[发明专利]声波检测设备和声波源定位系统

权利要求书

1.一种声波检测设备，包括被设计为提供检测信号的压电换能器（18），所述声波检测设备的特征在于还包括声学谐振器（12），该声学谐振器（12）具有谐振频率并包括：

－具有自由表面（35）的谐振体（42；57），该自由表面（35）被设计为贴靠在基板（44）上，在所述基板（44）中要传播具有包括所述谐振器的谐振频率的频谱的地震声波，以使得所述地震声波经由该自由表面（35）使所述声学谐振器（12）谐振，和

－传声器膜（40；56），被设计为在具有包括所述谐振器的谐振频率的频谱的空中声波的作用下振动，以使得所述空中声波经由所述传声器膜（40；56）使所述声学谐振器（12）谐振，

所述压电换能器（18）固定到所述声学谐振器（12）上以使得所述压电换能器（18）一方面当所述声学谐振器（12）在地震声波的作用下谐振时产生第一检测信号分量，另一方面当所述声学谐振器（12）在所述空中声波的作用下谐振时产生第二检测信号分量。

2.如权利要求1所述的声波检测设备，其中，所述声学谐振器（12）包括谐振盘（14；52），所述谐振盘（14；52）包括：

－恒定厚度的环形外周部分（34），所述压电换能器（18）至少部分地固定到所述环形外周部分（34）上，和

－包括传声器膜（40；56）的圆形中央部分（36；54）。

3.如权利要求2所述的声波检测设备，其中，所述压电换能器（18）包括至少固定到所述谐振盘（14；52）的环形外周部分（34）上的环形压电元件。

4.如权利要求2或3所述的声波检测设备，其中，所述谐振盘（14）的圆形中央部分（36）具有从其外周直到其中心递减的厚度。

5.如权利要求1－4中任一项所述的声波检测设备，包括布置在所述声学谐振器（12）中并部分地由所述传声器膜（40；56）限定的腔（38；55）。

6.如权利要求2和5所述的声波检测设备，其中，所述谐振盘（52）的圆形中央部分（54）具有小于所述环形外周部分（34）的厚度的恒定厚度，以使得所述腔（55）是柱状。

7.如权利要求1－6中任一项所述的声波检测设备，其中，

－所述压电元件（20）具有相对于中心轴线（A）的轴向对称以及相对于中心轴线（A）的径向模式下的基本谐振频率，和

－所述声学谐振器（12）具有相对于中心轴线（A）的轴向对称以及小于所述压电元件（20）的基本谐振频率的相对于中心轴线（A）的径向模式下的基本谐振频率。

8.如权利要求7所述的声波检测设备，其中，所述声学谐振器（12）的基本谐振频率介于1千赫兹和10千赫兹之间。

9.如权利要求1－8中任一项所述的声波检测设备，其中，所述声学谐振器（12）由单体部件构成。

10.一种声波源定位系统，包括：

－基板（72），在基板（72）中要传播地震声波，

－至少两个根据权利要求1－9中任一项所述的声波检测设备（74A，74B，74C，74D），所述声波检测设备的自由表面贴靠在所述基板（72）上，以及

－处理单元（76），处理由所述声波检测设备提供的检测信号，所述处理单元被设计为通过基于所提供的检测信号计算差分传送时间来定位声波发射源（78）。