CN218211621U - 适用于振动环境的三轴向次声传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于振动环境的三轴向次声传感器，涉及次声传感器技术领域，包括壳体，所述壳体一侧的顶端固定安装有第一单轴次声探测模块，所述壳体的一侧固定安装有第二单轴次声探测模块，所述壳体的一侧固定安装有第三单轴次声探测模块，所述第一单轴次声探测模块，第二单轴次声探测模块和第三单轴次声探测模块结构一致。通过第一单轴次声探测模块，第二单轴次声探测模块和第三单轴次声探测模块相配合，起到了利用不同位置的第一单轴次声探测模块，第二单轴次声探测模块和第三单轴次声探测模块，同时采集三个方向的次声信号，并感知三个方向的振动干扰，利用互谱法在采集到的信号中提取出每个轴向上的振动干扰量，再进行滤除。

Description

适用于振动环境的三轴向次声传感器

技术领域

本实用新型涉及次声传感器技术领域，尤其涉及适用于振动环境的三轴向次声传感器。

背景技术

次声传感器广泛应用于对地震、泥石流、爆炸、航天活动等自然和人为事件产生的次声信号的监测。监测过程中，传感器经常受到振动(或轻微颤动)干扰，导致采集到的数据受到污染。振动通过结构件传导作用于传感器，目前削弱振动影响的方法多采用包裹泡沫材料进行缓冲，如CTBTO/IMS国际监测系统中的部分次声站点就使用了泡沫缓冲方式，此方法虽然在一定程度上弱化了振动带来的影响，但在实际使用中还是存在一定的问题，故我们设计一种适用于振动环境的三轴向次声传感器。

传统的次声传感器在使用时还存在以下问题：次声传感器本体只有单一轴向的传感模块，不能提取来自X、Y、Z三个方向维度的振动干扰，不具备消除振动干扰的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供适用于振动环境的三轴向次声传感器，解决了传统单一轴向次声传感器不能提取来自X、Y、Z三个方向维度的振动干扰的问题；传统单一轴向次声传感器本体不具备消除振动干扰的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：适用于振动环境的三轴向次声传感器，包括壳体，所述壳体一侧的顶端固定安装有第一单轴次声探测模块，所述壳体的一侧固定安装有第二单轴次声探测模块，所述壳体的一侧固定安装有第三单轴次声探测模块，所述第三单轴次声探测模块内部开设有空腔，所述空腔的一侧外壁开设有密封槽，所述空腔的一侧固定安装有后极板，所述空腔的一侧固定安装有支撑腔体，所述支撑腔体一侧的顶端固定安装有膜片，所述支撑腔体的一侧表面开设有均压孔。

优选的，所述空腔一侧的顶端固定安装有前腔，所述前腔一侧的表面开设有进气孔。

优选的，所述壳体的内部固定安装有信号预处理板，所述信号预处理板的一侧底端固定安装有CPU板。

优选的，所述壳体内部的底端固定安装有电源模块。

优选的，所述壳体靠近第三单轴次声探测模块一侧的底端固定安装有壳体面板。

优选的，所述第一单轴次声探测模块的结构与第三单轴次声探测模块相同，所述第二单轴次声探测模块的结构与第三单轴次声探测模块相同。

与相关技术相比较，本实用新型提供的适用于振动环境的三轴向次声传感器有如下

有益效果：

本实用新型提供适用于振动环境的三轴向次声传感器，通过第一单轴次声探测模块，第二单轴次声探测模块和第三单轴次声探测模块相配合，起到了利用不同位置的第一单轴次声探测模块，第二单轴次声探测模块和第三单轴次声探测模块，同时采集三个方向的次声信号，并感知三个方向的振动干扰，利用互谱法在采集到的信号中提取出每个轴向上的振动干扰量，再进行滤除。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的三轴向次声传感器侧视图结构示意图。

图中标号：1、壳体；2、第一单轴次声探测模块；3、空腔；4、密封槽；5、后极板；6、支撑腔体；7、膜片；8、均压孔；9、前腔；10、进气孔；11、信号预处理板；12、CPU板；13、电源模块；14、壳体面板；15、第二单轴次声探测模块；16、第三单轴次声探测模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：适用于振动环境的三轴向次声传感器，包括壳体1，壳体1一侧的顶端固定安装有第一单轴次声探测模块2，壳体1的一侧固定安装有第二单轴次声探测模块15，壳体1的一侧固定安装有第三单轴次声探测模块16，第三单轴次声探测模块16的内部开设有空腔3，空腔3的一侧外壁开设有密封槽

