专利名称：钢管音响计数式地声探测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种地震预测测试装置。
常规地声探测法是采用废弃的地质勘控井孔，经过适当防干扰处理后，用地声探测仪探测在地震孕育过程中，在地应力作用下产生的岩石微破裂原始声发射，企图利用这种地声信号来探索预测地震的可能性，但此种方法不能确切得到与地震相关的前兆信息，地声探测仪所用测声探头均为沉于井孔水下的水听器型传声器，由于其输出阻抗很高，因而必须采用高输入阻抗的前置放大器，故噪音较高，其输出信号有监听、监视、声频录音记录等，由于采用录音磁带，故对数据的采集、整理和分析比较困难。
为解决以上地声探测之不足，本实用新型提供一种钢管音响计数式地声探测仪，主要利用高放大倍数的电子线路来实现，用以达到灵敏度高，记录速度快，数据采集处理方便的目的。
本实用新型之结构设计是这样实现的本探测仪由气导式传声器、前置放大器及地面主机组成(如
图1所示)，具有监听、监视、录音记录及音响自动计数等各种功能。其联接是输入为动圈式传声器，为了改善低频响应其耦合匹配之输入变压器采用低输入阻抗，高导磁率的钼坡莫合金变压器铁心制成，形状是封闭的园筒形，将绕组和铁芯均封闭在内。变压器输出与前置放大器输入端联接，为了降低输入噪声，除采用浮地供电外，还应在输入变压器的输出线圈浮地端与屏蔽大地电位端之间加接一个小电阻的措施来减少噪音，前置放大器之输出通过屏蔽电缆联接到地面主机之隔离放大器的输入端。隔离放大器的输出由三路组成其中一路输出与录音控制器相接，监听控制器经功率放大器与监听扬声器相接；最后一路输出与可变放大器相联接，可变放大器其中一路输出经跟随器与线性检波器相联接，检波器之输出联接监视表头，同时线性检波器又经步级衰减零位迁移与长图记录仪相接；可变放大器输出另一路与跟随器联接，跟随器输出与检波电路联接，检波电路输出与门限监别器联接，门限监别器输出经拖动电路再与机械计数器相接，同时与脉冲显示器相联接，由于地声信号非常弱，故前置运算放大器的倍数设计为50倍，第二级、三级运算放大器的倍数依次为20倍和10倍，整个有源放大器的放大倍数为10000倍，加上输入变压器本身具有15倍放大系数，故整个测声探头放大倍数为15万倍，为了能远距离传输弱信号，最后一级加了低阻抗输出的跟随器，输出信号采用五芯屏蔽电缆送到地面主机，主机内装有各功能控制电路板。
本实用新型之优点；电路结构简单，安装使用方便，灵敏度高，运行稳定可靠，适合在野外偏远地区使用。
本实用新型之详细结构由以下实施例及附图给出。
图1为钢管音响计数式地声探测仪总体方框图；图2为钢管音响计数式地声探测仪主放大器及脉冲计数器和音响监听功率放大电原理图；图3为钢管音响计数式地声探测仪控头、前置放大器、表头显示及记录板电原理图；图4为钢管音响计数式地声探测仪主机自检用节拍音响信号发生器电原理图；图5为钢管音响计数式地声探测仪电源电原理图。
本实用新型主要关键是采用了计数器对每次发生的地声事件进行声脉冲计数，从可变放大传来的信号，经跟随级缓冲隔离后，到检波电路进行检波，形成的直流电平再用门限电压鉴别电路进行判别，当检波信号的直流电平辐度达到鉴别值时，电路翻转，通过驱动电路使机械计数器动作并计数，由于地声观测站一般建立在外部声干扰较少的农村，为避免因停电而使显示数据丢失，故特意采用比较经典的机械计数器，为了防止机械计数器因长期工作磨损而不能计数的故障，故又特意加装了一个脉冲显示指示灯进行监视，以便及时排除故障，每天取得的地声事件计数值供绘制地声频度曲线用。
