CN117518271A - 适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器及接收方法 - Google Patents
适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器及接收方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器及接收方法，包括：加速度传感器、姿态传感器、加速度计前放芯片、24‑5V芯片、水密插头、水密底座、水密外壳、水密O型圈、水密电缆和直流电源；姿态传感器、加速度计前放芯片和24‑5V芯片间隔叠放安装于水密底座上部，水密底座底部均匀分布有M6螺钉安装孔，与水密外壳用M3螺钉紧固，加速度计、姿态传感器、加速度计前放芯片和24‑5V芯片皆封闭在水密外壳内部，水密插头安装于水密外壳顶部，水密电缆与水密插头相连接，实时传输信号至示波器等岸端设备。本发明能够获取微弱的界面波检测信号，流噪声较低，且能实时传递振动信号与自身姿态信息，满足界面波探测方法需求。
Description
技术领域
本发明涉及界面波探测的技术领域，具体地，涉及适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器及接收方法。
背景技术
地声界面波是沿海底表面传播的声波，又称为Scholte波，其能量集中于界面附近，传播特性与介质的物理特性密切相关。通过对其信号特征进行分析，可以实现海底底质声速反演，分层材料无损检测以及水下目标探测等，在地质勘探、材料表征和水下探测等方面发挥着重要作用。界面波接收换能器是实施界面波探测、表征、反演等必不可少的重要传感器，它直接影响到界面波信号接收的质量。传统矢量水听器贴近海底的方式可以一定程度上实现界面波信号实时接收，但是该方式受海流的影响接收信号噪声较大。另外，对于软底介质的界面波，其主要能量集中于固体沉积层中，在沉积层中实施界面波的接收有助于提升界面波信噪比。因此，为了高信噪比信号界面波探测信号的实时获取，需要设计全新的界面波接收换能器与接收方式。
因此，需要提出一种新的技术方案。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器及接收方法。
根据本发明提供的一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，包括：加速度传感器、姿态传感器、加速度计前放芯片、24-5V芯片、水密插头、水密底座、水密外壳、水密O型圈、水密电缆和直流电源；
所述姿态传感器、加速度计前放芯片和24-5V芯片间隔叠放安装于水密底座上部，所述水密底座与水密外壳采用轴向密封方式形成水密，轴向密封采用O型圈实现，所述水密底座底部均匀分布有M6螺钉安装孔，与水密外壳用M3螺钉紧固，所述加速度计、姿态传感器、加速度计前放芯片和24-5V芯片皆封闭在水密外壳内部，所述水密插头安装于水密外壳顶部，所述水密电缆与水密插头相连接，实时传输信号至示波器等岸端设备。
优选地，所述姿态传感器、24-5V芯片通过M3铜柱叠放安装至水密底座上部一侧，所述姿态传感器与24-5V芯片的尺寸为33mm×27mm，安装完成后，校正姿态传感器安装误差；所述水密底座上部另一侧通过M3铜柱安装有加速度计前放芯片，所述加速度计前放芯片的尺寸为33mm×27mm。
优选地，所述加速度计为高灵敏度类长方体外形传感器，安装于水密底座中部，所述加速度计安装结构分为紧固面与定位面，两个侧面与底面皆为垂直定位面，同时也是紧固面，通过侧面M5螺钉紧固安装定位后再在底面上对加速度计进行紧固，加速度计安装姿态与设计姿态一致；所述加速度传感器能够配置用于感知固体振动的压电式加速度传感器，并将振动信号转换为电信号；通过水密底座搭载的加速度计前放芯片，将加速度计输出的信号进行调理和放大。
优选地，所述接收换能器整体放置于海底沉积层中，通过M6螺钉与海底进行耦合，通过海底固体介质振动的界面波信号传递至M6螺钉、水密底座和水密外壳，传递至加速度计，将振动转换为电信号，M6螺钉使传感器与地质紧密连接，固体中振动能传递至加速度计中，被加速度计感知，获得界面波信号。
