微震传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种微震传感器。该微震传感器包括壳体以及设置在壳体内的振子模块以及动圈模块，振子模块的主振子可在导向框架内沿竖向移动，第一辅振子可在导向框架内沿水平横向移动，第二辅振子可在导向框架内沿水平纵向移动，主振子和导向框架之间设置有第一弹性件，主振子的水平横向的侧面和第一辅振子的顶侧连接，第一辅振子和壳体之间设置有第二弹性件，主振子的水平纵向的侧面和第二辅振子的顶侧连接，第二辅振子和壳体之间设置有第三弹性件；动圈模块的永磁铁的竖向一端具有开口，线圈可在开口内沿竖向移动，线圈和主振子连接，线圈通过导线连接到传感器输出线。本发明专利技术可实现微震传感器对任意方向震动的敏感性，提高震动捕获能力。

【技术实现步骤摘要】
微震传感器
本专利技术属于微震监测
，尤其涉及一种微震传感器。
技术介绍
随着工程建设水平的不断提高，以及工程围岩地质条件的逐渐复杂化，如何防治岩爆已成为地下工程面临的主要问题之一。微震监测技术作为一种切实有效的监测和预警岩爆方法，其通过监测施工过程中岩石破裂产生的微震动波，可计算岩石破裂事件发生的时间、空间和能量分布，进而对工程围岩的能量富集状态进行评估，实现岩爆的监测和预警，已广泛应用于矿山、隧道和水利水电工程建设领域。微震波的监测需要依靠微震传感器进行捕获，因此微震传感器的震动捕获能力决定了微震监测系统监测岩爆的准确性。现有微震传感器按照工作机理可分为动圈式、压电式、MEMS等，其中动圈式微震传感器出现的最早，由于结构简单可靠、成本低、性能优秀等优点，至今仍然是微震监测领域应用最广的微震传感器类型。动圈式传感器按照信号监测范围可分为单向传感器和三向传感器。三向传感器本质上是由三个单向传感器相互正交组合而成，其体积臃肿且成本高昂，故实际应用中往往作为单向传感器阵列的补充，单向传感器仍旧是微震监测传感器的主要构成。现有动圈式单向微震传感器受限于其结构，仅对单一固定方向的震动敏感。一旦震动波的传播方向与单向传感器的敏感方向不同，单项传感器的震动捕获能力就会大幅降低，即如果震动波的传播方向与传感器敏感方向正交，单向传感器甚至完全无法捕获震动，因此迫切需要对动圈式单向微震传感器进行改进。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种微震传感器，以解决现有技术中如果震动波的传播方向与传感器敏感方向正交，单向传感器甚至完全无法捕获震动的技术问题。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种微震传感器，所述微震传感器包括：壳体；振子模块，所述振子模块设置在所述壳体内，所述振子模块包括主振子、辅振子以及导向框架，所述导向框架固定设置在所述壳体内，所述主振子可在所述导向框架内沿竖向移动，所述辅振子设置有两个，两个所述辅振子分别为第一辅振子和第二辅振子，所述第一辅振子可在所述导向框架内沿水平横向移动，所述第二辅振子可在所述导向框架内沿水平纵向移动，所述主振子的竖向顶端和所述导向框架之间设置有第一弹性件，所述主振子的水平横向的侧面和所述第一辅振子的顶侧连接，所述第一辅振子的水平横向的侧面和所述壳体之间设置有第二弹性件，所述主振子的水平纵向的侧面和所述第二辅振子的顶侧连接，所述第二辅振子的水平纵向的侧面和所述壳体之间设置有第三弹性件；动圈模块，所述动圈模块设置在所述壳体内，所述动圈模块包括永磁铁以及线圈，所述永磁铁固定设置，所述永磁铁的竖向一端具有开口，所述线圈可在所述永磁铁的开口内沿竖向移动，所述线圈和所述主振子连接，所述线圈通过导线连接到传感器输出线。进一步地，所述主振子通过第一连接件和所述第一辅振子连接，所述第一连接件包括第一连接板、第一连接杆以及第二连接板，其中：所述第一连接板固定设置在所述主振子的水平横向的侧面上，所述第一连接板背向所述主振子的一侧设置有第一安装槽；所述第二连接板设置在所述第一辅振子的顶侧上，所述第二连接板背向所述第一辅振子的一侧设置有第二安装槽；所述第一连接杆的一端可转动地连接在所述第一连接板的第一安装槽中，所述第一连接杆的另一端可转动地连接在所述第二连接板的第二安装槽中。进一步地，所述主振子通过第二连接件和所述第二辅振子连接，所述第二连接件包括第三连接板、第二连接杆以及第四连接板，其中：所述第三连接板固定设置在所述主振子的水平纵向的侧面上，所述第三连接板背向所述主振子的一侧设置有第三安装槽；所述第四连接板设置在所述第二辅振子的顶侧上，所述第四连接板背向所述第二辅振子的一侧设置有第四安装槽；所述第二连接杆的一端可转动地连接在所述第三连接板的第三安装槽中，所述第二连接杆的另一端可转动地连接在所述第四连接板的第四安装槽中。