[发明专利]微电子机械系统次声传感器阵列遥感勘测系统

说明书

技术领域

本发明涉及遥感勘测领域中的一种基于微电子机械系统技术的次声波传感器阵列系统，特别涉及到一种具有成本低、环境适应性强、精度稳定性高、快速反应能力强、大规模覆盖程度高的微电子机械次声传感器阵列遥感勘测系统。

背景技术

遥感勘测技术是现代工业的基础组成部分，大规模勘测系统的优劣对大型油气田及煤层气资源开发、地震监测地质结构测绘等国家能源和土地安全问题有着决定性的影响。遥感勘测系统的准确性、快速反应能力、大规模覆盖程度是能源和土地安全问题的基石。当前的遥感技术主要利用电磁、光学、超声和热力学等测量手段来对相关的地球物理参数进行统计分析。然而遥感勘测传感器网络系统的价格昂贵、环境适应能力差、快速反应能力低，这些缺点成为了传感器网络大规模勘测系统设计的瓶颈和难点。然而随着航空航天技术和无线通信的发展，传感器器件的小型化、规模化和集化成已经成了遥感勘测技术发展的必然趋势，一种新型微电子机械次声传感器阵列遥感勘测系统的发明呼之欲出。

发明内容

本发明的目的就是针对传统传感器网络遥感勘测系统的高昂价格、环境适应能力差、快速反应能力低、难于集成、难于小型化的缺陷和技术上的不足，提供一种具有成本低、环境适应性强、精度稳定性高、快速反应能力强、大规模覆盖程度高的微电子机械次声传感器阵列遥感勘测系统。

实现上述发明目的采用以下技术方案：一种微电子机械次声传感器阵列遥感勘测系统，包括超低频声波集束发射系统、微电子机械频率耦合传感器阵列、模数转换数据传输网络、扫描定向控制系统、数据分析系统和数据检测控制系统六个部分，所述的数据检测控制系统为控制中枢，该系统通过控制指令对扫描定向控制系统进行控制，所述扫描定向控制系统接受数据检测控制系统的指令对超低频声波发射系统和微电子机械频率耦合传感器阵列进行控制，同时将反馈信息传递给数据分析系统，超低频声波集束发射系统向地质结构发射检测声波，地质结构将反射接收到的检测声波传给微电子机械频率耦合传感器阵列；微电子机械频率耦合传感器阵列对反射声波进行接收并进行低频信号混频耦合，将低频信号转化成为高精度的中频频率信号，同时将测量频率耦合信号传递给模数转换数据传输网络；模数转换数据传输网络对测量信号进行模拟数字信号转换，同时将测量数据传输给数据分析系统，数据分析系统接受数据检测控制系统对数据控制的指令要求，同时与数据检测控制系统进行信息交换，将分析数据结果传递给数据检测控制系统，将扫描定向控制系统的反馈信息传递给数据检测控制系统。

本发明的优点是：

1、对大型油气田及煤层气资源开发、地震监测地质结构测绘等国家能源和土地安全的重大问题提供了一种大规模系统勘测手段。勘测系统测试速度快、快速反应能力强、数据传输质量高、系统安全性高、大规模覆盖程度高。

2、本系统建设周期短、长期投资小、维护容易、模块集成化程度高、传感器阵列升级更新简单、动态工作能力强、适应复杂的地质勘探条件、环境适应能力强、可在高温高压高辐射条件下工作。

3、本系统利用次声波进行勘测，测试波长、穿透力强、抗干扰能力强、适合大规模勘探测量。

4、本系统传感器体积小、能耗低、易于小型化、易于微电子芯片集成、易于系统封装、易于屏蔽、抗高频辐射性能好。

5、本系统相位噪声小、系统温度漂移小、传感器不易老化、长程稳定性好、阵列多点测量、系统精确性高、勘测信息失真小。

6、本发明功能强大，可以完成地质图谱分析、地质结构三维成像、地质资源勘探、地层结构对比分析、地质活动跟踪监测、地质灾难预警、阵列数据差模提取、非勘测信号测量和地质灾难检测等多项勘测任务。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是超低频声波集束发射系统与微电子机械频率耦合传感器阵列结构俯视示意图。

图3是超低频声波集束发射系统与微电子机械频率耦合传感器阵列结构侧视示意图。

图4是微电子机械频率耦合传感器示意图。

图5是扫描定向控制系统示意图。

图6是模数转换数据传输网络示意图。

图7是数据分析系统示意图。

图8是数据检测控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图详述本发明的系统构成和勘测方法：