优选地，加速度计信号通过加速度计驱动芯片驱动，芯片包括加速度计放大电路，能够驱动加速度计，为加速度计提供2-20mA的恒定电流，将三轴加速度计的速度放大特定倍数后输出，去掉加速度计原始12V的偏置电压，输出电流信号。
优选地，所述加速度传感器的灵敏度选择大于5V/g，所述界面波传感器接收范围选择1-1000Hz，谐振频率4kHz，加速度传感器的抗冲击不小于100g。
优选地，所述姿态传感器选择九轴全姿态电子罗盘，通过RS485的方式输出信息，航向精度不小于0.5度，重复精度0.1度，姿态传感器通过24-5V芯片供电。
优选地，所述加速度传感器与姿态传感器信号通过水密电缆传输至岸端，岸端接收到的加速度计信号连接至示波器或者NI采集设备对固体介质振动信息进行读取与记录，姿态传感器的信号通过上位机软件进行读取，获得实时的传感器姿态信息。
优选地，所述水密电缆通过水密插头与换能器相连接，湿端换能器布放至指定位置，通过与海底沉积层介质紧密连接以获取界面固体振动信息，通过直流电源对矢量水听器与姿态传感器进行供电，并进行稳定的信号传输，通过采集器或示波器对信号进行采集，实时获取界面波信号；
所述加速度传感器为压电式加速度传感器，用于感知固体质点振动信息，采取三分量加速度传感器，具有x,y,z三个方向的质点加速度感知能力，灵敏度不小于5V/g，具有x,y,z以及地线四根信号线，分别与所述的加速度计前放芯片相连接，24V供电。
本发明还提供一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收方法，所述方法应用上述中的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：将接收换能器与水密插头连接，并通过水密插头另一端与示波器等岸端设备相连接，测试接收换能器工作状态；
步骤S2：将接收换能器整体置于海底沉积层中；
步骤S3：接收换能器通过M6螺钉12加强与海底的耦合；
步骤S4：海底固体介质振动信号传递至加速度计，被加速度计感知，将振动转换为电信号，获得界面波振动信息。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供了一种可以海底沉积层中地声界面波接收换能器与接收方式，能够获取微弱的界面波检测信号，同时流噪声较低，且能实时传递振动信号与自身姿态信息，满足界面波探测方法需求；
2、本发明的换能器最大外形尺寸为φ102mm×72mm，重量小于3kg，大于浮力基础上，具有尺寸小、质量轻的突出优点，可方便的进行携带与海底布放，且其壁厚设计为5.5mm，可承受较大水压，可应用于中等深度水底环境；
3、本发明的换能器可实现x,y,z三个方向的质点加速度感知，灵敏度不小于5V/g，且姿态感知精度不小于0.5度，重复精度0.1度，可实现高精度的信号感知并提供更丰富的感知信息，方便后续矢量偏振滤波等信号处理。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的界面波接收换能器示意图；
图2为本发明实施例提供的界面波接收换能器整体图；
图3为本发明实施例提供的实时接收的界面波换能器使用示意图；
图4为界面波换能器实物图；
图5为界面波换能器接收波形图。
加速度传感器1 水密外壳7
姿态传感器2 水密O型圈8
加速度计前放芯片3 水密电缆9
24-5V芯片4 直流电源10
水密插头5 M3螺钉11
水密底座6 M6螺钉12
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
根据本发明提供的一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，包括：加速度传感器1、姿态传感器2、加速度计前放芯片3、24-5V芯片4、水密插头5、水密底座6、水密外壳7、水密O型圈8、水密电缆9和直流电源10、M3螺钉11和M6螺钉12；所述姿态传感器2、加速度计前放芯片3和24-5V芯片4间隔叠放安装于水密底座6上部，所述水密底座6与水密外壳7采用轴向密封方式形成水密，轴向密封采用O型圈实现，所述水密底座6底部均匀分布有M6螺钉安装孔，与水密外壳7用M3螺钉11紧固，加速度计、姿态传感器2、加速度计前放芯片3和24-5V芯片4皆封闭在水密外壳7内部，所述水密插头5安装于水密外壳7顶部，所述水密电缆9与水密插头5相连接，实时传输信号至示波器。
