[发明专利]一种综合检测地声-水声信号的压电传感器

说明书

本发明提供了一种综合检测地声‑水声信号的压电传感器，包括密闭的四方壳体，四方壳体为腔体结构，四方壳体内部设置有惯性质量球；四方壳体首尾相连的四个侧壁上均嵌设有压电陶瓷片组，四方壳体上与四个侧壁相连的其中一个前端面上设置有电荷放大器；电荷放大器用于接收并放大压电陶瓷组产生的电信号并输出电信号至外部采集设备；压电陶瓷片组包括第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片；第一压电陶瓷片靠近侧壁的外侧；第二压电陶瓷片靠近侧壁的内侧；第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间为密封的空腔结构。本发明可同时感应接收海洋中振动目标产生的沿海底传播的地震波信号和通过海水传播的声压信号。

技术领域

本发明属于传感器领域，具体涉及一种综合检测地声-水声信号的压电传感器。

背景技术

目前，检测地震波产生的地声信号多采用动圈检波器、压电式万向检波器、MEMS地震检波器等传感器，检测水声信号则采用水听器。海洋中的振动目标能同时产生地声和水声信号，使得检测设备的成本增加、设备复杂，目前常采用的地声-水声双检检波器，只是将陆用检波器和水听器简单、机械地组合在一起，成本并没有因此而减少，且设备体积较大。同时此种检波器接收的信号波片面，无法保证其准确性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种综合检测地声-水声信号的压电传感器，可同时感应接收海洋中振动目标产生的沿海底沿三维坐标轴传播的地震波信号和通过海水传播的声压信号。

本发明提供了一种综合检测地声-水声信号的压电传感器，其特征在于：它包括密闭的四方壳体和电荷放大器，四方壳体为腔体结构，四方壳体内部设置有惯性质量球；四方壳体至少四个面上嵌设有压电陶瓷片组，电荷放大器用于接收放大压电陶瓷片组产生的电信号并输出电信号至外部检测设备；每个压电陶瓷片组包括同轴放置的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片；第一压电陶瓷片靠近侧壁的外侧，第二压电陶瓷片靠近侧壁的内侧，惯性质量球受到振动后产生位移引起第二压电陶瓷片形变，用于感应地声信号；第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间形成密封的空腔结构，当第一压电陶瓷片受到水压作用后产生形变，感应水声信号。

所述四方壳体内部填充有硅油，抑制外部噪声。

所述惯性质量球与四方壳体之间存在间隙。

所述设有压电陶瓷片组的四方壳体的面上均嵌设有环形的金属骨架，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片分别设置于金属骨架的两侧，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片分别通过硅胶实现与金属骨架的两侧密封连接，金属骨架与第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片配合形成所述的空腔结构。

所述四方壳体外侧包覆有橡胶套。

所述橡胶套内部设置有翻线盘，外部接线穿连于翻线盘上；外部接线一端与电荷放大器电连接，外部接线的另一端与外部检测设备电连接。

所有压电陶瓷片组中的第二压电陶瓷片相互串联并与电荷放大器电连接；所有压电陶瓷片组中的第一压电陶瓷片相互并联的方式连接并与电荷放大器电连接。

所述四方壳体为四方壳体，四方壳体包括四个侧壁和两个端面；四个侧壁上均设置有压电陶瓷片组。

所述电荷放大器设置于四方壳体其中一个端面上。