌入聚氨酯膠防水結(jié)構(gòu)。底盤等分安裝多只尾錐，保證傳感器的安裝垂直度，并改善傳感器與大地的安裝耦合度，使得輸出有效帶寬大于250Hz，輸出阻抗小于4KΩ。
[0077]需要說明的是，阻抗匹配器，材料采用超微晶帶材卷制成圓筒狀作為磁芯，雙繞組，外加塑料護(hù)殼。底盤，材料采用硬鋁，陽極氧化處理。外套管，材料采用硬鋁，陽極氧化處理。上蓋，材料采用硬鋁，陽極氧化處理。壓線盤，材料采用硬鋁，陽極氧化處理。隔離板，1mm厚酚醛布板制作。圓形電路板，2_厚酚醛布板制作。尾錐，共三只，材料采用不銹鋼。
[0078]在許多情況下，要求地震傳感器具有更高的靈敏度。本實(shí)用新型是將多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯通過一定的串并聯(lián)關(guān)系組合在一起(例如本實(shí)用新型實(shí)施形態(tài)，采用無源壓電地震檢波器機(jī)芯，用3串2并的方式組合在一起)，共用一個阻抗匹配器，以天平結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，等角度等中心距安裝在同一底盤上，實(shí)現(xiàn)了增加靈敏度的目的。
[0079]本實(shí)用新型設(shè)計的多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器達(dá)到下列指標(biāo):(I)六只組合輸出靈敏度大于6V/g。(2)輸出有效帶寬大于250Hz，最高可達(dá)到400Hz。(3)諧振點(diǎn)高于450Hz。(4)輸出阻抗低于4ΚΩ。
[0080]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無源壓電地震檢波器機(jī)芯，其特征在于，包括陶瓷安裝環(huán)(I)，陶瓷安裝環(huán)(I)上下兩面分別安裝陶瓷片(2)，陶瓷片(2)是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片(2)上通過螺釘(4)固定有質(zhì)量體(3)，下陶瓷片通過螺釘(4)緊固在底座(7)上，螺釘(4)上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管(5)，底座(7)上旋裝內(nèi)殼體(9)，內(nèi)殼體(9)上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源壓電地震檢波器機(jī)芯，其特征在于，所述的陶瓷片是一塊鈹青銅基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，并且基板上設(shè)有中孔，鈹青銅基板厚度為0.3mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無源壓電地震檢波器機(jī)芯，其特征在于，單片陶瓷厚度為0.1mm，單片陶瓷的電容值為150?170nF，上陶瓷片(2)的基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，下陶瓷片(2)的基板兩面的2片陶瓷相并聯(lián)，再將上下基板通過陶瓷安裝環(huán)短接相串聯(lián)。4.一種無源壓電地震檢波器，其特征在于，包括陶瓷安裝環(huán)(I)，陶瓷安裝環(huán)(I)上下兩面分別安裝陶瓷片(2)，陶瓷片(2)是一塊基板上雙面正負(fù)粘貼陶瓷，基板上設(shè)有中孔，上陶瓷片(2)上通過螺釘(4)固定有質(zhì)量體(3)，下陶瓷片通過螺釘(4)緊固在底座(7)上，螺釘(4)上設(shè)有防止螺釘與陶瓷片的基板短路的絕緣套管(5)，底座(7)上旋裝內(nèi)殼體(9)，內(nèi)殼體(9)上方設(shè)有供正負(fù)極引線穿出的圓孔，陶瓷片(2)的正負(fù)極引線從內(nèi)殼體的上方圓孔穿出，連接到阻抗匹配器(10)，阻抗匹配器(10)和內(nèi)殼體(9)外部安裝有外殼體(6)，外殼體(6)的底部安裝尾椎(12)，外殼體(6)的上部連接輸出插頭(13)。5.—種基于權(quán)利要求1所述的無源壓電地震檢波器機(jī)芯的無源壓電地震檢波器，其特征在于，包括電路板(20)、阻抗匹配器(10)和多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯(11)，多只無源壓電地震檢波器機(jī)芯以等角度等中心距安裝在電路板(20)上，電路板(20)的中央安裝有阻抗匹配器(10)，電路板(20)通過隔離板(19)緊固安裝在底盤(8)上，外套管(14)加裝橡膠密封圈(15)后螺旋安裝在底盤(8)上，上蓋(16)加裝橡膠密封圈(17)后螺旋安裝在外套管(14)上，上蓋(16)通過防水的橡皮墊圈與壓線盤(18)相連，上蓋(16)的中央穿出輸出導(dǎo)線并在壓線盤中與輸出插頭的輸出電纜相連接，在底盤(8)上等分安裝多只尾錐(12)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無源壓電地震檢波器，其特征在于，所述的壓線盤(18)的中空部分灌入防水的聚氨酯膠。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無源壓電地震檢波器，其特征在于，多只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯(11)和阻抗匹配器安裝在電路板上，通過電路板布線實(shí)現(xiàn)多只單體的串并聯(lián)關(guān)系O8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的無源壓電地震檢波器，其特征在于，六只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯(11)以等角度等中心距且三串兩并的關(guān)系安裝在電路板(20)上，六只單體無源壓電地震檢波器機(jī)芯(11)共用一個阻抗匹配器(10)，構(gòu)成多元陣列單點(diǎn)無源壓電地震檢波器。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無源壓電地震檢波器，其特征在于，輸出插頭的輸出電纜在壓線盤內(nèi)部打結(jié)后連接輸出導(dǎo)線。10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的無源壓電地震檢波器，其特征在于，所述的阻抗匹配器采用超微晶板材卷制成圓筒形作為磁芯，雙繞組。
【文檔編號】G01V1/18GK205427202SQ201620206879
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】胡長生, 薛勇
【申請人】西安陸洲智能傳感技術(shù)有限公司