CN110568481A - 地声传感探头和地震检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地声传感探头和地震检测系统，所述地声传感探头包括：测试传感器组件，所述测试传感器组件用于测量振动数据；外部处理装置，所述外部处理装置包括：主控板，所述主控板与所述测试传感组件电性连接；和电源组件，所述电源组件包括光电转换构件、电源管理器和储能构件，所述光电转换构件和所述储能构件均与所述电源管理器电性连接，所述电源管理器与所述主控板电性连接；传输线缆，所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置的主控板电性连接。本发明旨在保证即使地声传感探头深埋于地下，安装环境复杂，也能保证连续使用的功能，提高地声传感探头的稳定性。

Description

地声传感探头和地震检测系统

技术领域

本发明涉及地声检测技术领域，尤其涉及一种地声传感探头，以及应用该地声传感探头的地震检测系统。

背景技术

随着地表下的运动(地壳运动)或地表上的作业活动(矿石开采等活动)，大地一般会发出一定频率的振动或者信号，收集这些信号并进行分析有助于人类对地面运动进行了解。地震孕育过程中或临震前地下基岩断面及其周围小破碎及微断裂所产生的高频超声波，还包括临震前基岩宏观破裂及地壳蠕变过程中所产生的低频可听波和次声波。一般的，会利用地声传感探头采集大地的运动参数信息。现有的地声传感探头由于深埋于地下，安装环境复杂，从而地声传感探头在连续使用的功能降低，降低了地声传感探头的稳定性。

以上仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容为现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种地声传感探头和地震检测系统，旨在保证即使地声传感探头深埋于地下，安装环境复杂，也能保证连续使用的功能，提高地声传感探头的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供一种地声传感探头，所述地声传感探头包括：

测试传感器组件，所述测试传感器组件用于测量振动数据；

外部处理装置，所述外部处理装置包括：

主控板，所述主控板与所述测试传感组件电性连接；和

电源组件，所述电源组件包括光电转换构件、电源管理器和储能构件，所述光电转换构件和所述储能构件均与所述电源管理器电性连接，所述电源管理器与所述主控板电性连接；

传输线缆，所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置的主控板电性连接。

可选地，所述外部处理装置还包括外壳，所述外壳形成有容置腔，所述电源管理器、所述储能构件和所述主控板均设于所述容置腔内，所述外壳形成有采集口，以使光能采集部采集外部环境的光能。

可选地，所述外壳包括上安装座和下安装座，所述上安装座和所述下安装座共同形成所述容置腔，所述上安装座包括底座和盖体，所述下安装座设于所述底座背离盖体的一侧，所述底座和盖体之间形成有第一安装腔，所述第一安装腔用于安装储能构件，所述采集口设于所述盖体，所述底座还设有第一安装孔，所述第一安装孔用于安装第一连接头，所述第一连接头用于电性连接所述光能转换构件和电源管理器。

可选地，所述下安装座形成有第二安装腔，所述第二安装腔用于安置所述主控板，所述底座还设有第二安装孔，所述第二安装孔用于安装第二连接头，所述第二连接头用于电性连接所述电源组件和主控板。

可选地，所述地声传感探头还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述主控板电性连接，并用于无线传输地声传感探头的采集数据。

