[發明專利]一種基于PVDF壓電納米纖維的地震檢波器

有效

• 申請號: 201810958117.9
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109143322B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 辛毅;朱劍鋒;孫宏帥;劉濤;徐洋
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉馳宇

本發明提供了一種基于PVDF壓電納米纖維的地震檢波器，屏蔽殼內設置有底座，底座頂面包裹有一層PDMS絕緣層，PDMS絕緣層中部蝕刻有一條狹縫，狹縫兩側的PDMS絕緣層的上各涂覆有一層金屬電極，多根PVDF納米纖維構成PVDF納米纖維陣列，每條PVDF納米纖維的一端固定在狹縫左側的金屬電極上，每條PVDF納米纖維的另一端固定在狹縫右側的金屬電極上，每層金屬電極均與一根導線連接，底座由一個保護套封閉，屏蔽殼上壁的屏蔽殼開口由端蓋蓋合，端蓋下表面固定有集成電路板，兩根導線均穿過保護套與集成電路板連接，引出線纜的一端與集成線路板連接，引出線纜的另一端穿過屏蔽殼并伸出至屏蔽殼外部；本發明輕便耐用，靈敏度高、抗干擾能力強、可靠性高。

技術領域

本發明屬于地震檢測設備領域，涉及一種地震檢波器，特別是涉及一種基于PVDF壓電納米纖維的地震檢波器。

背景技術

地震勘探法是目前勘探礦產資源的重要手段，同時也廣泛應用于工程勘察和地質災害預測等方面。地震檢波器是地震勘探中用來獲取地震振動信號，并將此振動信號轉換為信號記錄系統所需形式的傳感器，其技術水平和性能質量直接關系到地震勘探儀器的主要技術指標。

隨著地震檢波器技術的發展，出現了磁電式、電化學式、壓電式和MEMS數字地震檢波器等多種形式的地震檢波器。如CN206975230U公開的“一種速度型磁電式高靈敏度地震檢波器”，磁電式地震檢波器中的磁鐵在撞擊和高溫下容易退磁，導致這種檢波器壽命短，性能不穩定，無法滿足未來地震勘探工程的需求；如CN105425282A公開的“一種基于力平衡反饋的電化學地震檢波器”，電化學檢波器的傳感單元需添加含碘電解液，結構較復雜、維修更換困難。碘元素有毒性和腐蝕性，對人體和環境有危害。如CN104020490A公開的“全數字MEMS三分量地震檢波器”，MEMS數字地震檢波器雖然技術比較先進，但是價格也比較昂貴，在不同地區的適用性也有待驗證，距離大規模推廣使用還需進一步改進。壓電式地震檢波器靈敏度高、頻帶寬、動態范圍大，適用性強、價格適中，在海洋地震勘探中已經獲得廣泛應用。

然而，如CN2724018Y公開的“一種新型的復合地震檢波器”，現有壓電地震檢波器多以壓電陶瓷為敏感元件，受限于壓電陶瓷厚重易碎的缺陷，壓電陶瓷地震檢波器結構不夠靈活、低頻截止頻率多在10Hz左右，存在明顯的缺陷。而且，由于壓電陶瓷的電容局限性，難以克服增加電容進行低頻拓展與增加電容導致信號失真的矛盾。值得一提的是，現有的壓電地震檢波器傳感單元往往需要彈性部件的作用放大振動響應，但是彈性部件(如彈簧)的非線性畸變也是導致信號失真的重要原因，在不影響傳感性能的前提下避免彈簧部件的不良影響也是壓電地震檢波器研究的重要課題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有壓電陶瓷地震檢波器的技術缺陷，提供一種基于PVDF壓電納米纖維的地震檢波器。增強壓電傳感元件的靈敏度，避免傳感元件中彈性部件的干擾，同時進一步拓展壓電地震檢波器的低頻檢測范圍。

本發明是采用如下技術方案實現的：