CN106291667A - 叠层纳米压电加速度数字地震检波器 - Google Patents

叠层纳米压电加速度数字地震检波器 Download PDF

Info

Publication number
CN106291667A
CN106291667A CN201610589970.9A CN201610589970A CN106291667A CN 106291667 A CN106291667 A CN 106291667A CN 201610589970 A CN201610589970 A CN 201610589970A CN 106291667 A CN106291667 A CN 106291667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanometer piezoelectric
lamination
geophone
lamination nanometer
piezoelectric acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610589970.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘兆琦
刘升虎
陈延军
高炜欣
邢亚敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Shiyou University
Original Assignee
Xian Shiyou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Shiyou University filed Critical Xian Shiyou University
Priority to CN201610589970.9A priority Critical patent/CN106291667A/zh
Publication of CN106291667A publication Critical patent/CN106291667A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/181—Geophones

Abstract

本发明提供了一种叠层纳米压电加速度数字地震检波器，由叠层纳米压电加速度地震检波器和地震数据采集站组成；基座、叠层纳米压电器件和质量体刚性连接为一体后装入外壳的内腔下端，一体化的结构避免了模拟信号在电缆上传送时的衰减，并具有高抗外界电磁干扰能力，有利于对弱信号的检测，同时，也不再需要单独给压电检波器供电，避免了模拟信号在电缆上的传送，有利于对弱小信号的检测。

