本發(fā)明屬于地球物理勘探與測量領域，涉及一種疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器。

背景技術(shù)：

地震勘探法是目前勘探石油和天然氣的主要手段，同時也是其他礦產(chǎn)資源勘探的重要方法，并廣泛應用于工程勘察和地質(zhì)災害預測等方面。在地震勘探中用來采集地震信息并將震動信息轉(zhuǎn)換成適合于記錄儀器需要的電信號的裝置，稱為地震檢波器。

目前國內(nèi)外使用最多的是利用電磁感應原理做成的活動線圈式地震檢波器。受其原理和結(jié)構(gòu)的限制，這種檢波器的靈敏度低、分辨率低、動態(tài)范圍小和抗干擾能力差。為了提高活動線圈式地震檢波器的靈敏度和信噪比，通常都是把許多檢波器并串聯(lián)在一起組合使用。這不僅給施工增加了勞動強度，降低了生產(chǎn)效率，還降低了勘探分辨率。由于檢波器與采集站之間傳送的是模擬信號，模擬信號在電纜上傳送中會產(chǎn)生衰減，這不利于對弱小有效信號的檢測，同時，還容易受外界電磁波干擾?；顒泳€圈式地震檢波器里的磁鐵在撞擊和高溫的環(huán)境下容易退磁，也是這種檢波器壽命短和性能不穩(wěn)定的重要原因。

中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所和西安海豐傳感技術(shù)發(fā)展有限責任公司研制了陸用壓電地震數(shù)字檢波器；國外的MEMS數(shù)字檢波器已經(jīng)廣泛應用。以上數(shù)字檢波器共有的不足是靈敏度低，難以接收遠道和深層的微弱信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明目的在于提供一種高靈敏度的疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器，由疊層納米壓電加速度地震檢波器和地震數(shù)據(jù)采集站組成；

所述疊層納米壓電加速度地震檢波器包括基座、疊層納米壓電器件、質(zhì)量體、阻抗變換電路板、外殼、電源引線和信號引線：在基座上從下往上依次安裝疊層納米壓電器件和質(zhì)量體，基座、疊層納米壓電器件和質(zhì)量體剛性連接為一體后裝入外殼的內(nèi)腔下端，阻抗變換電路板裝在外殼的上端，外殼兩端封口，使基座、疊層納米壓電器件、質(zhì)量體和外殼成為剛性連接，電源引線和信號引線焊接在阻抗變換電路板相應的焊點上；

地震數(shù)據(jù)采集站包括上殼體、大線插頭、地震數(shù)據(jù)采集站電路板、下殼體和尾椎：大線插頭設置在下殼體與上殼體之間，疊層納米壓電加速度地震檢波器安裝在下殼體下端腔體內(nèi)，地震數(shù)據(jù)采集站電路板安裝在下殼體內(nèi)的上端，上殼體和下殼體密封連接。

進一步，所述的地震數(shù)據(jù)采集站電路板包括依次連接的輸入濾波器，A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)預處理電路以及數(shù)據(jù)傳輸管理和通信電路，疊層納米壓電加速度地震檢波器檢測到的地震信號通過信號引線送入輸入濾波器，輸入濾波器輸出的信息依次傳送給A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)預處理電路、數(shù)據(jù)傳輸管理和通信電路，通信電路輸出的數(shù)據(jù)通過連接到大線上的大線插頭經(jīng)大線傳送給地震儀主機。

進一步，螺柱從基座的下端中心孔穿入通過疊層納米壓電器件擰在有螺孔的質(zhì)量體上，將基座、疊層納米壓電器件和質(zhì)量體剛性連接為一體。

進一步，所述下殼體外面最下端的螺孔內(nèi)安裝有尾椎。

進一步，所述疊層納米壓電加速度地震檢波器的靈敏度不小于1.5V/0.01g。

本發(fā)明的疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器，由疊層納米壓電加速度地震檢波器和地震數(shù)據(jù)采集站組成；一體化的結(jié)構(gòu)避免了模擬信號在電纜上傳送時的衰減，并具有高抗外界電磁干擾能力，有利于對弱信號的檢測，同時，也不再需要單獨給壓電檢波器供電。

