CN2833625Y - 一种压电式结构海洋地震水听器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海洋地球物理勘探、测量领域，具体是一种压电式结构海洋地震水听器。本实用新型采用压电陶瓷复合基板与共鸣圆管构成震动体作为信号接收元件，其的信号放大元件设置在信号接收元件的管状震动体内，震动体感受外界低频信号而产生电信号，通过电感放大器对信号进行处理，提高在水中来源信号的灵敏度。本实用新型不仅缩小了其使用体积，而且在一定频率范围内有效的提高了信号的灵敏度，并经过特殊防水处理，非常适合海洋勘探，或者滩涂、过渡地带、湖泊等区域的地震勘探。

Description

一种压电式结构海洋地震水听器

一、技术领域：

本实用新型涉及海洋地球物理勘探、测量领域，具体说是一种压电式结构的海洋地震水听器。

二、背景技术：

在海洋范围内的各种噪声，特别是在施工过程中因为海底地形、风浪引起的多波噪音，对海洋水听器影响比较大，因此这就需要海洋水听器对深度适应性及其灵敏度的稳定性要有较高的要求；现有的海洋水听器在一定深度条件下的灵敏度衰减程度较大，在一定的频段范围下，其对克服环境噪声的影响不足，因而在采集、接受、放大、抗噪的性能不高。

三、发明内容：

本实用新型的目的在于克服上述背景技术中存在的问题，提供一种体积小，灵敏度性能高的压电式结构的海洋地震水听器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种压电式结构海洋地震水听器，外壳内设置信号接收元件和信号放大元件；其特殊之处在于：所述的信号接收元件由压电陶瓷片1与金属基板2结合为一体的压电陶瓷复合基板和共鸣圆管3构成管状震动体5，所述的信号放大元件由电感放大器4构成；所述的信号放大元件设置在信号接收元件的管状震动体5内，信号导线通过管状震动体上的带有穿线孔的插孔9与外部导线11连接，从而构成一体式结构；所述的外壳10将外部连接的防水电缆与一体化元件的外壳构成一体。

上述的管状震动体5由内、外表面粘结有压电陶瓷的压电陶瓷复合基板与共鸣圆管构成，压电陶瓷复合基板与共鸣圆管相结合，接缝处进行密封，使其形成一个或多个空腔。

上述的信号放大元件电感放大器4是由缠绕初、次级线圈6、绕线骨架7和互感的合金材料片8构成，初级线圈与压电陶瓷复合基板连接，次级线圈通过与带有穿线孔的插孔9与外部导线11连接。

上述的外壳10的两侧上设置透声孔12，与管状震动体5的两侧对应。

上述的外壳采用聚氨酯材料。

本实用新型在整个结构中优化了接收单元，简化了放大传递单元。使整个系统组成一体，极大的减小了其体积，但是其接收信号的灵敏度性能并不降低。在一定的频段范围下，本结构也就是为克服环境噪声的影响对现有海洋检波器不足，而具有的更好的采集、接受、放大、抗噪的性能优点。

四、附图说明：

图1为本实用新型内部结构示意图；

图2为带带有穿线孔的插孔实用新型结构示意图；

图3为本实用新型的外壳示意图；

图中标号说明：

1-压电陶瓷片  2-金属基板  3-共鸣圆筒  4-电感放大器

5-震动体  6-初、次级线圈  7-绕线骨架  8-互感的合金材料片

9-带有穿线孔的插孔  10-外壳  11-外部导线  12-透声孔

五、具体实施方式：

本实用新型结构是一种压电式结构的海洋地震水听器，其作用就是将机械振动通过压电材料转化为电能，以电信号形势输出，电信号被接收设备识别，通过一系列的分析运算，得出实际的海底勘探信息。

参见图1、图2，本实用新型包括管状震动体5、电感放大器4组件，震动体动体5安装在检波器的头部，震动体由粘结压电陶瓷1的基片2和圆筒3组成，在外部塑封材料头部使水听器在水中时依靠水的压力将水听器外壳10与压电陶瓷贴紧，保证声波被压电陶瓷接收的过程中，使外壳介质中的损耗降到最低，并且外部封装采用透声材料制成，具有防水、防漏电、防碰撞的功能。电感放大器4被安装在共鸣圆筒3内，水听器在水中工作时，水压不会使电感受压，保证输出信号正常。在圆筒3的侧部，安装带有穿线环的插孔9，穿线环在孔中缠绕，外部连接导线插头可以直接插入，保证导线具有一定的抗拉力，使施工的过程中水听器不会被拉脱。为了使水听器工作在较大的深度，整个水听器的封装必须具有良好的密封性，水听器采用整体进行封装，电缆与外部塑封材料粘结在一起，防止水从电缆与外壳的接缝处渗入造成信号短路。