Description

叠层纳米压电加速度数字地震检波器
【技术领域】
本发明属于地球物理勘探与测量领域，涉及一种叠层纳米压电加速度数字地震检波器。
【背景技术】
地震勘探法是目前勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源勘探的重要方法，并广泛应用于工程勘察和地质灾害预测等方面。在地震勘探中用来采集地震信息并将震动信息转换成适合于记录仪器需要的电信号的装置，称为地震检波器。
目前国内外使用最多的是利用电磁感应原理做成的活动线圈式地震检波器。受其原理和结构的限制，这种检波器的灵敏度低、分辨率低、动态范围小和抗干扰能力差。为了提高活动线圈式地震检波器的灵敏度和信噪比，通常都是把许多检波器并串联在一起组合使用。这不仅给施工增加了劳动强度，降低了生产效率，还降低了勘探分辨率。由于检波器与采集站之间传送的是模拟信号，模拟信号在电缆上传送中会产生衰减，这不利于对弱小有效信号的检测，同时，还容易受外界电磁波干扰。活动线圈式地震检波器里的磁铁在撞击和高温的环境下容易退磁，也是这种检波器寿命短和性能不稳定的重要原因。
中国科学院地质与地球物理研究所和西安海丰传感技术发展有限责任公司研制了陆用压电地震数字检波器；国外的MEMS数字检波器已经广泛应用。以上数字检波器共有的不足是灵敏度低，难以接收远道和深层的微弱信号。
【发明内容】
为克服现有技术不足，本发明目的在于提供一种高灵敏度的叠层纳米压电加速度数字地震检波器。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
叠层纳米压电加速度数字地震检波器，由叠层纳米压电加速度地震检波器和地震数据采集站组成；
所述叠层纳米压电加速度地震检波器包括基座、叠层纳米压电器件、质量体、阻抗变换电路板、外壳、电源引线和信号引线：在基座上从下往上依次安装叠层纳米压电器件和质量体，基座、叠层纳米压电器件和质量体刚性连接为一体后装入外壳的内腔下端，阻抗变换电路板装在外壳的上端，外壳两端封口，使基座、叠层纳米压电器件、质量体和外壳成为刚性连接，电源引线和信号引线焊接在阻抗变换电路板相应的焊点上；
地震数据采集站包括上壳体、大线插头、地震数据采集站电路板、下壳体和尾椎：大线插头设置在下壳体与上壳体之间，叠层纳米压电加速度地震检波器安装在下壳体下端腔体内，地震数据采集站电路板安装在下壳体内的上端，上壳体和下壳体密封连接。
进一步，所述的地震数据采集站电路板包括依次连接的输入滤波器，A/D转换及数据预处理电路以及数据传输管理和通信电路，叠层纳米压电加速度地震检波器检测到的地震信号通过信号引线送入输入滤波器，输入滤波器输出的信息依次传送给A/D转换及数据预处理电路、数据传输管理和通信电路，通信电路输出的数据通过连接到大线上的大线插头经大线传送给地震仪主机。
进一步，螺柱从基座的下端中心孔穿入通过叠层纳米压电器件拧在有螺孔的质量体上，将基座、叠层纳米压电器件和质量体刚性连接为一体。
进一步，所述下壳体外面最下端的螺孔内安装有尾椎。
进一步，所述叠层纳米压电加速度地震检波器的灵敏度不小于1.5V/0.01g。
本发明的叠层纳米压电加速度数字地震检波器，由叠层纳米压电加速度地震检波器和地震数据采集站组成；一体化的结构避免了模拟信号在电缆上传送时的衰减，并具有高抗外界电磁干扰能力，有利于对弱信号的检测，同时，也不再需要单独给压电检波器供电。
叠层纳米压电加速度地震检波器的结构中没有弹性器件和阻尼器件，质量体、叠层纳米压电器件、基座和外壳刚性连接在一起，它是一种高保真度的地震检波器。而在其他类型的地震检波器中的弹性器件和阻尼器件的非线性就产生了采集信号的波形畸变，即产生了失真。
【附图说明】
图1.叠层纳米压电加速度数字地震检波器原理框图；
图2.叠层纳米压电加速度地震检波器结构示意图；
图3.叠层纳米压电加速度数字地震检波器整体结构示意图；
图中：1-电源引线；2-信号引线；3-阻抗变换电路板；4-外壳；5-质量体；6-叠层纳米压电器件、7-螺柱；8-基座；9-上壳体；10-大线插头；11-地震数据采集站电路板；12-下壳体；13-叠层纳米压电加速度地震检波器；14-尾椎。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图3所示，本发明的叠层纳米压电加速度数字地震检波器，由叠层纳米压电加速度地震检波器和地震数据采集站组合而成，其意义在于很容易把现有的和正在生产中使用的各种型号的地震数据采集站改造成为压电加速度数字地震检波器。
所述叠层纳米压电加速度地震检波器13的灵敏度不小于1.5V/0.01g。
如图2所示，叠层纳米压电加速度地震检波器由电源引线1、信号引线2、阻抗变换电路板3、外壳4、质量体5、叠层纳米压电器件6、螺柱7和基座8等组成。基座8上从下往上依次安装叠层纳米压电器件6、质量体5后，从基座8下面的中心孔插入螺柱7穿过叠层纳米压电器件6拧入质量体5的螺孔内，装入外壳4内的下端，阻抗变换电路板3安装在外壳4的上端，然后外壳4两端封口。质量体5、叠层纳米压电器件6、基座8和外壳4成为刚性连接，电源引线1和信号引线2分别焊在阻抗变换电路板3相应的部位上。
如图3所示，地震数据采集站包括上壳体9、大线插头10、地震数据采集站电路板11、下壳体12和尾椎14:大线插头10设置在下壳体12与上壳体9之间，下壳体12顶部与上壳体9下部密封连接在一起，叠层纳米压电加速度地震检波器13安装在下壳体12下端腔体内，地震数据采集站电路板11安装在下壳体12的上端。
为了使叠层纳米压电加速度数字地震检波器和大地紧密牢靠地结合在一起，便于接收有效地震信息，在地震检波器下壳体12外面最下端的螺孔内拧入上端有螺纹的尾椎14，以便把地震检波器的整体牢靠地插在地面上。
新研制的叠层纳米压电加速度地震检波器的灵敏度有了大幅度的提高，检波器灵敏度大幅度的提高能使勘探中大大地减少炸药的用量，既节约了勘探成本，又减少了炸药爆炸对大气环境的污染和对地层的破坏。
叠层纳米压电加速度地震检波器和地震数据采集站组合成一体后，不需要再单独给压电地震检波器供电，而且避免了模拟信号在电缆上的传送，防止了有效信号在电缆上传送中的衰减，并提高了检波器抗外界电磁干扰的能力，有利于对弱小信号的检测。
本发明装置用于人工地震勘探中的信号采集，由两部分组成：叠层纳米压电加速度地震检波器和地震数据采集站。与“陆用压电地震数字检波器”、“MEMS地震数字检波器”相比较，用“叠层纳米压电器件”做成的压电地震数字检波器的灵敏度有了大幅度的提高。检波器灵敏度大幅度的提高能使勘探中大大地减少炸药的用量，既节约了勘探成本，又减少了炸药爆炸对大气环境的污染和对地层的破坏。
叠层纳米压电加速度地震检波器可以和任意型号、任意生产厂的地震数据采集站组合在一起成为“叠层纳米压电加速度数字地震检波器”，它的意义在于很容易把现有的和正在生产中使用的各种型号的地震数据采集站改造成为“叠层纳米压电加速度数字地震检波器”。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.叠层纳米压电加速度数字地震检波器，其特征在于：由叠层纳米压电加速度地震检波器(13)和地震数据采集站(11)组成；
所述叠层纳米压电加速度地震检波器包括基座(8)、叠层纳米压电器件(6)、质量体(5)、阻抗变换电路板(3)、外壳(4)、电源引线(1)和信号引线(2)：在基座(8)上从下往上依次安装叠层纳米压电器件(6)和质量体(5)，基座(8)、叠层纳米压电器件(6)和质量体(5)刚性连接为一体后装入外壳(4)的内腔下端，阻抗变换电路板(3)装在外壳(4)的上端，外壳(4)两端封口，使基座(8)、叠层纳米压电器件(6)、质量体(5)和外壳(4)成为刚性连接，电源引线(1)和信号引线(2)焊接在阻抗变换电路板(3)相应的焊点上；
地震数据采集站(11)包括上壳体(9)、大线插头(10)、地震数据采集站电路板(11)、下壳体(12)和尾椎(14)：大线插头(10)设置在下壳体(12)与上壳体(9)之间，叠层纳米压电加速度地震检波器安装在下壳体(12)下端腔体内，地震数据采集站电路板(11)安装在下壳体(12)内的上端，上壳体(9)和下壳体(12)密封连接。
2.如权利要求1所述的叠层纳米压电加速度数字地震检波器，其特征在于：所述的地震数据采集站电路板(11)包括依次连接的输入滤波器，A/D转换及数据预处理电路以及数据传输管理和通信电路，叠层纳米压电加速度地震检波器(13)检测到的地震信号通过信号引线(2)送入输入滤波器，输入滤波器输出的信息依次传送给A/D转换及数据预处理电路、数据传输管理和通信电路，通信电路输出的数据通过连接到大线上的大线插头(10)经大线传送给地震仪主机。
3.如权利要求1或2所述的叠层纳米压电加速度数字地震检波器，其特征在于：螺柱(7)从基座(8)的下端中心孔穿入通过叠层纳米压电器件(6)拧在有螺孔的质量体(5)上，将基座(8)、叠层纳米压电器件(6)和质量体(5)刚性连接为一体。
4.如权利要求1或2所述的叠层纳米压电加速度数字地震检波器，其特征在于：所述下壳体(12)外面最下端的螺孔内安装有尾椎(14)。
5.如权利要求1或2所述的叠层纳米压电加速度数字地震检波器，其特征在于：所述叠层纳米压电加速度地震检波器(13)的灵敏度不小于1.5V/0.01g。
CN201610589970.9A 2016-07-25 2016-07-25 叠层纳米压电加速度数字地震检波器 Pending CN106291667A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610589970.9A CN106291667A (zh) 2016-07-25 2016-07-25 叠层纳米压电加速度数字地震检波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610589970.9A CN106291667A (zh) 2016-07-25 2016-07-25 叠层纳米压电加速度数字地震检波器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106291667A true CN106291667A (zh) 2017-01-04

