[发明专利]一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头单元结构及电路模块结构

权利要求书

1.一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头单元结构，包括：柱形腔体1、封装胶体3、填充体4、前端预处理电路模块5、控制及信号处理模块7、供电及信号传输电缆8，其特征在于，还包括束型压电电缆传感器列阵2以及校准电路模块6。

2.根据权利1所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头单元结构，其特征在于：其中，所述束型压电电缆传感器列阵2中每条压电电缆以环形、等距、密集排列的方式，贴于柱形腔体1外侧；封装胶体3均匀覆盖于柱形腔体1，并将束型压电电缆传感器列阵2完全包裹；束型压电电缆传感器列阵2输出信号经由柱形腔体1底部开孔输入前端预处理电路模块5处理，再由控制及信号处理模块7根据校准电路模块6收集的信息进一步处理；前端预处理电路模块5、校准电路模块6、控制及信号处理模块7均由填充体4封装于柱形腔体1内。

3.一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头电路模块结构，包括：前端预处理电路模块5、控制及信号处理模块7、供电及信号传输电缆8，其特征在于，还包括束型压电电缆传感器列阵2以及校准电路模块6。

4.根据权利3所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头电路模块结构，其特征在于：其中，所述前端预处理电路模块5包括电荷放大电路列阵501、时控多路开关502、滤波及放大电路503、模数转换电路504；电荷放大电路列阵501、时控多路开关502、滤波及放大电路503、模数转换电路504依次相连接；时控多路开关502的输入信号为束型压电电缆传感器列阵2的多路输出信号。

5.根据权利3所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头电路模块结构，其特征在于：其中，所述校准电路模块6包括MEMS电子罗盘模块601、MEMS电子陀螺仪模块602、温度传感器模块603；MEMS电子罗盘模块601、MEMS电子陀螺仪模块602、温度传感器模块603的输出信号分别与控制及信号处理模块7相连接。

6.根据权利3所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头电路模块结构，其特征在于：其中，所述控制及信号处理模块7的输出控制信号与时控多路开关502相连接；信号处理模块7的输出数据信号与供电及信号传输电缆8相连接。

7.根据权利3所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头电路模块结构，其特征在于：其中，所述前端预处理电路模块5的信号处理工作流程如下：在控制及信号处理模块7控制下，时控多路开关502分时、顺序地将电荷放大电路列阵501获取的多路地声信号送至滤波及放大电路503、模数转换电路504、控制及信号处理模块7依次处理；滤波及放大电路503、模数转换电路504在同一处理周期内仅能处理一路信号；时控多路开关502每一路的开关频率为地声信号中最大信号频率的至少十倍；电荷放大电路列阵501中的每个电荷放大电路与束型压电电缆传感器列阵2中每个压电电缆一一对应。

8.根据权利3所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头电路模块结构，其特征在于：其中，所述校准电路模块6的校准工作流程如下：1）打孔安装前，由MEMS电子罗盘模块601标定出束型压电电缆传感器列阵2中某一条压电电缆所在位子为正北方向；探头单元安装于地下基岩或密实土壤后，由MEMS电子罗盘模块601检测标定位与正北方向偏差角度，并将信息输出至信号处理模块7，用于矫正探头单元所监测到的地声的方位信息；2）打孔安装前，由MEMS电子陀螺仪模块602标定探头单元底面为水平面；探头单元安装于地下基岩或密实土壤后，由MEMS电子罗盘模块603检测标定面与水平面夹角，并将信息输出至信号处理模块7，用于矫正探头单元所监测到的地声的方位信息；3）在探头单元安装于地下基岩或密实土壤后，温度传感器模块603用于检测探头单元所在地下环境的实时温度，并将信息输出至信号处理模块7，用于信号处理时的温度补偿。

9.根据权利1、3所述一种基于压电电缆传感器的大地震临震地声监测探头单元结构及电路模块结构，其特征在于：每次检测到的地声信号中，所接收地声信号强度最大的1个或2个压电电缆所在方位即为地声信号来源方向。