进一步地，所述导向框架包括主导轨、辅导轨以及底座，其中；所述底座固定设置在所述壳体内；所述主导轨为中空长方体，所述主导轨固定安装在所述底座上，所述主振子在所述主导轨内滑动设置，所述主导轨的水平横向的一个侧面上设置有供所述第一连接板滑动的第一镂空槽，所述主导轨的水平纵向的一个侧面上设置有供所述第三连接板滑动的第二镂空槽；所述辅导轨设置有两个，两个所述辅导轨均固定安装在所述底座上，两个所述辅导轨均为中空长方体，两个所述辅导轨分别为第一辅导轨以及第二辅导轨，所述第一辅导轨固定设在所述主导轨的水平横向的侧面上，所述第二辅导轨固定设置在所述主导轨的水平纵向的侧面上，所述第一辅振子在所述第一辅导轨内滑动设置，所述第一辅导轨的顶侧设置有供所述第二连接板滑动的第三镂空槽，所述第二辅振子在所述第二辅导轨内滑动设置，所述第二辅导轨的顶侧设置有供所述第四连接板滑动的第四镂空槽。更进一步地，所述主导轨背向所述底座的一端设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺钉，所述主导轨通过所述螺钉和所述壳体固定连接。进一步地，所述第一弹性件设置在所述主导轨背向所述底座的一端和所述主振子的第一方向的一端。进一步地，所述线圈通过第三连接件和所述主振子连接，所述第三连接件包括第四连接杆、第五连接杆以及第六连接杆，其中：所述第四连接杆的一端和所述线圈固定连接，所述第四连接杆的另一端沿水平横向设置；所述第五连接杆的一端和所述第四连接杆的另一端固定连接，所述第五连接杆的另一端沿水平纵向设置，所述第五连接杆的另一端和所述第一连接件的第一连接板固定连接，所述第六连接杆的一端固定连接在所述第五连接杆的中部，所述第六连接杆的另一端沿水平纵向设置，所述第六连接杆的另一端和所述第二连接件的第三连接板固定连接。进一步地，所述壳体包括外壳以及端盖，所述外壳呈柱状，所述外壳的顶端敞口，所述外壳的顶端通过所述端盖密封连接。更进一步地，所述外壳的顶端和所述端盖通过金属胶或焊接密封连接。进一步地，所述动圈模块还包括电阻，所述线圈和所述电阻的一端连接，所述电阻的另一端通过导线连接到传感器输出线。本专利技术的有益效果至少包括：本专利技术的一种微震传感器，由于振子模块设置在壳体内，振子模块的主振子可在导向框架内沿竖向移动，第一辅振子可在导向框架内沿水平横向移动，第二辅振子可在导向框架内沿水平纵向移动，主振子的竖向顶端和导向框架之间设置有第一弹性件，主振子的水平横向的侧面和第一辅振子的顶侧连接，第一辅振子的水平横向的侧面和壳体之间设置有第二弹性件，主振子的水平纵向的侧面和第二辅振子的顶侧连接，第二辅振子的水平纵向的侧面和壳体之间设置有第三弹性件，当微震传感器工作时，任意方向传播的微震波，能够将其分解为三个相互正交的震动分量，导致分布在三个方向上的弹性件发生震动，进而带动主振子和辅振子震动。由于动圈模块的线圈和主振子连接，线圈可在永磁铁的开口内沿竖向移动，线圈和主振子连接，线圈通过导线连接到传感器输出线，因此，主振子的震动可带动线圈在永磁铁的开口内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微震传感器，其特征在于，所述微震传感器包括：/n壳体；/n振子模块，所述振子模块设置在所述壳体内，所述振子模块包括主振子、辅振子以及导向框架，所述导向框架固定设置在所述壳体内，所述主振子可在所述导向框架内沿竖向移动，所述辅振子设置有两个，两个所述辅振子分别为第一辅振子和第二辅振子，所述第一辅振子可在所述导向框架内沿水平横向移动，所述第二辅振子可在所述导向框架内沿水平纵向移动，所述主振子的竖向顶端和所述导向框架之间设置有第一弹性件，所述主振子的水平横向的侧面和所述第一辅振子的顶侧连接，所述第一辅振子的水平横向的侧面和所述壳体之间设置有第二弹性件，所述主振子的水平纵向的侧面和所述第二辅振子的顶侧连接，所述第二辅振子的水平纵向的侧面和所述壳体之间设置有第三弹性件；/n动圈模块，所述动圈模块设置在所述壳体内，所述动圈模块包括永磁铁以及线圈，所述永磁铁固定设置，所述永磁铁的竖向一端具有开口，所述线圈可在所述永磁铁的开口内沿竖向移动，所述线圈和所述主振子连接，所述线圈通过导线连接到传感器输出线。/n