姿态传感器2、24-5V芯片4通过M3铜柱叠放安装至水密底座6上部一侧，所述姿态传感器2与24-5V芯片4的尺寸为33mm×27mm，安装完成后，通过不同方位敲击加速度计方式，通过加速度计信号校正姿态传感器2安装误差；所述水密底座6上部另一侧通过M3铜柱安装有加速度计前放芯片3，所述加速度计前放芯片3的尺寸为33mm×27mm。
加速度计为高灵敏度类长方体外形传感器，安装于水密底座6中部，加速度计安装结构分为紧固面与定位面，两个侧面与底面皆为垂直定位面，同时也是紧固面，通过侧面M5螺钉紧固安装定位后再在底面上对加速度计进行紧固，加速度计安装姿态与设计姿态一致；所述加速度传感器1能够配置用于感知固体振动的压电式加速度传感器1，并将振动信号转换为电信号；通过水密底座6搭载的加速度计前放芯片3，将加速度计输出的信号进行调理和放大。
接收换能器整体放置于海底沉积层中，通过M6螺钉12与海底进行耦合，M6螺钉12使传感器与地质紧密连接，海底介质中振动能传递至加速度计1中，被加速度计1感知，获得界面波振动信息。
加速度计信号通过加速度计驱动芯片3驱动，芯片包括加速度计放大电路，能够驱动加速度计，为加速度计提供2-20mA的恒定电流，将三轴加速度计的速度放大特定倍数后输出，去掉加速度计原始12V的偏置电压，输出电流信号。
加速度传感器1的灵敏度选择大于5V/g，所述界面波传感器接收范围选择1-1000Hz，谐振频率4kHz，加速度传感器1的抗冲击不小于100g；姿态传感器2选择九轴全姿态电子罗盘，通过RS485的方式输出信息，航向精度不小于0.5度，重复精度0.1度，姿态传感器通过24-5V芯片4供电。
加速度传感器1与姿态传感器信号通过水密电缆9传输至岸端，岸端接收到的加速度计信号连接至示波器或者NI采集设备对固体介质振动信息进行读取与记录，姿态传感器的信号通过上位机软件进行读取，获得实时的传感器姿态信息。
水密电缆9通过水密插头5与换能器相连接，湿端换能器布放至指定位置，通过与海底沉积层介质紧密连接以获取界面固体振动信息，通过直流电源10对矢量水听器与姿态传感器2进行供电，并进行稳定的信号传输，通过采集器或示波器对信号进行采集，实时获取界面波信号；所述加速度传感器1为压电式加速度传感器1，用于感知固体质点振动信息，采取三分量加速度传感器1，具有x,y,z三个方向的质点加速度感知能力，灵敏度不小于5V/g，具有x,y,z以及地线四根信号线，分别与所述的加速度计前放芯片3相连接，24V供电。
本发明还提供一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收方法，所述方法应用上述中的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：将接收换能器与水密插头连接，并通过水密插头另一端与岸端设备相连接，测试接收换能器工作状态；
步骤S2：将接收换能器整体置于海底沉积层中；
步骤S3：接收换能器通过M6螺钉12加强与海底的耦合；
步骤S4：海底固体介质振动信号传递至加速度计，被加速度计感知，将振动转换为电信号，获得界面波振动信息。
实施例2：
本发明提供了一种界面波信号实时接收的界面波接收换能器与接收方法。所述的界面波接收换能器具有较高的灵敏度，能够实现海底界面波信号的接收，获取微弱的地声探测信号，且能够对换能器的朝向与姿态进行记录，方便进一步的补偿算法；该换能器具有体积小、质量轻、结构简单以及经济耐用等优点，适用于浅海环境下界面波信号；所提出的固体沉积层布放方式所接收的信号具有较小的流噪声，提供了一种固体振动位移的全新接收感知方式，可以作为界面波探测系统接收换能器完成界面波信号的感知，为地质勘探、海洋科学研究和水下工程等领域提供了一种可靠的接收方式。
根据本发明的界面波接收换能器，包括加速度传感器1、电子罗盘2、加速度计前放芯片3、24-5V芯片4、水密插头5、水密底座6、水密外壳7、水密O型圈8、水密电缆9和直流电源10组成，使用时通过直流电源10对加速度计1以及姿态传感器2进行供电，将沉积层中的质点加速度信息实时传递至信号处理设备中。所述的姿态传感器2实现换能器水下姿态信息的实时检测，所述的换能器通过水密电缆9与示波器和PC机相连接，通过示波器实时显示波形，通过PC机对姿态传感器2信号进行获取。
