[实用新型]一种孔中MEMS加速度传感器及电控耦合装置

说明书

本实用新型一种孔中MEMS加速度传感器及电控耦合装置，包括传感器圆柱体、传感器电路和电控耦合电路，所述传感器圆柱体为不锈钢外壳，外壳外壁设有三个相同的用于安装耦合片的凹槽，传感器圆柱体一侧设有尖锥，所述传感器电路和电控耦合电路通过电源与信号接口与地震勘探仪器连接，且装配在传感器圆柱体内。所述传感器电路包括：信号调控电路和MEMS加速度传感器，信号调控电路与MEMS加速度传感器相连接；所述电控耦合电路包括：电磁控制电路和耦合片，电磁控制电路与耦合片相连接。本实用新型传感器体积小，容易安装于孔中，通电时耦合片撑开，顶住孔壁，耦合良好；断电时耦合片收缩，容易退出钻孔，使用灵活方便。

技术领域

本实用新型属于地震勘探中孔中传感器的技术领域，具体涉及一种孔中MEMS加速度传感器及电控耦合装置。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，交通建设和矿山开采等工作量不断增加，如隧道桥梁的施工和煤矿的生产在整个实施过程中承担的事故风险越来越大，灾害事故陆续发生，轻则造成巨大经济损失，重则造成重大人员伤亡事故。为了保证整个作业过程的安全，实施前必须利用物探方法来提前预报预测是否存在地质异常构造。采用物探方法必然用到各种各样的传感器，孔中加速度传感器也是重要组成部分。传感器质量的好坏关系到物探是否成功的关键环节之一。

孔中加速度传感器是众多物探传感器中探测范围最广的设备之一，特别在隧道超前探测、桥梁桥墩探测、地铁探测以及煤矿安全探测等有着举足轻重的作用。但是，传统的孔中加速度传感器一般采用晶体或陶瓷材料制作，这些传感器体积大，在施工中所钻的孔径大，难于安装。传感器与孔壁的耦合一般使用炮泥或石膏填埋，由于地震波通过炮泥或石膏衰减程度大，这种耦合方式不理想。另外，这种传感器无法在本体内集成滤波和放大，而其微弱信号要经过较长的线缆到达勘探仪器，易受到外界干扰。

为解决孔中加速度传感器体积大难安装、难耦合、信号衰减大且易受干扰的问题，近几年来，一些公司采用石英材料制作孔中加速度传感器，虽然体积有所减小，但还是不够理想。传感器与孔壁之间采用气囊充气进行耦合，改善了耦合效果，但由于气囊在现场需要充气装置而带来不便，同时气囊存在弹性，施工探测时产生微微振动，影响地震波传输，达不到理想效果。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，提供一种内置信号调理、体积小易安装、耦合效果佳的孔中MENS加速度传感器及电控耦合装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种孔中MEMS加速度传感器及电控耦合装置，包括：传感器圆柱体、传感器电路和电控耦合电路，所述传感器圆柱体为不锈钢外壳，外壳外壁设有三个相同的用于安装耦合片的凹槽，传感器圆柱体一端设有尖锥，另一端设有电源与信号接口；所述传感器电路和电控耦合电路通过电源与信号接口与地震勘探仪器连接，且装配在传感器圆柱体内。所述传感器电路包括：信号调控电路和MEMS加速度传感器，信号调控电路与MEMS加速度传感器相连接；所述电控耦合电路包括：电磁控制电路和耦合片，电磁控制电路与耦合片相连接。

本实用新型中，所述的信号调控电路包括：放大电路和滤波电路。所述的MEMS加速度传感器的三路输出口S31、S32和S33分别与滤波电路的三路输入口L11、L12和L13连接；所述的滤波电路的三路输出口L21、L22和L23分别与放大电路的三个输入口F11、F12和F13连接；放大电路的三个输出口F21、F22和F23汇接于信号调控电路的连接端口S1；所述的电磁控制电路的三个控制端D21、D22和D23分别与第一耦合片的端口D31、第二耦合片的端口D32和第三耦合片的端口D33连接；在电磁控制电路中，三个控制端D21、D22和D23汇接于连接端口D1；