[发明专利]一种压电式加速度型检波器机芯

说明书

本发明公开了一种压电式加速度型检波器机芯，包括基座、传感器安装架、压电传感器叠片组、质量块、锁紧筒、外壳、线路板和顶盖。传感器安装架垂直安装于基座上，由锁紧筒将质量块、压电传感器叠片组紧固在传感器安装架上；线路板安装于传感器安装架上部，通过导线连接顶盖上引线端子和压电传感器叠片组电极，以获取电源进行信号处理和输出信号；外壳将基座、传感器安装架和顶盖封闭成一个整体。该检波器机芯没有任何弹簧机构，具有结构简单、坚固耐用、灵敏度高、频率特性好、安装调试方便的特点，可以实现勘探领域所需的地震检波器技术指标，满足勘探施工需要。

技术领域

本发明属于地震勘探领域，具体涉及一种压电式加速度型检波器机芯。

背景技术

检波器是地震勘探领域不可缺少的基础器件，直接影响地震波的测量与采集，目前业内使用的地震检波器主要以速度型动圈式机芯为主。传统的动圈式机芯由于自身结构的特点，低频截止频率难以做低，多在10Hz以上，同时假频较低，一直是物探领域的诟病。

业内已有的压电式检波器机芯结构多为以质量块、弹性铜片与压电陶瓷片组成的加速度型传感器，以质量块压迫弹性铜片带动压电陶瓷片弯曲形变产生电信号。由于质量块与弹性铜片组成了一个弹性体，其性能指标不仅取决质量块重量和压电陶瓷片性能，也受弹性铜片影响，其原始灵敏度、低频截止频率、共振频率指标和耐冲击性改善变得困难，往往改善其中的一个指标，另外的指标就会明显变差，因此这款压电式检波器虽诞生多年，却难以推广。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种没有任何弹簧机构的压电式加速度型检波器机芯。

本发明的技术方案是：一种压电式加速度型检波器机芯，由基座、传感器安装架、压电传感器叠片组、质量块、锁紧筒、外壳、顶盖、线路板组成，传感器安装架垂直安装在基座上，由锁紧筒将质量块、压电传感器叠片组紧固在传感器安装架上；线路板安装在传感器安装架上部，通过导线连接压电传感器叠片组电极和顶盖上引线端子；外壳将基座、传感器安装架和顶盖封闭成一个整体。

按上述方案，所述检波器机芯为固态结构，没有任何弹簧机构。

按上述方案，所述压电传感器叠片组由金属电极和压电陶瓷片依次叠加而成，有2组及以上，结构性能完全相同；信号引出方式分为1路和2路两种引出方式，分别采用1路线路板和2路差动式线路板进行信号调理。

按上述方案，所述传感器安装架和质量块径向均有2个及以上相互对应的安装面，用于安装压电传感器叠片组；质量块根据安装面数量从端面沿中心对称切开，形成分瓣式结构；质量块有效重量为质量块与锁紧筒重量和，由锁紧筒通过压紧力将质量块、压电传感器叠片组紧紧的压在传感器安装架上。

按上述方案，所述线路板通过导线连接压电传感器叠片组电极，获取传感器信号进行处理，并通过导线连接到顶盖上引线端子，以获取电源和输出信号。

按上述方案，所述顶盖是接线电路板，用于上盖密封，通过顶盖上引线端子连接外部电源、信号电缆和线路板。

与现有技术相比，本发明的检波器具有以下优点：

本发明提供的检波器机芯为固态结构，没有任何弹簧机构，具有结构简单、坚固耐用的特点。

本发明提供的检波器机芯将来自外部的纵向振动通过质量块以切变力形式作用在压电传感器叠片组上，各片压电陶瓷片产生的电荷通过电极并联成总电荷；来自横向的振动只能通过压力作用在压电陶瓷片上，这个力不仅与压电陶瓷片的敏感方向不一致，也远小于锁紧筒通过压紧力，故产生的信号极小。因此，不仅大大提高了纵向灵敏度，也改善了横向灵敏度指标，形成了高灵敏度、极低的低频截止频率和较高的共振频率理想的检波器机芯，其性能不仅超过了传统的动圈式检波器，也直追数字式检波器，并且拥有成本优势。