所述加速度计1为高灵敏度传感器，加速度计1安装结构分为紧固面与定位面，两个侧面与底面皆为垂直定位面，同时也是紧固面，通过侧面螺钉紧固安装定位后再在底面上对加速度计进行紧固，保证加速度计安装姿态与设计姿态一致；姿态传感器2、加速度计前放芯片3和24-5V芯片4通过M3铜螺柱间隔叠放安装于所述水密底座上部；所述水密底座6与所述水密外壳7采用轴向密封方式形成水密，水密底座为阶梯结构，底部均匀分布有M6耦合螺钉安装孔，底部边缘设计有M3沉头螺钉紧固孔，用于紧固水密底座与水密外壳，同时设计有2个M3螺纹孔，以方便拆卸轴向密封结构；轴向密封采用O型圈实现；所述加速度计1、姿态传感器2、加速度计前放芯片3和24-5V芯片4皆封闭在所述水密外壳内部；
进一步的，所述水密插头5安装于水密外壳7顶部，水密电缆9与水密插头5相连接，实时传输信号至示波器等岸端设备。
进一步的，所述的加速度传感器1为压电式加速度传感器，用于感知固体质点振动信息，采取三分量加速度传感器，具有x,y,z三个方向的质点加速度感知能力，灵敏度不小于5V/g，保证能捕捉到固体中微弱的界面波信号，具有x,y,z以及地线四根信号线，分别与所述的加速度计前放芯片3相连接，24V供电。
进一步的，所述的加速度计前放芯片3具有三轴加速度计驱动功能，具有将三轴加速度计数据调理输出功能，其输出信号与所述的水密插头5的1,2,3,4号线相连接，通过水密电缆9将加速度计1感知的信号实时传递出去。
进一步的，所述的姿态传感器2选择九轴全姿态电子罗盘，通过RS485的方式输出信息，航向精度不小于0.5度，重复精度0.1度，保证了后续界面波信号处理算法的准确，其正北方向对应于加速度计x方向；所述的姿态传感器传感协议为RS485，具备信号远距离传输能力，其差分信号与所述的水密插头5的5,6号线相连，5,6号线为双绞线，其供电线与所述的24-5V芯片4相连接。
进一步的，所述的24-5V芯片4具有将24V直流电压降压为5V电压输出的能力，为姿态传感器2进行供电。
进一步的，所述的水密插头5母插头组件与所述水密电缆9相连接；水密插头5具有4对0.1mm2双绞电缆，4对双绞线与4芯带凯夫拉填充绳，具有大于100kg的抗拉能力，外层具有四氟薄膜绕包与镀锡铜丝屏蔽，外护套未黑色聚氨酯，壁厚0.8mm，具有抗拉能力的同时也具有信号屏蔽能力，一定程度上阻隔了发射信号的串扰；水密外壳7上通过水密插头5与水密电缆9相连接，便于拆卸，方便运输与存储，水密插头5由H19E8TK-R(PS)Lm型8芯母插头组件与H19E8ZJ-25cm型公插头组件组成，其中公插头组件与所述的水密外壳7紧固连接，母插头组件与所述的水密电缆9相连接。
进一步的，所述的直流电源10与所述的水密电缆9相连接，为所述的加速度计1以及姿态传感器2供电。
本发明的工作原理：接收换能器布放于沉积层中，通过耦合螺钉与海底沉积层耦合，感知界面振动信号，使用时通过直流电源对加速度传感器1以及姿态传感器2进行供电，将沉积层中的质点加速度信息实时传递至信号处理设备中，姿态传感器2实现换能器水下姿态信息的实时检测，换能器通过水密电缆9与示波器和PC机相连接，通过示波器实时检测波形信号，通过PC机对姿态传感器信号进行获取。
参照附图1和附图2，本实施例提供的一种适用界面波探测的介质固体振动接收换能器，包括：加速度传感器1、姿态传感器2、加速度计前放芯片3、24-5V芯片4、水密插头5、水密底座6、水密外壳7、水密O型圈8、水密电缆9和直流电源10；姿态传感器2、加速度计前放芯片3和24-5V芯片4间隔叠放安装于水密底座6上部，水密底座6与所水密外壳2采用轴向密封方式形成水密，轴向密封采用O型圈实现，水密底座6底部均匀分布有M6螺钉安装孔，与水密外壳2用M3沉头螺钉紧固，加速度计1、姿态传感器2、加速度计前放芯片3和24-5V芯片4皆封闭在水密外壳7内部，水密插头5安装于水密外壳2顶部，水密电缆9与水密插头5相连接，实时传输信号至示波器等岸端设备。
