[发明专利]平行偶极线阱地震仪和振动传感器

说明书

提供了平行偶极线(PDL)阱地震仪和振动传感器。该地震仪包括：至少一个PDL阱，其具有一对偶极线磁体，以及悬浮在偶极线磁体上方的反磁性物体；以及感测系统，用于确定反磁性物体相对于偶极线磁体的位置，并根据加速度位移产生地震信号。还提供了使用本PDL阱地震仪和振动传感器来感测振动的方法。

技术领域

本发明涉及磁平行偶极线(PDL)阱(trap)系统，更具体地，涉及PDL阱地震仪和振动传感器。

背景技术

地震仪是一种测量由于地震、火山活动或其他来源产生的地震活动引起的地面运动的仪器。地震仪可用于绘制地球内部并测量这些地震活动源的大小和位置。原则上，地震仪也是振动传感器。对地震活动的分布式感测需要大量的低成本和高灵敏度地震仪。

有各种类型的地震仪可以使用，例如基于钟摆的地震仪和使用压电或微机电(MEMS)传感器的加速计。许多这些地震仪都适用于强烈运动检测。但是，低成本、弱运动检测传感器仍然缺乏。参见例如商人，“地震学中的MEMS应用”，地震仪器技术研讨会，2009年11月(Merchant,“MEMS Applications in Seismology,”Seismic InstrumentationTechnology Symposium,November 2009)(31页)。

因此，需要改进的运动检测器传感器设计。

发明内容

根据优选实施例，本发明提供了平行偶极线(PDL)阱地震仪和振动传感器及其使用技术。在本发明的一个方面，提供了一种地震仪。该地震仪包括：至少一个平行偶极线(PDL)阱，其具有一对偶极线磁体，以及悬浮在偶极线磁体上方的反磁性物体；以及感测系统，用于确定反磁性物体相对于偶极线磁体的位置。

在本发明的另一方面，提供了一种用于感测振动的方法。该方法包括：提供一种地震仪，该地震仪包括至少一个PDL阱，该PDL阱具有一对偶极线磁体，以及悬浮在偶极线磁体上方的反磁性物体；以及，确定反磁性物体相对于偶极线磁体的位置，其中PDL阱中的反磁性物体的位移对应于振动的大小。

通过参考以下详细描述和附图，将获得对本发明的更完整的理解以及本发明的进一步的特征和优点。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是说明根据本发明的一个实施例的磁平行偶极线(PDL)阱系统的图，该系统具有使用横向磁化(也称为直径)磁体捕获的反磁性圆柱形物体；

图2是表示根据本发明的一个实施例的基于被困杆(trapped rod)和PDL磁体基座的相对运动的地震信号的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的光无源感测方案的正视图；

图4是根据本发明的一个实施例的光无源感测方案的侧视图；

图5是根据本发明的一个实施例的视频无源感测方案的正视图；

图6是根据本发明的一个实施例的视频无源感测方案的侧视图；

图7是根据本发明的一个实施例的无源电容感测方案的正视图；

图8是根据本发明的一个实施例的无源电容方案的侧视图；

图9是根据本发明的一个实施例的有源(力反馈感测)方案的正视图；

图10是根据本发明的一个实施例的有源(力反馈感测)方案的侧视图；

图11是示出根据本发明的一个实施例的使用这里的基于PDL阱的地震仪和光学感测方案的振动感测的示例性方法的示意图；

图12是示出根据本发明的一个实施例的使用这里的基于PDL阱的地震仪和视频感测方案的振动感测的示例性方法的示意图；