[发明专利]振动监测器及地震振动监测装置

说明书

技术领域

本发明属于微纳电子技术领域，具体涉及一种监测地震的振动信号的振动监测器及地震振动监测装置。

背景技术

在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，尤其是振动检测方面，然而现有的振动监测器，例如专利US20090195243公开的传感器，包括悬梁臂、设于所述悬梁臂上的磁铁和检测所述磁铁引起的振动信号的GMR检测单元，震动时悬臂梁的左右摆动带动磁铁的移动，产生变化磁场,通过巨磁阻(GMR，Giant Magneto Resistive)感应此变化从而输出振动信号，以检测相应的振动信号，由于所述悬臂梁的共振频率高，容易限制影响磁传感器的灵敏度，如果将悬臂梁做得太细以降低其共振频率，则易发生变形，同时也会不可避免的造成悬臂梁的扭曲形变，带来检测误差，而且上述传感器结构复杂、装配困难且成本高。因此，急需一种可解决上述问题的检测精度高、结构简单的振动传感器。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动监测器，该振动监测器结构简单且检测精度高。

本发明的另一目的是提供一种地震振动监测装置，该地震振动监测装置用于检测地震的振动信号，结构简单且检测精度高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种振动监测器，包括基体、弹性板、振动传感部和安装于所述弹性板上的振子，所述弹性板的周沿支撑于所述基体上，所述基体具有中空结构并为所述弹性板提供运动空间，受到震动时所述弹性板沿垂直所述弹性板的方向运动并带动所述振子运动，所述振动传感部感应所述弹性板的运动而产生振动信号。

与现有技术相比，本发明所述弹性板沿其轴向振动，共振频率低，弹性系数小，对微小振动也十分灵敏，检测灵敏度高且结构简单成本低，使得本发明所述振动监测器可通过该弹性板感应到微小的振动，从而产生振动信号，检测精度高，适用性广。

较佳地，所述振动传感部包括安装于所述弹性板上的压电片，受到震动时所述压电片随所述弹性板动作变形而产生电能，从而形成所述振动信号。具体地，所述压电片由若干条状PZT压电片连接而成，若干所述条状PZT压电片沿所述弹性板的中心处呈放射状分布。

具体地，所述弹性板包括板面相对的第一弹性板和第二弹性板，所述压电片安装于所述第一弹性板上，所述振子包括位于第一弹性板和第二弹性板之间的第一振子，所述第一振子安装于第一弹性板和/或第二弹性板上并受所述第一弹性板和第二弹性板的振动而运动。其中，所述第一振子的一端安装于所述第一弹性板上时，另一端也可以安装于所述第二弹性板上或者与所述第二弹性板相抵触或者临近所述第二弹性板(即与所述第二弹性板具有一个较小的距离)，受到震动时所述第一弹性板和第二弹性板沿其轴线振动并带动所述第一振子运动，且在第一振子的作用下，不但使得第一弹性板和第二弹性板产生联动，而且增加了第一弹性板和第二弹性板的振动幅度，检测精度高。当然，所述第一振子的一端也可以安装于所述第二弹性板上，另一端与所述第一弹性板相抵触或者与所述第一弹性板之间具有较小的距离，其工作原理与上一方案相似。其中，所述第一振子可以有一个也可以由多个，可以分布于所述弹性板的中心处，也可以位于所述弹性板的弹性臂处。

更具体地，所述弹性板还包括与所述第一弹性板的板面相对的第三弹性板，所述振子包括位于所述第三弹性板与第一弹性板之间的第二振子，所述第二振子安装于所述第三弹性板和/或第一弹性板上，并受所述第一弹性板和第三弹性板的振动运动。其中，所述第二振子的一端可以安装于所述第一弹性板上时，所述第二振子的另一端安装于所述第三弹性板上或者与所述第三弹性板相抵触或者临近所述第三弹性板，受到震动时，所述第一弹性板和第三弹性板沿其轴线振动并带动所述第二振子运动，所述第二振子在受所述第一弹性板和第三弹性板的振动而运动，而所述第二振子的影响下产生联动并有效增加其所述第一弹性板和第三弹性板的振动幅度，检测精度高。当然，所述第二振子也可以一端安装于所述第三弹性板上，另一端与所述第一弹性板相抵触或者与所述第一弹性板之间具有较小的距离，其工作原理与上一方案相似。

其中，所述基体包括第一基体和第二基体，所述第一基体的下端面与所述第二基体的上端面相对，所述第一弹性板安装于所述第一基体和第二基体之间，所述第三弹性板安装于所述第二基体下端面，所述第二弹性板安装于所述第一基体上端面。当然，所述基体也可以为仅有一个，此时，所述第一弹性板的边沿支撑于所述基体的中间部位，所述第三弹性板支撑于所述基体的下端，所述第二弹性板支撑于所述基体的上端。