【技术特征摘要】
1.一种微震传感器，其特征在于，所述微震传感器包括：
壳体；
振子模块，所述振子模块设置在所述壳体内，所述振子模块包括主振子、辅振子以及导向框架，所述导向框架固定设置在所述壳体内，所述主振子可在所述导向框架内沿竖向移动，所述辅振子设置有两个，两个所述辅振子分别为第一辅振子和第二辅振子，所述第一辅振子可在所述导向框架内沿水平横向移动，所述第二辅振子可在所述导向框架内沿水平纵向移动，所述主振子的竖向顶端和所述导向框架之间设置有第一弹性件，所述主振子的水平横向的侧面和所述第一辅振子的顶侧连接，所述第一辅振子的水平横向的侧面和所述壳体之间设置有第二弹性件，所述主振子的水平纵向的侧面和所述第二辅振子的顶侧连接，所述第二辅振子的水平纵向的侧面和所述壳体之间设置有第三弹性件；
动圈模块，所述动圈模块设置在所述壳体内，所述动圈模块包括永磁铁以及线圈，所述永磁铁固定设置，所述永磁铁的竖向一端具有开口，所述线圈可在所述永磁铁的开口内沿竖向移动，所述线圈和所述主振子连接，所述线圈通过导线连接到传感器输出线。


2.根据权利要求1所述的微震传感器，其特征在于，所述主振子通过第一连接件和所述第一辅振子连接，所述第一连接件包括第一连接板、第一连接杆以及第二连接板，其中：
所述第一连接板固定设置在所述主振子的水平横向的侧面上，所述第一连接板背向所述主振子的一侧设置有第一安装槽；
所述第二连接板设置在所述第一辅振子的顶侧上，所述第二连接板背向所述第一辅振子的一侧设置有第二安装槽；
所述第一连接杆的一端可转动地连接在所述第一连接板的第一安装槽中，所述第一连接杆的另一端可转动地连接在所述第二连接板的第二安装槽中。


3.根据权利要求2所述的微震传感器，其特征在于，所述主振子通过第二连接件和所述第二辅振子连接，所述第二连接件包括第三连接板、第二连接杆以及第四连接板，其中：
所述第三连接板固定设置在所述主振子的水平纵向的侧面上，所述第三连接板背向所述主振子的一侧设置有第三安装槽；
所述第四连接板设置在所述第二辅振子的顶侧上，所述第四连接板背向所述第二辅振子的一侧设置有第四安装槽；
所述第二连接杆的一端可转动地连接在所述第三连接板的第三安装槽中，所述第二连接杆的另一端可转动地连接在所述第四连接板的第四安装槽中。


4.根据权利要求3所述的微震传感器，其特征在于，所述导向框架包括主导轨、辅导轨以及底座，其中；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳瑞，王旭，王睿，朱新豪，李涛，魏凡博，王庆，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，川藏铁路有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42