CN217425702U - 一种短周期地震传感器 - Google Patents

Abstract

本发明属于地质探测领域，具体地而言为一种短周期地震传感器，包括：差分式电容拾震器，包括两侧的固定极板以及位于固定极板之间的动极板，动极板产生摆动后，使得电容值改变，从而接收运动波形得到地震信号；对称双磁铁反馈调节器，包括在差分式电容拾震器的两侧极板上，通过采集差分式电容拾震器产生正比于地面运动量的电压，通过反馈线圈产生一个方向与动极板惯性力相反，大小相等的电磁力作用于动极板，调整动极板复位。对称型双线动极板控制结构可以有效降低系统的特征频率，拓宽地震传感器的频带范围。

Description

一种短周期地震传感器

技术领域

本发明属于地质探测领域，具体地而言为一种短周期地震传感器。

背景技术

短周期密集台阵被动源探测技术日益成长为国内外深部结构探测领域的一项重要手段，被广泛应用于矿产资源勘查、火山活动监测、微震精定位以及发震断层等领域，相较于宽频带地震探测具有高分辨、省时省钱、绿色环保等优点。

地震传感器的检测频带范围是其主要参考因素，如何实现拓频也是现今地震传感器的主要研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种短周期地震传感器，能够有效降低系统的特征频率，拓宽地震传感器的频带范围。

本发明是这样实现的，

一种短周期地震传感器，该传感器包括：

差分式电容拾震器，包括两侧的固定极板以及位于固定极板之间的动极板，动极板产生摆动后，使得电容值改变，从而接收运动波形得到地震信号；

对称双磁铁反馈调节器，包括在差分式电容拾震器的两侧极板上，通过采集差分式电容拾震器产生正比于地面运动量的电压，通过反馈线圈产生一个方向与动极板惯性力相反，大小相等的电磁力作用于动极板，调整动极板复位。

进一步地，所述差分式电容拾震器还包括：金属线以及弹簧片，其中所述动极板通过线夹夹在金属线上，所述金属线的两侧通过金属丝固定器连接在两个平行的弹簧片上，所述弹簧片的另一端固定。

进一步地，还包括有摆体锁紧装置，所述摆体锁紧装置包括H型金属板，所述金属板H型的上空间的两端固定连接动极板，所述金属板H型的下空间的两端通过轴承连接在两个固定钉上，所述固定钉固定在外框上。

进一步地，所述摆体锁紧装置还包括设置在所述金属板的两侧的锁紧结构，所述锁紧结构包括限位钉，所述限位钉通过金属连接杆连接转动装置，所述转动装置通过电机控制转动，控制限位钉与金属板之间的距离，限制金属块的位移。

进一步地，在没有震动信号时，两侧的固定极板以及位于固定极板之间的动极板平行。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

对称型双线动极板控制结构可以有效降低系统的特征频率，拓宽地震传感器的频带范围。摆体锁紧装置不仅仅可以起到限位作用，同时可以起到锁紧装置作用，有效降低结构复杂性以及原材料成本。对称双磁铁反馈调节装置相比于单磁铁反馈可以更好地控制使摆体静置。

附图说明

图1为本发明实施例提供短周期地震传感器的剖面图；

图2为本发明实施例提供短周期地震传感器的正面图；

图3为本发明实施例提供短周期地震传感器的侧面图。

图4为本发明实施例提供短金属板与动极板的位置连接关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

参见图1结合图2和图3所示，本发明包括差分式电容拾震器、对称双磁铁反馈调节器以及摆体锁紧装置，其中，

差分式电容拾震器，包括两侧平行的且固定的位置不动的固定极板(第一固定极板1和第二固定极板2)以及位于固定极板之间的动极板3，动极板在震动信号的作用下产生摇动，从而改变与两侧固定极板的距离以及相对面积，动极板产生摆动后，使得电容值改变，从而根据电容值改变，得到地震信号的运动波形；

差分式电容拾震器还包括：金属线6以及弹簧片4，其中动极板3通过线夹7夹在金属线的中心，金属线6的两侧通过金属丝固定器5连接在两个平行的弹簧片上，弹簧片的另一端固定。在没有震动信号时，动极板到两个弹簧片之间的距离相同。当动极板摆动时，弹簧片产生弯曲，由于弹力的作用，弹簧片复位时，带动动极板复位。

