[发明专利]基于MEMS的三轴一体化电化学地震检波器

说明书

本发明公开了一种一种基于MEMS的三轴一体化电化学地震检波器，包括：外壳，为正六面体；橡胶膜，分别覆盖在所述外壳的各个表面，且分别与各面形成容纳空间；第一流道、第二流道、第三流道，为互相垂直且垂直贯穿所述外壳表面的流道；敏感电极，分别置于所述第一流道、第二流道和第三流道内；电解质溶液，分别充满于所述第一流道、第二流道和第三流道与各所述容纳空间形成的密封腔内。本发明采用了全新的结构设计，使其更精确保证了三个轴向间的正交性；并且不需要辅助结构，减小了检波器的体积和重量，同时可使得在相同体积的检波器中实现更长长度的流道，提升了检波器的低频性能。

技术领域

本发明涉及MEMS地震检波器技术领域，尤其涉及一种基于MEMS的三轴一体化电化学地震检波器。

背景技术

地震检波器是一种检测地震波，并将地震波引起的地面机械振动转化为电信号的传感器。目前，地震检波器广泛应用于地震监测、油气勘探、建筑桥梁检测以及核爆检测等领域。

地震波的成分十分复杂，在实际应用中地震检波器需要分辨地震波的类型、方向及大小等特征，识别检测信息和干扰信息。单轴地震检波器只能检测一个方向上的地震波，得到的信息极其有限；而三轴地震检波器是由三个互相垂直的地震检波器组成，能够同时测量三个基轴方向的地震波，而且可以检测到纵波、横波和转换波，获取更加丰富的地震信息，提高检测信息的准确度。

常见的地震检波器有动圈式地震检波器、电容力平衡式地震检波器、MEMS微加速度计等。与它们相比，电化学地震检波器采用液体质量块作为惯性质量，具有工作倾角大、低频性能好、成本低等优点。基于MEMS技术的电化学地震检波器采用MEMS技术制作敏感电极，解决了传统铂网编织工艺存在的一致性差、对准难度高、成本高的缺点。现有的三轴电化学地震检波器是由三个互相垂直摆放的单轴电化学地震检波器组成，一般在基底上焊接一个稳定的互相垂直的支架以保证三个检波器之间的垂直关系。这种形式难以精确保证三个检波器之间的正交性，且体积过大，需要辅助结构，质量过大，限制了它的使用范围。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种基于MEMS的三轴一体化电化学地震检波器，以至少解决部分上述技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种基于MEMS的三轴一体化电化学地震检波器，包括：

外壳，为正六面体；

橡胶膜，分别覆盖在所述外壳的各个表面，且分别与各面形成容纳空间；

第一流道、第二流道、第三流道，为互相垂直且垂直贯穿所述外壳表面的流道；

敏感电极，分别置于所述第一流道、第二流道和第三流道内；

电解质溶液，分别充满于所述第一流道、第二流道和第三流道与各所述容纳空间形成的密封腔内。

在进一步的实施方案中，所述外壳的材料为有机玻璃。

在进一步的实施方案中，所述橡胶膜的材料为丁基橡胶。

在进一步的实施方案中，所述第一流道、第二流道和第三流道之间为相互独立或相互连通的。

在进一步的实施方案中，所述敏感电极分别在所述第一流道、第二流道和第三流道内各对称放置两个。

在进一步的实施方案中，所述敏感电极包括：

衬底层；

上绝缘层和下绝缘层，分别位于所述衬底层上下两端；

阳极，位于所述上绝缘层上端；

阴极，位于所述下绝缘层下端。