[发明专利]一种新型动圈检波器复合线架

说明书

本发明公开了一种新型动圈检波器复合线架，属于电磁检测传感器技术领域，该复合线圈包括两端的边骨架和中部的内骨架，两个边骨架基于轴孔配合、分别同轴安装在内骨架的两端，该方案采用了非金属材料与金属材料件的复合结构，从结构上改变了传统动圈检波器全金属材料线圈线架结构，通过合理设计金属材料和非金属材料之间的组合比例，达到调节阻尼系数的技术目的。与现有技术相比，本发明不仅保留现有全金属架的优点，而且多组线包设计能够显著提升其灵敏度，打破了动圈检波器实现高灵敏、小型化相矛盾的技术瓶颈。

技术领域

本发明属于电磁检测传感器技术领域，尤其涉及一种新型动圈检波器复合线架。

背景技术

随着技术的发展，新型的地震采集系统节点仪势必逐步取代传统的地震采集系统，而节点仪对动圈机芯的要求是：具有高的灵敏度、体积小型化、较低的内阻、合理的阻尼系数。

然而，当前动圈机芯类型众多、但可归纳成两种具有代表性的类型，一种是以保定永诚天峰的高灵敏度地震检波器（见专利申请号：201821544704.5）为代表，其灵敏度可达180v/m/s。上述动圈检波器的特点是：检波器机芯具有很高的灵敏度，采用了多组线架结构，用全铝材料制做，因而线架的体积必然偏大，致使检波器机芯体积增大，从而无法满足节点仪对检波器机芯小型化的要求；另一种以是涿州昌迪的高灵敏度、低失真地震检波器（见专利申请号：201620834575.8）为代表，其灵敏度为78.7v/m/s，这种动圈检波器的特点是，灵敏度相对偏低，国家标准的灵敏度上限为150v/m/s，线架采用了单组结构，用全铝材制做，因而体积可满足节点仪的小型化要求，但灵敏度与节点仪的要求相差甚远，以上是当前动圈机芯的现状。

针对上述问题进行分析，通常动圈机芯所选用的线架，不仅对材料的机械性能有着较高的要求，同时对材料的电性能也有着较高的要求，上述两个专利中所采用的全铝材料制做的线架，是国内外一直使用的典型线架结构和材料，在低灵敏度条件下，这种结构和材料的线架，没有突出的问题，当灵敏度提高时，线架的结构和材料就会出现了突出的矛盾，从总阻系数尼系数公式：h=h1+h2=G2/4πmf(R1+R2)+bδ HG/ρw—①式可知，h1=G2/4πmf(R1+R2) —②为电磁阻尼，式②中m为惯性体质量，G为开路灵敏度，当灵敏度G提高时，电磁阻尼系数h1会及急剧增大，因而引起总阻尼系数超差，为了抑制这种现象发生，通常是增大惯性体积质量m，使得灵敏度G的增量与惯性体m的增量接近，起到了对灵敏度G增大引起的电磁阻尼系数增大抑制作用。但惯性体质量m增大的代价是，线架的体积增大了许多，而线架体积增大又导致机芯体积变大，形成了灵敏度增大必然机芯体积增大的结构性硬伤。

另一方面，从上式①可知，涡流阻尼系数h2=bδ HG/ρw—③，从③式中可知，δ 为铝架的壁厚，b为铝架切割磁力线的宽度，G为开路灵敏度，当采用全铝架材料时，δ b的增大都会使得涡流阻尼系数h2增大，加之开路灵敏度G增大，会进一步加大h2的增大，引起总阻尼系数h超差，这也是目前所采用全铝架线架材料上存在的又一个问题，以上存在的问题，直接形成了动圈机芯追求高灵敏度、小型化的结构问题，也是动圈机芯能否满足节点仪要求的关键所在。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型动圈检波器复合线架，采用了非金属材料与金属材料件的复合结构，从结构上改变了传统动圈检波器全金属材料线圈线架结构，通过合理设计金属材料和非金属材料之间的组合比例，达到调节阻尼系数的技术目的，本发明不仅保留现有全金属架的优点，而且多组线包设计能够显著提升其灵敏度，打破了动圈检波器实现高灵敏、小型化相矛盾的技术瓶颈。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种新型动圈检波器复合线架包括两端的边骨架和中部的内骨架，两个边骨架基于轴孔配合、分别同轴安装在内骨架的两端，其中：所述边骨架的主体为圆柱壳体结构、且包括边槽骨架结构或翻边骨架结构，其中：所述边槽骨架结构采用非金属材料制成，边槽骨架结构的内壁上设置有安装轴孔，边槽骨架结构的外壁上设置有一个或多个边环槽；所述翻边骨架结构采用金属材料制成，翻边骨架结构的末端水平向外延伸形成底座；