为了防止动极板的振动，设置对称双磁铁反馈调节器，包括在差分式电容拾震器的两侧极板上，通过采集差分式电容拾震器产生正比于地面运动量的电压，反馈线圈13缠绕在磁铁12，反馈线圈13与磁铁12包裹在一磁铁外壳14内，反馈线圈13接收采集差分式电容拾震器产生正比于地面运动量的电压，通过反馈线圈13和磁铁12产生一个方向与动极板惯性力相反，大小相等的电磁力作用于动极板，调整动极板微振动，使其复位。

摆体锁紧装置包括：电机9、转动装置10、限位钉11，金属板8、限位钉11通过金属连接杆置于转动装置10中，电机9控制转动装置10进行转动，带动限位钉靠近或远离金属板8，限制金属板8的位移。参见图4所示，金属板8为H型，H型的上空间的两端固定连接动极板，金属板H型的下空间的两端通过轴承17连接在两个固定钉16上，固定钉固定在外框上。在摆动时，金属块与动极板一起以两个固定钉为轴线进行摆动。通过轴承的设置减少转动的摩擦力。

在运输的过程中，为了防止金属块的摆动，通过电机9控制转动装置10进行转动，带动限位钉限制金属板8的位移。

整个结构通过一个底座15支撑。

本发明的工作过程

由于地面的微幅震动导致动极板3摆动，第一固定极板1、第二固定极板2、动极板3共同构成差分式电容拾震器，由于动极板3的位移变化导致电容值改变，进而达到拾震检测目的。

为了进一步降低传感器的特征频率以提高地震传感器的频率检测范围，采用对称型双线动极板控制结构，以及对称双磁铁反馈调节装置共同左右使得调节动机板复位，使动极板3保持不动。

为了方便运输，需要在非工作状态保证摆体处于静止状态，采用摆体锁紧装置对摆体进行锁死操作，通过控制电机9的转动带动转动装置10发生偏转，进而使限位钉11向连接金属块8方向靠拢，最终实现锁死。

本发明的工作原理为：

力平衡反馈式地震传感器机械摆的微幅振动真实的反映地面的运动情况，机械摆位于地震传感器检测大地运动的前端，机械摆获取地面振动产生的机械信号经过拾震器转变成电信号。

反馈原理主要是拾震器的工作线圈产生正比于地面运动量的电压经由反馈环节产生反馈电流，在磁场作用下反馈电流经由反馈线圈产生一个方向与机械摆锤惯性力相反，大小相等的电磁力作用于摆体上，使质量块基本保持不动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种短周期地震传感器，其特征在于，该传感器包括：

差分式电容拾震器，包括两侧的固定极板以及位于固定极板之间的动极板，动极板产生摆动后，使得电容值改变，从而接收运动波形得到地震信号；

对称双磁铁反馈调节器，包括在差分式电容拾震器的两侧极板上，通过采集差分式电容拾震器产生正比于地面运动量的电压，通过反馈线圈产生一个方向与动极板惯性力相反，大小相等的电磁力作用于动极板，调整动极板复位。

2.按照权利要求1所述的短周期地震传感器，其特征在于，所述差分式电容拾震器还包括：金属线以及弹簧片，其中所述动极板通过线夹夹在金属线上，所述金属线的两侧通过金属丝固定器连接在两个平行的弹簧片上，所述弹簧片的另一端固定。

3.按照权利要求2所述的短周期地震传感器，其特征在于，还包括有摆体锁紧装置，所述摆体锁紧装置包括H型金属板，所述金属板H型的上空间的两端固定连接动极板，所述金属板H型的下空间的两端通过轴承连接在两个固定钉上，所述固定钉固定在外框上。

4.按照权利要求3所述的短周期地震传感器，其特征在于，所述摆体锁紧装置还包括设置在所述金属板的两侧的锁紧结构，所述锁紧结构包括限位钉，所述限位钉通过金属连接杆连接转动装置，所述转动装置通过电机控制转动，控制限位钉与金属板之间的距离，限制金属块的位移。

5.按照权利要求2所述的短周期地震传感器，其特征在于，在没有震动信号时，两侧的固定极板以及位于固定极板之间的动极板平行。

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