[发明专利]一体化三轴电化学地震检波器及其检测方法

权利要求书

1.一种一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，包括：

外壳，其具有至少三个上下贯穿的流道；

弹性膜，分别覆盖所述外壳的上、下端，与所述外壳一起形成一密闭的空间；

敏感单元，分别设置在所述至少三个上下贯穿的流道中；

电解质溶液，密封在由所述外壳、弹性膜及敏感单元形成的腔室中，在所述敏感单元的电极表面流动；以及

流阻块，设置在所述外壳与覆盖其上端的弹性膜之间，用于将各流道间隔开。

2.根据权利要求1所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述流阻块通过胶体与所述外壳及其上端的弹性膜粘结，将所述外壳分隔成对称的四个区域，阻挡所述电解质溶液的流动。

3.根据权利要求2所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述流道为四个，分别位于分隔成的四个区域内，四个流道的中心在所述外壳中排列成正方形，所述正方形中心与所述外壳的中心重合。

4.根据权利要求2所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述流道为三个，分别位于所述四个区域的其中三个区域内，三个流道的中心在所述外壳中排列成等腰直角三角形，所述等腰直角三角形的斜边中心与所述外壳的中心重合。

5.根据权利要求3所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述流阻块的数量为两个，相互垂直排列设置，每个流道中心到达流阻块的垂直距离相等。

6.根据权利要求1所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述敏感单元包括：

绝缘层，其包括基底和该基底表面的氧化层；以及，

电极层，形成于所述绝缘层的上、下表面；

其中，所述敏感单元具有多个流道孔，所述电解质溶液可从所述流道孔中流过。

7.根据权利要求6所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述敏感单元采用MEMS工艺制作，所述电极层通过溅射工艺制备，所述流道小孔采用深反应离子刻蚀形成。

8.根据权利要求1所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述外壳为有机玻璃外壳；所述弹性膜的材质为丁基橡胶；所述电解质溶液为碘化钾和碘单质的混合溶液、溴化物和溴单质的混合溶液，或包含二价铁离子和三价铁离子的混合溶液其中之一；所述流阻块的材质为隔水塑料。

9.根据权利要求1所述的一体化三轴电化学地震检波器，其特征在于，所述外壳分为上、下壳，二者形状相同，通过橡胶O型环连接，所述外壳通过钢圈与所述弹性膜连接，形成密闭空间。

10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的一体化三轴电化学地震检波器进行检测的方法，包括：

在阳极和阴极之间施加工作电压，电解质溶液中的离子在电极表面发生电化学反应，产生电荷交换，从而形成电流；

当地震检波器受到地震波的振动时，相当于受到一个加速度的作用，电解质溶液内部产生对流，改变电解质溶液的离子浓度分布和速度场，影响电极处的反应速率，从而使阴极的输出电流发生改变；

所述三轴电化学地震检波器中，由于电极的对称排列，对于x轴、y轴两个轴向的振动，沿x轴纵向排列的两个流道中液体流动方向相反，沿y轴纵向排列的两个流道中液体流动方向相反，流道中敏感单元的输出电流呈相反变化，对于z轴振动，所述流道的纵向全部沿z轴展开，因此对于z轴的振动响应相同；

将阴极输出的电流信号通过电路中的电阻转化为电压信号，将沿检测轴向纵向分布的敏感单元输出结果差分解耦输出，通过检测这个差分解耦输出，以完成对地震波的检测。