合速度微震传感器

本技术涉及传感器，具体而言，尤其涉及合速度微震传感器。

背景技术：

1、深部岩石工程面临岩爆等工程灾害威胁，微震监测通过采集、处理深部岩体破裂信号，以确定岩体破坏的时间、位置和规模，是岩爆灾害预警与防治的有效手段。

2、微震监测一般由微震传感器将岩体破裂信号转为电信号，通过有线或无线方式传输至信号采集装置，再发送给服务器进行后续处理。

3、目前，微震传感器分为单向微震传感器和三向微震传感器两种，单向微震传感器虽然具备安装简单、占用通道少的优点，但只能接收岩体内与微震传感器轴向一致的震动信号或接收震动信号在微震传感器轴向的震动分量，数值上往往比实际值小，信噪比低，不能反映真实震动情况，增加了现场施工的风险；三向微震传感器在单向传感器的基础上，通过增加传感器数量实现了同时接收来自三个相互垂直方向的岩体震动信号的功能，只需要1个三向微震传感器即可实现微震事件定位，但占用通道多、安装时需要准确的方位和角度、计算过程复杂。

4、因此，需要研发一种能够真实反应岩体内实际震动情况，具备安装简便、计算简单、高精度等特点的微震传感器。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于克服上述现有技术不足而提供一种合速度微震传感器。本实用新型主要利用3个相互垂直的传感器接收来自岩体的微震信号，每个传感器接收微震信号沿自身延伸方向的分量，通过处理电路处理3个分量得到1个合速度微震模拟电压信号，通过监测合速度微震模拟电压信号的变化能够获取微震波形的真实震动速度等变化。

2、本实用新型采用的技术手段如下：

3、一方面，本实用新型提供了一种合速度微震传感器，包括：

4、传感器；

5、处理电路，包括平方器、加法器、开方器、乘法器、多路选择器和电压比较器，平方器分别与传感器、加法器电连接；加法器分别与平方器、开方器电连接；多路选择器分别与传感器、电压比较器电连接；乘法器分别与电压比较器、开方器电连接。

6、进一步地，传感器包括：第一传感器，接收微震信号沿第一方向的第一分量；第二传感器，接收微震信号沿第二方向的第二分量；第三传感器，接收微震信号沿第三方向的第三分量，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直；

7、多路选择器分别与第一传感器、第二传感器、第三传感器电连接；

8、平方器分别与第一传感器、第二传感器、第三传感器电连接。

9、进一步地，平方器包括第一平方器、第二平方器和第三平方器，加法器包括第一加法器和第二加法器；

10、第一平方器分别与第一传感器、第一加法器电连接；

11、第二平方器分别与第二传感器、第一加法器电连接；

12、第三平方器分别与第三传感器、第二加法器电连接；

13、第一加法器分别与第一平方器、第二平方器、第二加法器电连接；

14、第二加法器分别与第三平方器、第一加法器、开方器电连接。

15、进一步地，所述第一平方器、所述第二平方器和所述第三平方器的型号均为ad633jnz。

16、进一步地，所述第一加法器和所述第二加法器的型号均为xd74ls283。

17、进一步地，所述开方器的型号为fcm32f030k6t6。

18、进一步地，所述乘法器的型号为ad835arz。

19、进一步地，所述多路选择器的型号为cd4053be。

20、进一步地，所述电压比较器的型号为lm311pwr。

21、较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

22、1、本实用新型提供的合速度微震传感器，不受角度和方向的限制，安装简便，工作量小，适于深部岩石工程的施工环境。

23、2、本实用新型提供的合速度微震传感器，实现了岩体内各方向微震信号的高精度采集，有助于更加精准地获取微震信号的真实震动速度。

24、3、本实用新型提供的合速度微震传感器，本实用新型兼容单向微震传感器的采集与处理系统，配套技术成熟，开发应用成本低。

技术特征：

1.一种合速度微震传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述传感器包括：第一传感器，接收微震信号沿第一方向的第一分量；第二传感器，接收所述微震信号沿第二方向的第二分量；第三传感器，接收所述微震信号沿第三方向的第三分量，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直；

3.根据权利要求2所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述平方器包括第一平方器、第二平方器和第三平方器，所述加法器包括第一加法器和第二加法器；

4.根据权利要求3所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述第一平方器、所述第二平方器和所述第三平方器的型号均为ad633jnz。

5.根据权利要求3所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述第一加法器和所述第二加法器的型号均为xd74ls283。

6.根据权利要求3所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述开方器的型号为fcm32f030k6t6。

7.根据权利要求3所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述乘法器的型号为ad835arz。

8.根据权利要求3所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述多路选择器的型号为cd4053be。

9.根据权利要求3所述的合速度微震传感器，其特征在于，所述电压比较器的型号为lm311pwr。

技术总结
本技术提供一种合速度微震传感器，包括：传感器和处理电路，处理电路包括平方器、加法器、开方器、乘法器、多路选择器和电压比较器，平方器分别与传感器、加法器电连接；加法器分别与平方器、开方器电连接；多路选择器分别与传感器、电压比较器电连接；乘法器分别与电压比较器、开方器电连接。处理电路根据传感器获得的微震信号得到合速度微震模拟电压信号，根据对合速度微震模拟电压信号的识别分析可知微震波形的真实震动速度等参数，实现对岩体产生的微震动的监测。

技术研发人员：姚志宾,冯夏庭,张伟,陈松,高继开,答治华,胡磊,毕鑫
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：20230911
技术公布日：2024/4/7