疊層納米壓電加速度地震檢波器的結(jié)構(gòu)中沒有彈性器件和阻尼器件，質(zhì)量體、疊層納米壓電器件、基座和外殼剛性連接在一起，它是一種高保真度的地震檢波器。而在其他類型的地震檢波器中的彈性器件和阻尼器件的非線性就產(chǎn)生了采集信號的波形畸變，即產(chǎn)生了失真。

【附圖說明】

圖1.疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器原理框圖；

圖2.疊層納米壓電加速度地震檢波器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3.疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-電源引線；2-信號引線；3-阻抗變換電路板；4-外殼；5-質(zhì)量體；6-疊層納米壓電器件、7-螺柱；8-基座；9-上殼體；10-大線插頭；11-地震數(shù)據(jù)采集站電路板；12-下殼體；13-疊層納米壓電加速度地震檢波器；14-尾椎。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

如圖3所示，本發(fā)明的疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器，由疊層納米壓電加速度地震檢波器和地震數(shù)據(jù)采集站組合而成，其意義在于很容易把現(xiàn)有的和正在生產(chǎn)中使用的各種型號的地震數(shù)據(jù)采集站改造成為壓電加速度數(shù)字地震檢波器。

所述疊層納米壓電加速度地震檢波器13的靈敏度不小于1.5V/0.01g。

如圖2所示，疊層納米壓電加速度地震檢波器由電源引線1、信號引線2、阻抗變換電路板3、外殼4、質(zhì)量體5、疊層納米壓電器件6、螺柱7和基座8等組成?；?上從下往上依次安裝疊層納米壓電器件6、質(zhì)量體5后，從基座8下面的中心孔插入螺柱7穿過疊層納米壓電器件6擰入質(zhì)量體5的螺孔內(nèi)，裝入外殼4內(nèi)的下端，阻抗變換電路板3安裝在外殼4的上端，然后外殼4兩端封口。質(zhì)量體5、疊層納米壓電器件6、基座8和外殼4成為剛性連接，電源引線1和信號引線2分別焊在阻抗變換電路板3相應的部位上。

如圖3所示，地震數(shù)據(jù)采集站包括上殼體9、大線插頭10、地震數(shù)據(jù)采集站電路板11、下殼體12和尾椎14:大線插頭10設置在下殼體12與上殼體9之間，下殼體12頂部與上殼體9下部密封連接在一起，疊層納米壓電加速度地震檢波器13安裝在下殼體12下端腔體內(nèi)，地震數(shù)據(jù)采集站電路板11安裝在下殼體12的上端。

為了使疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器和大地緊密牢靠地結(jié)合在一起，便于接收有效地震信息，在地震檢波器下殼體12外面最下端的螺孔內(nèi)擰入上端有螺紋的尾椎14，以便把地震檢波器的整體牢靠地插在地面上。

新研制的疊層納米壓電加速度地震檢波器的靈敏度有了大幅度的提高，檢波器靈敏度大幅度的提高能使勘探中大大地減少炸藥的用量，既節(jié)約了勘探成本，又減少了炸藥爆炸對大氣環(huán)境的污染和對地層的破壞。

疊層納米壓電加速度地震檢波器和地震數(shù)據(jù)采集站組合成一體后，不需要再單獨給壓電地震檢波器供電，而且避免了模擬信號在電纜上的傳送，防止了有效信號在電纜上傳送中的衰減，并提高了檢波器抗外界電磁干擾的能力，有利于對弱小信號的檢測。

本發(fā)明裝置用于人工地震勘探中的信號采集，由兩部分組成：疊層納米壓電加速度地震檢波器和地震數(shù)據(jù)采集站。與“陸用壓電地震數(shù)字檢波器”、“MEMS地震數(shù)字檢波器”相比較，用“疊層納米壓電器件”做成的壓電地震數(shù)字檢波器的靈敏度有了大幅度的提高。檢波器靈敏度大幅度的提高能使勘探中大大地減少炸藥的用量，既節(jié)約了勘探成本，又減少了炸藥爆炸對大氣環(huán)境的污染和對地層的破壞。

疊層納米壓電加速度地震檢波器可以和任意型號、任意生產(chǎn)廠的地震數(shù)據(jù)采集站組合在一起成為“疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器”，它的意義在于很容易把現(xiàn)有的和正在生產(chǎn)中使用的各種型號的地震數(shù)據(jù)采集站改造成為“疊層納米壓電加速度數(shù)字地震檢波器”。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。