[发明专利]一种动圈式检波器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种动圈式检波器及其制作方法，该动圈式检波器包括：外壳、机芯和弹簧元件；在机芯底部安装自振频率范围与待检信号振动频率范围一致的弹簧元件，形成共振，加强地震波引起振动信号的强度，从而加大机芯采集振动信号的强度，扩大检波器的探测范围；另外，机芯和弹簧元件封装于外壳的内部，且弹簧元件一端连接机芯的底部，另一端连接外壳的底部，增强检波器机芯与外壳的耦合，从而也加大机芯采集振动信号的强度，进一步扩大检波器的探测范围。

技术领域

本发明涉及检波器工程应用领域，特别是涉及一种动圈式检波器及其制作方法。

背景技术

动圈式检波器是用于工程测量的专用传感器，是一种将地面振动信号转变为电信号的传感器，或者说是将机械能转化为电能的能量转换装置。在实际工程应用中通过将检波器埋于地下，将地震波引起的振动信号转换成电信号并通过电缆将电信号送入采集装置，观察振动曲线，来检测外在振动。因此采集地震波引起的振动信号大小直接决定着转换出来的电信号的强弱，从而影响着检波器探测的范围。目前市面上的动圈式检波器机芯都是直接封装于外壳中，导致机芯和外壳耦合不紧密；又因机芯和外壳耦合不紧密，使得地震振动时，外壳振动强度大于机芯振动强度，从而导致机芯采集的振动信号弱，探测范围窄。

发明内容

本发明的目的是提供一种动圈式检波器及其制作方法，在充分了解检波器的工作原理模型后，在检波器机芯底部添加自振频率与待检信号振动频率相等的弹簧元件，不仅实现增强检波器机芯与外壳的耦合，加强地震波引起振动信号的强度，而且还加大机芯采集振动信号的强度，扩大检波器的探测范围。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种动圈式检波器制作方法，所述制作方法包括步骤：

获取待检信号的振动频率范围；

制备自振频率范围与所述振动频率范围一致的弹簧元件；

将所述弹簧元件安装在动圈式检波器的机芯与动圈式检波器的外壳之间。

可选的，所述制备自振频率范围与所述振动频率范围一致的弹簧元件，具体包括：

确定所述弹簧元件的自振频率与所述弹簧元件的结构参数之间的关系式；

根据所述关系式和所述自振频率范围，计算得到所述弹簧元件的结构参数；

制备符合所述结构参数的弹簧元件。

可选的，所述结构参数包括：弹簧金属材料参数、金属材料的半径、金属材料的长度、弹簧的半径、检波器的质量和弹簧的质量。

可选的，所述根据所述关系式和所述自振频率范围，计算得到所述弹簧元件的结构参数，具体包括：

根据计算得到所述弹簧元件的结构参数；

其中，ω₁为自振频率，N为弹簧金属材料参数，r为金属材料的半径，L为金属材料的长度，R为弹簧的半径，M为检波器的质量，m为弹簧的质量。

可选的，所述制备符合所述结构参数的弹簧元件，具体包括步骤：

第一步：选料；选择与动圈式检波器匹配的材料线径，材料为合金弹簧钢的弹簧材料；

第二步：绕簧；采用冷卷工艺，选择一定长度的弹簧材料进行绕簧，制作动圈式检波器相匹配、结构为螺旋压缩的弹簧元件；其中弹簧材料的长度是根据所述关系式确定；

第三步：热处理；将冷变形后的弹簧元件在低于再结晶温度下加热；

第四步：磨端面；对热处理后的弹簧元件的截面进行端面的打磨；

第五步：倒角；使用弹簧倒角刀，去除弹簧元件上面的毛刺；

第六步：喷丸；