可选地，所述下安装座形成有第三安装腔，所述第三安装腔邻近所述第二安装腔并与所述第二安装腔连通，所述无线通讯模块安置于所述第三安装腔内。

可选地，所述地声传感探头还包括密封组件，所述密封组件将所述上安装座和所述下安装座的连接处密封。

可选地，所述下安装座还设有过线孔，所述传输线缆穿过所述过线孔件将所述主控板和所述测试传感器组件电性连接；

所述地声传感探头还包括防水接头，所述防水接头套接于所述过线孔，将所述传输线缆和所述过线孔的连接处密封。

可选地，所述储能构件包括：

电池保护板，所述电池保护板与所述电源管理器电性连接；

第一电芯和第二电芯，所述第一电芯和第二电芯并联于所述电池保护板；

充电板，所述充电板的一侧与所述电池保护板电性连接，另一侧与所述光电转换构件电性连接；以及

放电板，所述放电板与所述主控板电性连接。

本申请还提出一种地震检测系统，所述地震检测系统包括多个地声传感探头，所述地声传感探头包括：

测试传感器组件，所述测试传感器组件用于测量振动数据；

外部处理装置，所述外部处理装置包括：

主控板，所述主控板与所述测试传感组件电性连接；和

电源组件，所述电源组件包括光电转换构件、电源管理器和储能构件，所述光电转换构件和所述储能构件均与所述电源管理器电性连接，所述电源管理器与所述主控板电性连接；

传输线缆，所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置的主控板电性连接。

本发明的技术方案通过将地声传感探头设置为分体的测试传感组件和外部处理装置，并在外部处理装置设置主控板和电源组件，并用传输线缆将分体设置的测试传感器组件和外部处理装置电性连接，在需要使用地声传感探头时，将测试传感器组件安置于地面下，将外部处理装置安置于地面上，并固定于地面上，由于地面下仅设置用于测试的传感器组件，保证了测试传感组件的结构简化，从而提高其稳定性。另一方面，外部处理装置的电源组件设置有光电转换构件、电源管理器和储能构件，从而地声传感探头可以任意安置于任何环境，只要便于光电转换构件将光能转换为电能，进而让储能构件储能即可。提高了地声传感探头的在复杂安装环境下的功能，保证其连续使用的功能，并且将主控板等用于处理数据的结构设于地面上，进一步便于用户对地震信息的收集，进一步提高了地声传感探头的稳定性。如此，本发明的技术方案可以保证即使地声传感探头深埋于地下，安装环境复杂，也能保证连续使用的功能，提高地声传感探头的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例涉及的地声传感探头一实施例的结构简图；

图2为本发明地声传感探头一实施例的结构示意图；

图3为本发明地声传感探头的外部处理装置一实施例的结构示意图；

图4为图3中A处的局部示意图；

图5为本发明地声传感探头的外部处理装置的上安装座和下安装座打开状态下一实施例的结构示意图；

图6为本发明地声传感探头的外部处理装置的储能构件一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请提出一种地声传感探头100，旨在保证即使地声传感探头100深埋于地下，安装环境复杂，也能保证连续使用的功能，提高地声传感探头100的稳定性。

下面将对本申请地声传感探头100的具体结构进行介绍：

参照图1至图3，本申请技术方案提出的地声传感探头100，所述地声传感探头100包括：

测试传感器组件，所述测试传感器组件用于测量振动数据；

外部处理装置20，所述外部处理装置20包括：

主控板21，所述主控板21与所述测试传感组件10电性连接；和

电源组件22，所述电源组件22包括光电转换构件221、电源管理器223和储能构件222，所述光电转换构件221和所述储能构件222均与所述电源管理器223电性连接，所述电源管理器223与所述主控板21电性连接；

传输线缆，所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置20的主控板21电性连接。

需要说明的是，该测试传感器组件可以为具有壳体和设于外壳23内的传感器组件，壳体用于保护内部的传感器组件。

本发明的技术方案通过将地声传感探头100设置为分体的测试传感组件10和外部处理装置20，并在外部处理装置20设置主控板21和电源组件22，并用传输线缆将分体设置的测试传感器组件和外部处理装置20电性连接，在需要使用地声传感探头100时，将测试传感器组件安置于地面下，将外部处理装置20安置于地面上，并固定于地面上，由于地面下仅设置用于测试的传感器组件，保证了测试传感组件10的结构简化，从而提高其稳定性。另一方面，外部处理装置20的电源组件22设置有光电转换构件221、电源管理器223和储能构件222，从而地声传感探头100可以任意安置于任何环境，只要便于光电转换构件221将光能转换为电能，进而让储能构件222储能即可。提高了地声传感探头100的在复杂安装环境下的功能，保证其连续使用的功能，并且将主控板21等用于处理数据的结构设于地面上，进一步便于用户对地震信息的收集，进一步提高了地声传感探头100的稳定性。如此，本发明的技术方案可以保证即使地声传感探头100深埋于地下，安装环境复杂，也能保证连续使用的功能，提高地声传感探头100的稳定性。