参见图3，通常为了保证水听器具有良好的接收信号性能，压电陶瓷片均放置在接收信号比较敏感的部位，而这些部位通常又是比较薄弱的环节，不能承受外界较大的冲击，压电陶瓷材料本身又比较脆，不能承受外界冲击，为了防止水听器在使用，运输以及储存的过程中造成损害，必须采用外部封装保护起来。所以，采用了透声材料制成的外壳10，外壳部分与连接导线11密封在一起，耐冲击，抗水压，耐盐水腐蚀，具有良好的密封性，最大限度的保护了本产品在海洋中的工作稳定。为了不影响其正常的使用，在正对压电陶瓷的接收部位开有透声孔12，保证工作正常。

本实用新型的工作过程如下：本实用新型为由压电陶瓷片1、金属基板2、共鸣圆筒3、以及电感放大器4组成为一体，压电陶瓷片粘结在金属基板上，基板与共鸣圆筒3结合，形成一个管状震动体5，电感放大器4放入腔体内固定，构成一整合体。电感放大器4是由缠绕初、次级线圈6、绕线骨架7以及互感的合金材料片8组成，震动体5在受到外界信号后，陶瓷片产生相应的电信号，电信号与电感放大器4初级线圈连接，构成一个谐振回路，电信号使电感放大器产生一感应磁场，感应磁场在互感合金材料片8作用下与次级线圈相互耦合，使次级线圈产生同谐振频率波下的感应电动势，将其以交变电压形式输出。

在整个结构中优化了接收单元，简化了放大传递单元。使整个系统组成一体，极大的减小了其体积，但是其接收信号的灵敏度性能并不降低。在海洋范围内的各种噪声，特别是在施工过程中因为海底地形、风浪引起的多波噪音，对海洋水听器影响比较大，因此这就需要海洋水听器对深度适应性及其灵敏度的稳定性要有较高的要求，在一定深度条件下有效的提高了灵敏度衰减程度，也是本结构具有的优势。在一定的频段范围下，本结构也就是为克服环境噪声的影响对现有海洋检波器不足，而具有的更好的采集、接受、放大、抗噪的性能优点。

目前世界海洋勘探正向高分辨率发展，要求检波器向高精度、宽频带方向发展。在以往的高频信号接收灵敏度低下的传感器，对低频信号的范围接受不是十分良好的基础上、结构上改进了对低频接受的能力，更加适合于海底拖曳电缆勘探施工。

Claims (5)

1、一种压电式结构海洋地震水听器，外壳内设置信号接收元件和信号放大元件；其特征在于：所述的信号接收元件由压电陶瓷片(1)与金属基板(2)结合为一体的压电陶瓷复合基板和共鸣圆管(3)构成管状震动体(5)，所述的信号放大元件由电感放大器(4)构成；所述的信号放大元件设置在信号接收元件的管状震动体(5)内，信号导线通过管状震动体上的带有穿线孔的插孔(9)与外部导线(11)连接，从而构成一体式结构；所述的外壳(10)将外部连接的防水电缆与一体化元件的外壳构成一体。

2、根据权利要求1所述的一种压电式结构海洋地震水听器，其特征在于：所述的管状震动体(5)由内、外表面粘结有压电陶瓷的压电陶瓷复合基板与共鸣圆管构成，压电陶瓷复合基板与共鸣圆管相结合，接缝处进行密封，使其形成一个或多个空腔。

3、根据权利要求1或2所述的一种压电式结构海洋地震水听器，其特征在于：所述的信号放大元件电感放大器(4)是由缠绕初、次级线圈(6)、绕线骨架(7)和互感的合金材料片(8)构成，初级线圈与压电陶瓷复合基板连接，次级线圈通过与带有穿线孔的插孔(9)与外部导线(11)连接。

4、根据权利要求1或2所述的一种压电式结构海洋地震水听器，其特征在于：所述的外壳(10)的两侧上设置透声孔(12)，与管状震动体(5)的两侧对应。

5、根据权利要求1或2所述的一种压电式结构海洋地震水听器，其特征在于：所述的外壳采用聚氨酯材料。

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