CN204649980U - 小型化浅井宽频带地震计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种小型化浅井宽频带地震计，包括密封壳体、壳体中的三个分向的三个惯性摆、坐标变换电路、主控芯片，MEMS陀螺仪，三个分向的三个惯性摆自下而上排列的设置于该密封壳体中，且两两惯性摆的夹角为120度；三个分向的三个惯性摆分别通过三个分向的振荡及反馈电路与该坐标变换电路相连接，该坐标变换电路与该主控芯片的I/O端相连接，MEMS陀螺仪与该主控芯片的数据输入端相连接。本实用新型的三个惯性摆呈上下排列，减小了地震计的直径，具有自动校正安装方位角的功能，无需人工调整，适于浅井安装观测使用，简化了半地下、山洞安装等复杂的台站安装工艺，提供了一种结构简单、成本较低的地震计。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种宽频带地震计，特别是涉及一种小型化浅井宽频带地震计。
背景技术
浅井一般指井深1米到10米，井孔直径不大于0.5米的观测井，相对噪声较大的地面观测，浅井观测可提供提高数据质量所提供的保温措施，因此浅井地震观测可明显改善宽频带地震观测的数据质量。现有的井下宽频带地震计，由于仪器安装需要比较复杂的卡壁或落底式安装工艺且仪器高度较高不宜应用到浅井观测；传统的地面型宽频带地震计由于三分向的惯性摆件并列的固定于底座上，地震计的截面积较大，当井孔直径较小时，无法顺利安装入井进行观测。
实用新型内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种小型化浅井宽频带地震计，该地震计的三个惯性摆自下而上排列设置于壳体中，减小了地震计的截面积，能够适应多种孔径的井下观测要求。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种小型化浅井宽频带地震计，包括密封壳体、壳体中的三个分向的三个惯性摆、用于变换坐标的坐标变换电路、主控芯片，MEMS陀螺仪，
三个分向的三个惯性摆自下而上排列的设置于该密封壳体中，
三个分向的三个惯性摆分别通过三个分向的振荡及反馈电路与该坐标变换电路相连接，该坐标变换电路与该主控芯片的I/O端相连接，
MEMS陀螺仪与该主控芯片的数据输入端相连接。
进一步的，
所述三个分向的三个惯性摆，两两惯性摆的夹角为120度。
小型化浅井宽频带地震计还包括电源变换电路，该电源变换电路包括两组隔离DC/DC变换器，一组隔离DC/DC变换器用于为所述三个惯性摆、三个分向的振荡及反馈电路、坐标变换电路供电，另一组隔离DC/DC变换器用于为所述主控芯片供电。
小型化浅井宽频带地震计还包括输入输出接口电路，该输入输出接口电路与所述坐标变换电路相连接。
小型化浅井宽频带地震计还包括接口保护电路，该接口保护电路包括防反接保护、过压保护电路、输入输出信号保护电路，该防反接保护电路和过压保护电路设置于所述隔离DC/DC变换器前端，该输入输出信号保护电路与所述输入输出接口电路相连接，其由双向TVS管和限流电阻构成。
所述密封壳体由底座、筒体、上盖组合而成。
所述上盖上设有真空阀。
所述上盖上设有用于显示安装方位角的方位灯显示窗口。
所述上盖上设有用于连接一地震数据采集器的航空插头。
所述上盖上设有安装把手，所述底座上设有三组固定的底角螺钉。
本实用新型的优点在于：
1、将三个分向的三个惯性摆自下而上排列设置于密封壳体中，减小了地震计的截面积，能够安装于多种孔径的井下进行观测；
2、具有安装方位角自动定位功能，无需人工调整安装仪器水平和方位角，简化了安装工艺；
3、密封壳体上安装有真空阀，可将壳体内部抽成负压，减小壳体内部的空气对流，保证地震计的工作稳定性并有效降低仪器的噪声，兼具防水性能，防水等级可达到IP67级；
4、结构简单、成本较低，简化了半地下、山洞安装等复杂的台站安装工艺。
附图说明
图1是本实用新型的组成结构框图。
图2是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1、2所示，本实用新型公开的小型化浅井宽频带地震计，包括密封壳体、壳体中的U分向惯性摆30、V分向惯性摆31、W分向惯性摆32、坐标变换电路21、MEMS陀螺仪25、主控芯片20、电源变换电路26、接口保护电路27，坐标变换电路21与主控芯片20的I/O端相连接，U分向惯性摆30、V分向惯性摆31、W分向惯性摆32分别通过U分向振荡及反馈电路22、V分向振荡及反馈电路23、W分向振荡及反馈电路24与坐标变换电路21相连接，MEMS陀螺仪25与主控芯片20的数据输入端相连接；
U分向惯性摆30、V分向惯性摆31、W分向惯性摆32，用于感测外界惯性力；如图2所示，三个惯性摆30、31、32自下而上排列设置，且两两惯性摆的夹角为120度，便于合成地震计输出的X、Y、Z(东西、北南、垂直)三个分向输出的信号；三个惯性摆的结构相同，均为倾斜悬挂倒立摆结构的机械摆体。
U分向振荡及反馈电路22、V分向振荡及反馈电路23、W分向振荡及反馈电路24，分别用于将U分向惯性摆30、V分向惯性摆31、W分向惯性摆32感知的地面运动转换成电信号；具体的说，U分向振荡及反馈电路22将U分向惯性摆30感测的反馈力和位移换能器一起输出U分向的模拟电压信号；V分向振荡及反馈电路23将V分向惯性摆31感测的反馈力和位移换能器一起输出V分向的模拟电压信号，W分向振荡及反馈电路24将W分向惯性摆32感测的反馈力和位移换能器一起输出W分向的模拟电压信号；
本实用新型具有安装方位角自动定位功能，具体的说，MEMS陀螺仪25安装于底座13上，其感测的角度信号传输给主控芯片，主控芯片根据采集的角度数据，向坐标变换电路输出用于校正安装方位角的坐标变换参数，坐标变换电路根据该坐标变换参数，将接收的U分向、V分向、W分向的模拟电压信号，转换为校正后的东西分向、南北分向、垂直分向的模拟电压信号，经一输入输出接口电路28传输给地震数据采集器；