参照图2、图3，在本申请的一实施例中，所述外部处理装置20还包括外壳23，所述外壳23形成有容置腔231，所述电源管理器223、所述储能构件222和所述主控板21均设于所述容置腔231内，所述外壳23形成有采集口2322a，以使光能采集部采集外部环境的光能。在一实施例中，光电转换构件221是指能将光能转换为电能的构件，即太阳能光电构件，其原理为太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由p区流向n区，电子由n区流向p区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。电源管理器223用于控制储能构件222和光电转换构件221的电能连接。

在一实施例中，外壳23大致为底面呈正方形的直四棱柱设置，其材质可以为硬质塑料制作，从而保证具有一定的结构稳定性，且便于加工成型。将电源管理器223、储能构件222设于外壳23内，便于外壳23对这些构件进行保护。以及，为了便于光电转换构件221对光线进行采集，光能采集部可以设置在外壳23外，从而提高光能采集部与外部环境的接触面积，提高光的吸收量。或者，在壳体设置透光口，再将光电转换构件221设置在外壳23内，并在透光口设置透光镜，从而一方面能便于光线进入光电采集部，另一方面还可以让外壳23保护光电采集部，提高地声传感探头100的工作稳定性。

参照图2至图5，在本申请的一实施例中，所述外壳23包括上安装座232和下安装座233，所述上安装座232和所述下安装座233共同形成所述容置腔231，所述上安装座232包括底座2321和盖体2322，所述下安装座233设于所述底座2321背离盖体2322的一侧，所述底座2321和盖体2322之间形成有第一安装腔2323，所述第一安装腔2323用于安装储能构件222，所述采集口2322a设于所述盖体2322，所述底座2321还设有第一安装孔，所述第一安装孔用于安装第一连接头24，所述第一连接头24用于电性连接所述光能转换构件和电源管理器223。本实施例中，将外壳23分成上安装座232和下安装座233，从而可以对外部处理装置20的各个构件进行分别安装，保证外部处理装置20的布线均匀和结构稳定，并且提高装配效率。以及，将电源组件22的储能构件222设于底座2321和盖体2322之间，通过底座2321和盖体2322对储能构件222进行保护，保证了地声传感探头100的供电正常，进而提高地声传感探头100的稳定性。该第一连接头24可以采用两个铜制电极制作，从而降低阻抗，保证电能稳定传输。当然，还可以采用其他导电材料制作电极，只要便于供电即可。

参照图3，在本申请的一实施例中，所述下安装座233形成有第二安装腔2331，所述第二安装腔2331用于安置所述主控板21，所述底座2321还设有第二安装孔，所述第二安装孔用于安装第二连接头25，所述第二连接头25用于电性连接所述电源组件22和主控板21。本实施例中，在下安装座233安装主控板21，从而将用于供电的部件与用于信息处理的部件分开安装，提高了产线安装的效率，并且保证外部处理装置20的结构合理，功能性划分更具体，提高地声传感探头100的稳定性。该第二连接头25的结构与第一连接头24类似，在此不做赘述。

可以理解的是，该上安装座232和下安装座233的材质可以采用塑料(塑料可选择硬质塑料，如ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等)。如此，更加有利于提升上安装座232和下安装座233的设置稳定性，从而有效提升上安装座232和下安装座233的实用性、可靠性、及耐久性。