4，空腔3的一侧固定安装有后极板5，空腔3的一侧固定安装有支撑腔体6，支撑腔体6一侧的顶端固定安装有膜片7，支撑腔体6的一侧表面开设有均压孔8，空腔3一侧的顶端固定安装有前腔9，前腔9一侧的表面开设有进气孔10，壳体1的内部固定安装有信号预处理板11，信号预处理板11的一侧底端固定安装有CPU板12，壳体1内部的底端固定安装有电源模块13，壳体1靠近第三单轴次声探测模块16一侧的底端固定安装有壳体面板14，第一单轴次声探测模块2的结构与第三单轴次声探测模块16相同，第二单轴次声探测模块15的结构与第三单轴次声探测模块16相同。

在实施方案中，通过第一单轴次声探测模块2，第二单轴次声探测模块15和第三单轴次声探测模块16相配合，起到了利用不同位置的第一单轴次声探测模块2，第二单轴次声探测模块15和第三单轴次声探测模块16，同时采集三个方向的次声信号，并感知三个方向的振动干扰，利用互谱法在采集到的信号中提取出每个轴向上的振动干扰量，再进行滤除。

工作原理：

壳体1采用一体成型结构，三个结构相同的第一单轴次声探测模块2，第二单轴次声探测模块15和第三单轴次声探测模块16两两相互垂直地固定在壳体1上；第三单轴次声探测模块16包括空腔3、密封槽4、后极板5、支撑腔体6、膜片7、均压孔8、前腔9、进气孔10，后极板5、支撑腔体6、膜片7组装于一体，膜片7与后极板5之间保持微米级的间距，构成电容的两极；密封槽4放置密封线圈，以保证壳体1与第三单轴次声探测模块16之间具有良好的密封性；前腔9侧面均匀分布着四个进气孔10，从四个方向接收次声波引起的空气扰动，前腔9内的空气压力变化引起膜片7的振动，使得膜片7与后极板5两者间距发生变化，从而引起电容量随之变化；壳体1内部具有空腔3，用作次声传感器的后腔；当膜片7振动时，前腔9和空腔3内的空气压力都会产生变化，通过均压孔8将前腔9和空腔3的压力平衡；第三单轴次声探测模块16的低频性能取决于空腔3的腔体容积和均压孔8的孔径；其高频性能取决于前腔9与空腔3的容积比；后极板5连接信号预处理板11，将电容量进行C/V转换、放大、滤波等预处理；信号预处理板11输出三路轴向的模拟信号，经信号连接器传输至CPU板12进行数字化转换、互谱法振动干扰信号提取与滤除、数据流存储与转发；电源模块13将外部电源转换为三轴向次声传感器所需压值，壳体面板14为壳体1的面板，CPU板12和电源模块13通过壳体面板14提供对外接口。

Claims (6)

1.适用于振动环境的三轴向次声传感器，包括壳体(1)，所述壳体(1)一侧的顶端固定安装有第一单轴次声探测模块(2)，所述壳体(1)的一侧固定安装有第二单轴次声探测模块(15)，所述壳体(1)的一侧固定安装有第三单轴次声探测模块(16)，其特征在于：所述第三单轴次声探测模块(16)的内部开设有空腔(3)，所述空腔(3)的一侧外壁开设有密封槽(4)，所述空腔(3)的一侧固定安装有后极板(5)，所述空腔(3)的一侧固定安装有支撑腔体(6)，所述支撑腔体(6)一侧的顶端固定安装有膜片(7)，所述支撑腔体(6)的一侧表面开设有均压孔(8)。

2.根据权利要求1所述的适用于振动环境的三轴向次声传感器，其特征在于，所述空腔(3)一侧的顶端固定安装有前腔(9)，所述前腔(9)一侧的表面开设有进气孔(10)。

3.根据权利要求1所述的适用于振动环境的三轴向次声传感器，其特征在于，所述壳体(1)的内部固定安装有信号预处理板(11)，所述信号预处理板(11)的一侧底端固定安装有CPU板(12)。

4.根据权利要求1所述的适用于振动环境的三轴向次声传感器，其特征在于，所述壳体(1)内部的底端固定安装有电源模块(13)。

5.根据权利要求1所述的适用于振动环境的三轴向次声传感器，其特征在于，所述壳体(1)靠近第三单轴次声探测模块(16)一侧的底端固定安装有壳体面板(14)。

6.根据权利要求1所述的适用于振动环境的三轴向次声传感器，其特征在于，所述第一单轴次声探测模块(2)的结构与第三单轴次声探测模块(16)相同，所述第二单轴次声探测模块(15)的结构与第三单轴次声探测模块(16)相同。

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