其中主要电路是前置放大器，测声探头为动圈式传声器，经变压器耦合到前置放大器输入端，前置放大器为五级串联运算放大器组成，放大器为LF356，输出通过近100米长的五芯屏蔽电缆传输到地面主机，以插头联接到主机放大板，放大器也为LF356,IC101为前级隔离跟随器，其输出分成三路第一路经W01录音控制电位器传输到外接录音机；第二路经W02音量控制电位器，联接到音响监听板，直接输入给5G37功率放大器再推动监听扬声器；第三路耦合到IC102可变放大级，它的放大倍数为50、100、200倍，根据当地地噪声背景，设定合适挡位，它又分成两路供给脉冲计数板和表头显示及记录板。
在计数板上经D301检波后，半波直流信号耦合到BG301、3DG6之基极，通过射极输出进行滤波，此直流电平加在IC301 741门限电压监别器之同相端，反相端从W301分压电位器上取得比较电平，一般取在+8V，当放大后的地声信号检波出来的直流电平达到并超过+8V时，741比较电路就立即翻转，使其输出从原始状态负高电平变为正高电平电位，从而使后面直接联接的DS304导通，脉冲显示发光二极管发亮，同时使D302也导通，导致BG303饱和导通，因此机械计数器吸合计数，D303是防止计数器线包的反相电动势导致烧毁3DG12的反相保护二级管。
另一路输送到表头显示及记录板的信号，经IC201隔离跟随后，用IC202及IC203组成的线性检波电路，使从几个毫伏到十伏的地声信号均为直流线性关系，经过衰减电阻网络，用按键开关输出到外接记录器，进行地声信号的包络线检波记录，为了充分重复利用长图记录纸，故加了记录器零位迁移电路。
用于主机自检的节拍音响信号发生器，采用两块555时基电路器件，IC502的自激振荡频率为1KHZ，它的5脚被IC501秒节拍信号控制，输出断续的1KHZ信号，将此信号通过五芯电缆联接插头，联接到主机输入端，以检查主机内各电路板的功能是否正常。最后电源电路由变压器输出经整流后分别经电源组件7809输出+15V及-15V直流电压。
权利要求1．一种钢管音响计数式地声探测仪，其特征是本探测仪由气导式传声器、前置放大器及地面主机组成，其联接是输入为动圈式传声器，变压器输出与前置放大器输入端联接，前置放大器通过屏蔽电缆联接到地面主机，隔离放大器的输入端；隔离放大器的输出由三路组成其中一路输出与录音控制器相接，录音控制器直接与录音机相联接；隔离放大器另一输出与监听控制器相联接，监听控制器经功率放大器与监听扬声器相接；最后一路输出与可变放大器相联接，可变放大器其中一路输出经跟随器与线性检波器相联接，检波器之输出联接监视表头，同时线性检波器又经步级衰减零位迁移与长图记录仪相接；可变放大器输出另一路与跟随器联接，跟随器输出与检波电路联接，检波电路输出与门限监别器联接，门限监别器输出经拖动电路与机械计数器及脉冲显示器相联接。
2．按权利要求1所述之探测仪，其特征是输入变压器采用低输入阻抗，高导磁率的钼坡莫合金变压器铁心制成，形状是封闭的园筒形，将绕组和铁芯均封闭在内。
3．按权利要求1所述之探测仪，其特征是在输入变压器的输出线圈浮地端与屏蔽大地电位端之间，加接一个小电阻的措施来减少噪音。
专利摘要本仪器属于一种地震预测探测装置,其结构由气导式传声器、前置放大器及地面主机三部分组成,其探测探头为气导型动圈式传声器,经高导磁率的低频输入变压器耦合,输入给前置放大器由屏蔽电缆传输至地面主机,再经主放大器、跟随器,经末端电路输出分别控制录音机、扬声器、记录仪、计数器及脉冲显示器。优点;电路结构简单,安装使用方便,灵敏度高,运行稳定可靠,适合在野外偏远地区使用。
文档编号G01V1/16GK2328022SQ9823722
公开日1999年7月7日 申请日期1998年4月9日 优先权日1998年4月9日
发明者王乐群, 孙怀义, 王英亮, 毕可万, 任吉伦, 范小平, 孟霜鹤, 张宇, 庄谦义 申请人:中国科学院大连化学物理研究所