[發明專利]平行偶極線阱地震儀和振動傳感器

有效

• 申請號: 201780042404.9
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN109416407B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: O·古納萬;Y·維爾古斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G01V1/16
• 分類號: G01V1/16
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;楊曉光

提供了平行偶極線(PDL)阱地震儀和振動傳感器。該地震儀包括：至少一個PDL阱，其具有一對偶極線磁體，以及懸浮在偶極線磁體上方的反磁性物體；以及感測系統，用于確定反磁性物體相對于偶極線磁體的位置，并根據加速度位移產生地震信號。還提供了使用本PDL阱地震儀和振動傳感器來感測振動的方法。

技術領域

本發明涉及磁平行偶極線(PDL)阱(trap)系統，更具體地，涉及PDL阱地震儀和振動傳感器。

背景技術

地震儀是一種測量由于地震、火山活動或其他來源產生的地震活動引起的地面運動的儀器。地震儀可用于繪制地球內部并測量這些地震活動源的大小和位置。原則上，地震儀也是振動傳感器。對地震活動的分布式感測需要大量的低成本和高靈敏度地震儀。

有各種類型的地震儀可以使用，例如基于鐘擺的地震儀和使用壓電或微機電(MEMS)傳感器的加速計。許多這些地震儀都適用于強烈運動檢測。但是，低成本、弱運動檢測傳感器仍然缺乏。參見例如商人，“地震學中的MEMS應用”，地震儀器技術研討會，2009年11月(Merchant,“MEMS Applications in Seismology,”Seismic InstrumentationTechnology Symposium,November 2009)(31頁)。

因此，需要改進的運動檢測器傳感器設計。

發明內容

根據優選實施例，本發明提供了平行偶極線(PDL)阱地震儀和振動傳感器及其使用技術。在本發明的一個方面，提供了一種地震儀。該地震儀包括：至少一個平行偶極線(PDL)阱，其具有一對偶極線磁體，以及懸浮在偶極線磁體上方的反磁性物體；以及感測系統，用于確定反磁性物體相對于偶極線磁體的位置。

在本發明的另一方面，提供了一種用于感測振動的方法。該方法包括：提供一種地震儀，該地震儀包括至少一個PDL阱，該PDL阱具有一對偶極線磁體，以及懸浮在偶極線磁體上方的反磁性物體；以及，確定反磁性物體相對于偶極線磁體的位置，其中PDL阱中的反磁性物體的位移對應于振動的大小。

通過參考以下詳細描述和附圖，將獲得對本發明的更完整的理解以及本發明的進一步的特征和優點。

附圖說明

現在將參考附圖僅通過示例的方式描述本發明的實施例，其中：

圖1是說明根據本發明的一個實施例的磁平行偶極線(PDL)阱系統的圖，該系統具有使用橫向磁化(也稱為直徑)磁體捕獲的反磁性圓柱形物體；

圖2是表示根據本發明的一個實施例的基于被困桿(trapped rod)和PDL磁體基座的相對運動的地震信號的示意圖；

圖3是根據本發明的一個實施例的光無源感測方案的正視圖；

圖4是根據本發明的一個實施例的光無源感測方案的側視圖；

圖5是根據本發明的一個實施例的視頻無源感測方案的正視圖；

圖6是根據本發明的一個實施例的視頻無源感測方案的側視圖；

圖7是根據本發明的一個實施例的無源電容感測方案的正視圖；

圖8是根據本發明的一個實施例的無源電容方案的側視圖；

圖9是根據本發明的一個實施例的有源(力反饋感測)方案的正視圖；

圖10是根據本發明的一個實施例的有源(力反饋感測)方案的側視圖；

圖11是示出根據本發明的一個實施例的使用這里的基于PDL阱的地震儀和光學感測方案的振動感測的示例性方法的示意圖；

圖12是示出根據本發明的一個實施例的使用這里的基于PDL阱的地震儀和視頻感測方案的振動感測的示例性方法的示意圖；