参照图2至图5，在本申请的一实施例中，所述地声传感探头100还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述主控板21电性连接，并用于无线传输地声传感探头100的采集数据。该无线通讯模块可以为蓝牙模块或者天线模块或者4G模块(具有第四代移动通信的集成模块)或者5G模块(具有第五代移动通信的集成模块)，设置无线通讯模块可以使得地声传感探头100将探测到的地声数据通过无线传输的方式传输，避免用户需要将地声传感探头100收集才能采集数据，提高了数据的采集效率。并且避免收集地声传感探头100时有可能会损坏地声传感探头100，提高地声传感探头100的稳定性。

参照图3至图5，在本申请的一实施例中，所述下安装座233形成有第三安装腔2332，所述第三安装腔2332邻近所述第二安装腔2331并与所述第二安装腔2331连通，所述无线通讯模块安置于所述第三安装腔2332内。本实施例中，将具有无线传输功能的无线通讯模块设置于第三安装腔2332，从而将其与具有供电功能的电源模块分开，提高了产线安装的效率，并且保证外部处理装置20的结构合理，功能性划分更具体，提高地声传感探头100的稳定性。并且将无线传输模块设置于地面上，便于无线通讯模块的信号传输，避免了在地面下被土地干扰，进而件减弱信号强度，保证信号传输的稳定性。

参照图3至图5，在本申请的一实施例中，所述地声传感探头100还包括密封组件40，所述密封组件40将所述上安装座232和所述下安装座233的连接处密封。所述密封组件40包括至少一密封带，所述密封带套接于所述上安装座232的外侧和所述下安装座233的外侧，将所述上安装座232和所述下安装座233的连接处密封。

在本实施例中，通过密封带将上安装座232和下安装座233的连接处密封，防止外部杂物通过连接处进入上安装座232和下安装座233的连接处，该密封带可以与上安装座232和下安装座233的连接处套接固定，或者与其胶合连接。具体的，该密封带可以具备密封功能的套接密封件，或者是胶带。

进一步地，所述密封带包括上密封部和与所述上密封部连接的下密封部，所述上密封部套接于所述上安装座232，并与与所述上安装座232固定连接，所述下密封部套接于所述下安装座233，并与与所述下安装座233固定连接。

通过设置上密封部和下密封部使密封带的固定效果和稳定性更好，从而进一步地提升起其密封性。

参照图3至图5，进一步地，所述密封组件40包括多个密封带，多个所述密封带均套接于所述上安装座232的外侧和所述下安装座233的外侧，并所述相互层叠设置。通过设置多个相互层叠的密封带，使密封组件40的密封效果最好，能最好地将上安装座232和下安装座233的连接处密封。

在本申请的一实施例中，所述下安装座233还设有过线孔2333，所述传输线缆穿过所述过线孔2333件将所述主控板21和所述测试传感器组件电性连接；

所述地声传感探头100还包括防水接头，所述防水接头套接于所述过线孔2333，将所述传输线缆和所述过线孔2333的连接处密封。可以理解的是，穿出外壳23的地方均设有过线孔2333，并且该过线孔2333内均设有防水接头，防水接头可以保证接口处密封，防止外部杂物通过过线孔2333与传输线缆的间隙进入外壳23内，提高地声传感探头100的稳定性。

参照图6，在本申请的一实施例中，所述储能构件222包括：

电池保护板2221，所述电池保护板2221与所述电源管理器223电性连接；

第一电芯2222和第二电芯2223，所述第一电芯2222和第二电芯2223并联于所述电池保护板2221；

充电板2224，所述充电板2224的一侧与所述电池保护板2221电性连接，另一侧与所述光电转换构件221电性连接；以及

放电板2225，所述放电板2225与所述主控板21电性连接。

双电芯的结构可以提高储能构件222的电池容量，该双电芯结构采用并联在电池保护板2221的设计，从而降低电芯的电阻，提高充电速度。以及设置电池保护板2221可以用于防止第一电芯2222和第二电芯2223过流。以及为了降低阻抗，可以在充电板2224和放电板2225铺设较多的导电介质(例如金、银、铜或其他导电材料)，提高充电的效率，保证地声传感探头100能快速充电，提高地声传感探头100的工作稳定性。