参照附图2，姿态传感器2、24-5V芯片4通过M3铜柱叠放安装至水密底座6上部一侧，姿态传感器2与24-5V芯片4尺寸为33mm×27mm，安装完成后，可通过不同方位敲击加速度计方式，通过加速度计信号校正姿态传感器安装误差；水密底座6上部另一侧通过M3铜柱安装有加速度计前放芯片3，加速度计前放芯片3同样为33mm×27mm。
参照附图1，加速度计1为高灵敏度类长方体外形传感器，安装于水密底座6中部，加速度计1安装结构分为紧固面与定位面，两个侧面与底面皆为垂直定位面，同时也是紧固面，通过侧面M5螺钉紧固安装定位后再在底面上对加速度计进行紧固，保证加速度计安装姿态与设计姿态一致；加速度传感器1可配置用于感知固体振动的压电式加速度传感器，并将振动信号转换为电信号，以此作为声场信号媒介。通过水密底座6搭载的加速度计前放芯片3，可将加速度计输出的信号进行调理和放大。
参照附图3，接收换能器整体放置于海底沉积层中，通过螺钉12与海底进行耦合，通过海底固体介质振动的界面波信号传递至螺钉12、水密底座6和水密外壳7，进一步传递至加速度计1，将振动转换为电信号，螺钉12的加入使传感器与地质紧密连接，使固体中振动能传递至加速度计1中，被加速度计1感知，获得界面波振动信息。
参照附图1，加速度计信号通过加速度计驱动芯片3驱动，芯片包括加速度计放大电路，能够驱动加速度计，为加速度计提供2-20mA的恒定电流，将三轴加速度计的速度放大特定倍数后输出，去掉加速度计原始12V的偏置电压，输出电流信号。
所述的加速度传感器1的灵敏度选择大于5V/g，保证接收到固体振动的界面波信号，另外界面波传感器接收范围选择1-1000Hz，谐振频率4kHz，加速度传感器的抗冲击不小于100g，保证了在实际使用布放过程中接收换能器的耐用性。
所述的姿态传感器2选择九轴全姿态电子罗盘，通过RS485的方式输出信息，航向精度不小于0.5度，重复性0.1度，保证了后续界面波信号处理算法的准确。姿态传感器通过24-5V芯片供电。
所述的加速度传感器1与姿态传感器2信号通过水密电缆9传输至岸端，加速度传感器信号通过水密插头5的1,2,3,4号线传输，姿态传感器的差分信号通过所述的水密插头5的5,6号线相连，岸端接收到的加速度计信号可以连接至示波器或者NI采集设备对固体介质振动信息进行读取与记录，姿态传感器2的信号可通过上位机软件进行读取，获得实时的传感器姿态信息。
具体实施时，参照附图3，水密电缆9通过水密插头5与换能器相连接，湿端换能器由潜水员布放至指定位置，通过与海底沉积层介质紧密连接以获取界面固体振动信息，通过直流电源对矢量水听器与姿态传感器进行供电，并进行稳定的信号传输，通过采集器或示波器对信号进行采集，实时获取界面波信号。
本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，包括：加速度传感器(1)、姿态传感器(2)、加速度计前放芯片(3)、24-5V芯片(4)、水密插头(5)、水密底座(6)、水密外壳(7)、水密O型圈(8)、水密电缆(9)和直流电源(10)、M3螺钉(11)和M6螺钉(12)；
所述姿态传感器(2)、加速度计前放芯片(3)和24-5V芯片(4)间隔叠放安装于水密底座(6)上部，所述水密底座(6)与水密外壳(7)采用轴向密封方式形成水密，轴向密封采用O型圈实现，所述水密底座(6)底部均匀分布有M6螺钉安装孔，与水密外壳(7)用M3螺钉(11)紧固，加速度计、姿态传感器(2)、加速度计前放芯片(3)和24-5V芯片(4)皆封闭在水密外壳(7)内部，所述水密插头(5)安装于水密外壳(7)顶部，所述水密电缆(9)与水密插头(5)相连接，实时传输信号至示波器。
2.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，所述姿态传感器(2)、24-5V芯片(4)通过M3铜柱叠放安装至水密底座(6)上部一侧，所述姿态传感器(2)与24-5V芯片(4)的尺寸为33mm×27mm，安装完成后，通过不同方位敲击加速度计方式，通过加速度计信号校正姿态传感器(2)安装误差；所述水密底座(6)上部另一侧通过M3铜柱安装有加速度计前放芯片(3)，所述加速度计前放芯片(3)的尺寸为33mm×27mm。