电源变换电路26包括两组隔离DC/DC变换器，一组隔离DC/DC变换器用于为三个分向的三个惯性摆、三个分向的振荡及反馈电路、坐标变换电路供电，另一组隔离DC/DC变换器用于为主控芯片及其外围电路供电。
接口保护电路27包括防反接保护、过压保护电路、输入输出信号保护电路，防反接保护电路和过压保护电路设置于隔离DC/DC变换器前端，可提高地震计的抗感应雷击的能力，输入输出信号保护电路与输入输出接口电路28相连接，其由双向TVS管和限流电阻构成。
如图2所示，密封壳体由上盖11、筒体12、底座13组合而成，上盖11上设有航空插头15、真空阀14、方位灯显示窗口16、安装把手17，航空插头15用于连接地震数据采集器，真空阀14用于安装前将筒体12内部抽真空，保证地震计的工作状态稳定性兼具防水密封性能；方位灯由两个颜色相异的二极管构成，两个二极管与主控芯片20的信号输出端相连接，方位灯显示窗口16为线式窗口，安装人员可根据两点(两个二极管)定位的方位线，通过安装把手17调整地震计的安装方位。
底座13上还设有三组固定的底角螺钉18。
本实用新型的小型化浅井宽频带地震计，将三个分向的三个惯性摆自下而上排列的设置于密封壳体中，可分别感测三个分向的惯性力，将主控芯片及其外围电路、坐标变换电路、三个分向的振荡及反馈电路、电源变换电路及接口保护电路、输入输出接口电路分设于独立的电路板上，最大限度的减小了地震计的直径，使其能够顺利的安装于孔径较小的井下进行观测；可根据MEMS陀螺仪感测的角度数据自动校正安装方位角，无需人工调整，使其更适于安装于孔径较小而不便于人工观测、调整安装方位角的场合；同时，密封壳体能够保证地震计的工作稳定性及防水性能，是一种适于浅井安装、观测用的宽频带地震计。
以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
Claims (10)
1.小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，包括密封壳体、壳体中的三个分向的三个惯性摆、用于变换坐标的坐标变换电路、主控芯片，MEMS陀螺仪，
三个分向的三个惯性摆自下而上排列的设置于该密封壳体中，
三个分向的三个惯性摆分别通过三个分向的振荡及反馈电路与该坐标变换电路相连接，该坐标变换电路与该主控芯片的I/O端相连接，
MEMS陀螺仪与该主控芯片的数据输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，所述三个分向的三个惯性摆，两两惯性摆的夹角为120度。
3.根据权利要求2所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，还包括电源变换电路，该电源变换电路包括两组隔离DC/DC变换器，一组隔离DC/DC变换器用于为所述三个惯性摆、三个分向的振荡及反馈电路、坐标变换电路供电，另一组隔离DC/DC变换器用于为所述主控芯片供电。
4.根据权利要求3所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，还包括输入输出接口电路，该输入输出接口电路与所述坐标变换电路相连接。
5.根据权利要求4所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，还包括接口保护电路，该接口保护电路包括防反接保护、过压保护电路、输入输出信号保护电路，该防反接保护电路和过压保护电路设置于所述隔离DC/DC变换器前端，该输入输出信号保护电路与所述输入输出接口电路相连接，其由双向TVS管和限流电阻构成。
6.根据权利要求1所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，所述密封壳体由底座、筒体、上盖组合而成。
7.根据权利要求6所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，所述上盖上设有真空阀。
8.根据权利要求6所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，所述上盖上设有用于显示安装方位角的方位灯显示窗口。
9.根据权利要求6所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，所述上盖上设有用于连接一地震数据采集器的航空插头。
10.根据权利要求6所述的小型化浅井宽频带地震计，其特征在于，所述上盖上设有安装把手，所述底座上设有三组固定的底角螺钉。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107765295A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-06 | 中国地震局地震预测研究所 | 由四个测量单元组成的高可靠地震仪 |
| CN109143323A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-04 | 中国矿业大学(北京) | 一种可变换尾椎的三分量地震检波器壳体 |
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| CN111580167A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-25 | 北京港震科技股份有限公司 | 一种高可靠深井地震计 |
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2015
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