CN109283573A - Mems型全方位地震检波器 - Google Patents

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    • 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
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Abstract

本发明提供一种全方位MEMS地震检波器，MEMS型地震检波器较传统的磁电式地震检波器有许多优点，但低频信噪比还有欠缺，如何提高MEMS检波器低频信号幅度，减少噪声成为MEMS推广应用的关键所在，本发明利用两个三轴MEMS芯片，正反对称安装，将正反芯片的三轴信号合成为一个输出，提高信噪比。避免三轴同时输出占用三个采集通道。

Description

MEMS型全方位地震检波器
一、技术领域
本发明涉及一种MEMS型全方位地震检波器，其是用于地质勘探工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，或者说是将机械能转化电能的能量转换装置，核心作用是采集地震数据。
二、背景技术
MEMS型地震检波器较传统的磁电式地震检波器有许多优点，但低频信噪比还有欠缺，如何提高MEMS检波器低频信号幅度，减少噪声成为MEMS推广应用的关键所在。
三、发明的内容
本发明提供一种MEMS型全方位地震检波器，其利用两个三轴MEMS芯片，正反对称安装，将正反芯片的三轴信号合成为一个输出，提高信噪比。避免三轴同时输出占用三个采集通道。
本发明的目的是这样来实现的：一种全方位MEMS地震检波器，其正放置MEMS芯片与反放置MEMS芯片的X轴输出信号同时进入差分放大器A；正放置MEMS芯片与反放置MEMS芯片的Y轴输出信号同时进入差分放大器B；正放置MEMS芯片与反放置MEMS芯片的Z轴输出信号经过电阻分压器调整进入差分放大器C；差分放大器A和差分放大器B以及差分放大器C的输出进入加法器，加法器的输出接入输出端完成正反放置MEMS芯片信号合成。
本发明利用三轴MEMS芯片在垂直轴(Z轴)方向朝上和朝下放置时，输出信号幅值相同，相位正好相差180°，只是方向朝上表达1G的加速度值，朝下表达负1G的重力加速度值，正负1G值在输出电压上有差值，因此要用电阻分压方式调到差值很小，有利于差分放大，其它两轴(X轴、Y轴)轴出幅值相同，相位相反，可以直接进差分放大器，差分放大后的信号经过加法器合成后由输出端输出电压，输出的信号比单独的垂直轴(Z轴)信号大很多，而噪声经过差分放大却被抑制了许多，实现了提高信噪比的作用，避免三轴同时输出占用三个采集通道。
四、附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
其中：
1-正MEMS芯片，2-反MEMS芯片，3-电阻分压器，4-差分放大器A 5-差分放大器B，6-差分放大器C，7-加法器，8-信号输出端。
五、具体实现方式
下面结合附图1对发明进一步详细说明。
参照附图1，本发明MEMS型全方位地震检波器，包括：正放置MEMS芯片1，反放置MEMS芯片2，电阻分压器3，差分放大器A 4，差分放大器B 5，差分放大器C6，加法器7正放置MEMS芯片1与反放置MEMS芯片2的X轴输出信号同时进入差分放大器A 4；正放置MEMS芯片1与反放置MEMS芯片2的Y轴输出信号同时进入差分放大器B 5；正放置MEMS芯片1与反放置MEMS芯片2的Z轴输出信号经过电阻分压器3调整进入差分放大器C 6；差分放大器A 4和差分放大器B 5以及差分放大器C 6的输出进入加法器7，加法器7的输出接入输出端8完成正反放置MEMS芯片信号合成。
本发明利用三轴MEMS芯片在垂直轴(Z轴)方向朝上和朝下放置时，输出信号幅值相同，相位正好相差180°，只是方向朝上表达1G的加速度值，朝下表达负1G的重力加速度值，正负1G值在输出电压上有差值，因此要用电阻分压方式调到差值很小，有利于差分放大，其它两轴(X轴、Y轴)轴出幅值相同，相位相反，可以直接进差分放大器，差分放大后的信号经过加法器合成后由输出端输出电压，输出的信号比单独的垂直轴(Z轴)信号大很多，而噪声经过差分放大却被抑制了许多，实现了提高信噪比的作用。

Claims (3)

1.一种全方位MEMS地震检波器，包括：正放置MEMS芯片(1)，反放置MEMS芯片(2)，电阻分压器(3)，差分放大器A(4)，差分放大器B(5)，差分放大器C(6)，加法器(7)，其特征在于：正放置MEMS芯片(1)与反放置MEMS芯片(2)的X轴输出信号同时进入差分放大器A(4)；正放置MEMS芯片(1)与反放置MEMS芯片(2)的Y轴输出信号同时进入差分放大器B(5)；正放置MEMS芯片(1)与反放置MEMS芯片(2)的Z轴输出信号经过电阻分压器(3)调整进入差分放大器C(6)；差分放大器A(4)和差分放大器B(5)以及差分放大器C(6)的输出进入加法器(7)，加法器(7)的输出接入输出端(8)完成正反放置MEMS芯片信号合成。
2.如权利要求1所述的一种全方位MEMS地震检波器，其特征在于：利用三轴MEMS芯片在垂直轴(Z轴)方向朝上和朝下放置时，输出信号幅值相同，相位相反，在输出电压上有差值，因此要用电阻分压方式调到差值很小，有利于差分放大，其它两轴(X轴、Y轴)轴出幅值相同，相位相反，输出电压上有差值很小，可以直接进差分放大器，差分放大后的信号经过加法器合成后输出，输出的信号比单独的垂直轴(Z轴)信号大很多，而噪声经过差分放大却被抑制了很多。
3.如权利要求1所述的一种全方位MEMS地震检波器，其特征在于：其利用两个三轴MEMS芯片，正反对称安装，将正反芯片的三轴信号合成为一个输出，提高信噪比，避免三轴同时输出占用三个采集通道。
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加野直已 等: "提高SH波勘探信噪比的一种新的检波器排列法", 《国外地质勘探技术》 *

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