3.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，加速度计为高灵敏度类长方体外形传感器，安装于水密底座(6)中部，加速度计安装结构分为紧固面与定位面，两个侧面与底面皆为垂直定位面，同时也是紧固面，通过侧面M5螺钉紧固安装定位后再在底面上对加速度计进行紧固，加速度计安装姿态与设计姿态一致；所述加速度传感器(1)能够配置用于感知固体振动的压电式加速度传感器(1)，并将振动信号转换为电信号；通过水密底座(6)搭载的加速度计前放芯片(3)，将加速度计输出的信号进行调理和放大。
4.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，所述接收换能器整体放置于海底沉积层中，通过M6螺钉(12)与海底进行耦合，M6螺钉(12)使传感器与地质紧密连接，海底介质中振动能传递至加速度计(1)中，被加速度计(1)感知，获得界面波振动信息。
5.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，加速度计信号通过加速度计驱动芯片(3)驱动，芯片包括加速度计放大电路，能够驱动加速度计，为加速度计提供2-20mA的恒定电流，将三轴加速度计的速度放大特定倍数后输出，去掉加速度计原始12V的偏置电压，输出电流信号。
6.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，所述加速度传感器(1)的灵敏度选择大于5V/g，所述界面波传感器接收范围选择1-1000Hz，谐振频率4kHz，加速度传感器(1)的抗冲击不小于100g。
7.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，所述姿态传感器(2)选择九轴全姿态电子罗盘，通过RS485的方式输出信息，航向精度不小于0.5度，重复精度0.1度，姿态传感器通过24-5V芯片(4)供电。
8.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，所述加速度传感器(1)与姿态传感器信号通过水密电缆(9)传输至岸端，岸端接收到的加速度计信号连接至示波器或者NI采集设备对固体介质振动信息进行读取与记录，姿态传感器的信号通过上位机软件进行读取，获得实时的传感器姿态信息。
9.根据权利要求1所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，其特征在于，所述水密电缆(9)通过水密插头(5)与换能器相连接，湿端换能器布放至指定位置，通过与海底沉积层介质紧密连接以获取界面固体振动信息，通过直流电源(10)对矢量水听器与姿态传感器(2)进行供电，并进行稳定的信号传输，通过采集器或示波器对信号进行采集，实时获取界面波信号；
所述加速度传感器(1)为压电式加速度传感器(1)，用于感知固体质点振动信息，采取三分量加速度传感器(1)，具有x,y,z三个方向的质点加速度感知能力，灵敏度不小于5V/g，具有x,y,z以及地线四根信号线，分别与所述的加速度计前放芯片(3)相连接，24V供电。
10.一种适用界面波探测的沉积层质点振动接收方法，其特征在于，所述方法应用如权利要求1-9任一项所述的适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：将接收换能器与水密插头连接，并通过水密插头另一端与岸端设备相连接，测试接收换能器工作状态；
步骤S2：将接收换能器整体置于海底沉积层中；
步骤S3：接收换能器通过M6螺钉12加强与海底的耦合；
步骤S4：海底固体介质振动信号传递至加速度计，被加速度计感知，将振动转换为电信号，获得界面波振动信息。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311331351.6A CN117518271A (zh) | 2023-10-13 | 2023-10-13 | 适用界面波探测的沉积层质点振动接收换能器及接收方法 |
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2023
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