本发明还提出一种地震检测系统，该地震检测系统包括多个地声传感探头100，所述地声传感探头100包括：

测试传感器组件，所述测试传感器组件用于测量振动数据；

外部处理装置20，所述外部处理装置20包括：

主控板21，所述主控板21与所述测试传感组件10电性连接；和

电源组件22，所述电源组件22包括光电转换构件221、电源管理器223和储能构件222，所述光电转换构件221和所述储能构件222均与所述电源管理器223电性连接，所述电源管理器223与所述主控板21电性连接；

传输线缆，所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置20的主控板21电性连接。由于地震检测系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种地声传感探头，其特征在于，所述地声传感探头包括：

测试传感器组件，所述测试传感器组件用于测量振动数据；

外部处理装置，所述外部处理装置包括：

主控板，所述主控板与所述测试传感组件电性连接；和

电源组件，所述电源组件包括光电转换构件、电源管理器和储能构件，所述光电转换构件和所述储能构件均与所述电源管理器电性连接，所述电源管理器与所述主控板电性连接；

传输线缆，所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置的主控板电性连接。

2.如权利要求1所述的地声传感探头，其特征在于，所述外部处理装置还包括外壳，所述外壳形成有容置腔，所述电源管理器、所述储能构件和所述主控板均设于所述容置腔内，所述外壳形成有采集口，以使光能采集部采集外部环境的光能。

3.如权利要求2所述的地声传感探头，其特征在于，所述外壳包括上安装座和下安装座，所述上安装座和所述下安装座共同形成所述容置腔，所述上安装座包括底座和盖体，所述下安装座设于所述底座背离盖体的一侧，所述底座和盖体之间形成有第一安装腔，所述第一安装腔用于安装储能构件，所述采集口设于所述盖体，所述底座还设有第一安装孔，所述第一安装孔用于安装第一连接头，所述第一连接头用于电性连接所述光能转换构件和电源管理器。

4.如权利要求3所述的地声传感探头，其特征在于，所述下安装座形成有第二安装腔，所述第二安装腔用于安置所述主控板，所述底座还设有第二安装孔，所述第二安装孔用于安装第二连接头，所述第二连接头用于电性连接所述电源组件和主控板。

5.如权利要求4所述的地声传感探头，其特征在于，所述地声传感探头还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述主控板电性连接，并用于无线传输地声传感探头的采集数据。

6.如权利要求5所述的地声传感探头，其特征在于，所述下安装座形成有第三安装腔，所述第三安装腔邻近所述第二安装腔并与所述第二安装腔连通，所述无线通讯模块安置于所述第三安装腔内。

7.如权利要求3至6中任一项所述的地声传感探头，其特征在于，所述地声传感探头还包括密封组件，所述密封组件将所述上安装座和所述下安装座的连接处密封。

8.如权利要求7所述的地声传感探头，其特征在于，所述下安装座还设有过线孔，所述传输线缆穿过所述过线孔件将所述主控板和所述测试传感器组件电性连接；

所述地声传感探头还包括防水接头，所述防水接头套接于所述过线孔，将所述传输线缆和所述过线孔的连接处密封。

9.如权利要求1所述的地声传感探头，其特征在于，所述储能构件包括：

电池保护板，所述电池保护板与所述电源管理器电性连接；

第一电芯和第二电芯，所述第一电芯和第二电芯并联于所述电池保护板；

充电板，所述充电板的一侧与所述电池保护板电性连接，另一侧与所述光电转换构件电性连接；以及

放电板，所述放电板与所述主控板电性连接。

10.一种地震检测系统，其特征在于，所述地震检测系统包括多个如权利要求1至9中任一项所述的地声传感探头。