Family

ID=57652810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610589970.9A Pending CN106291667A (zh) 2016-07-25 2016-07-25 叠层纳米压电加速度数字地震检波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106291667A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2702324Y (zh) * 2004-06-07 2005-05-25 刘兆琦 陆用压电地震检波器
CN101788684A (zh) * 2010-04-09 2010-07-28 中国科学院地质与地球物理研究所 陆用压电地震数字检波器
CN201622354U (zh) * 2010-02-08 2010-11-03 中国地震局地球物理研究所 三分向低频压电数字地震仪
CN102279414A (zh) * 2011-07-05 2011-12-14 西安思坦仪器股份有限公司 Mems模拟检波器机芯
CN102486541A (zh) * 2010-12-02 2012-06-06 中国科学院地质与地球物理研究所 Mems数字地震检波器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2702324Y (zh) * 2004-06-07 2005-05-25 刘兆琦 陆用压电地震检波器
CN201622354U (zh) * 2010-02-08 2010-11-03 中国地震局地球物理研究所 三分向低频压电数字地震仪
CN101788684A (zh) * 2010-04-09 2010-07-28 中国科学院地质与地球物理研究所 陆用压电地震数字检波器
CN102486541A (zh) * 2010-12-02 2012-06-06 中国科学院地质与地球物理研究所 Mems数字地震检波器
CN102279414A (zh) * 2011-07-05 2011-12-14 西安思坦仪器股份有限公司 Mems模拟检波器机芯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101788684B (zh) 陆用压电地震数字检波器
CN103513273B (zh) 陆用四分量数字地震检波器
CN102628960B (zh) 速度和加速度双参数数字地震检波器
CN104237934A (zh) 差动式压电地震数字检波器
CN104280781A (zh) 拖缆式海洋可控源电磁和地震数据采集系统
CN204065437U (zh) 一种带电极的震波检波器
CN103995286B (zh) 一种声波接收换能器及井下方位噪声检漏装置和检漏方法
CN106199687A (zh) 单分量地震检波器
CN109061745A (zh) 一种隧道掌子面瞬变电磁雷达探水系统及探水装置
CN205562840U (zh) 一种水力压裂震电联合探测系统
CN102841266A (zh) 竖直地电场仪及其观测方法
CN106291667A (zh) 叠层纳米压电加速度数字地震检波器
CN210720761U (zh) 一种用于深层资源勘探的激电仪
CN202204937U (zh) 一种地震勘探仪的检测传输模块
CN215169955U (zh) 基于石墨烯电磁屏蔽的井下时域或频域多分量电磁测量仪
CN201622354U (zh) 三分向低频压电数字地震仪
CN202383303U (zh) 地磁、地温及孔隙压综合观测仪
CN113296164A (zh) 无线实时传输节点式地震仪系统及同步校准方法
CN106291668A (zh) 微测井/波速测井压电地震数据采集系统
CN110716238A (zh) 一种小井径大深度探测井中大功率激电仪
CN202145231U (zh) 独立记录型折/反射兼容地震仪
CN201548701U (zh) 矿用瞬变电磁仪
Okubo et al. Electrostatic field variation in the atmosphere induced by earth potential difference variation during seismic wave propagation
CN206180975U (zh) 一种高抗干扰前置放大器
CN110320551A (zh) 矿井工作面全波场数据采集系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170104