[發明專利]MEMS型全方位地震檢波器

有效

• 申請號: 201811213908.5
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109283573B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉華強
• 申請（專利權）人: 西安明天儀器有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種全方位MEMS地震檢波器，MEMS型地震檢波器較傳統的磁電式地震檢波器有許多優點，但低頻信噪比還有欠缺，如何提高MEMS檢波器低頻信號幅度，減少噪聲成為MEMS推廣應用的關鍵所在，本發明利用兩個三軸MEMS芯片，正反對稱安裝，將正反芯片的三軸信號合成為一個輸出，提高信噪比。避免三軸同時輸出占用三個采集通道。

一、技術領域

本發明涉及一種MEMS型全方位地震檢波器，其是用于地質勘探工程測量的專用傳感器，是一種將地面振動轉變為電信號的傳感器，或者說是將機械能轉化電能的能量轉換裝置，核心作用是采集地震數據。

二、背景技術

MEMS型地震檢波器較傳統的磁電式地震檢波器有許多優點，但低頻信噪比還有欠缺，如何提高MEMS檢波器低頻信號幅度，減少噪聲成為MEMS推廣應用的關鍵所在。

三、發明的內容

本發明提供一種MEMS型全方位地震檢波器，其利用兩個三軸MEMS芯片，正反對稱安裝，將正反芯片的三軸信號合成為一個輸出，提高信噪比。避免三軸同時輸出占用三個采集通道。

本發明的目的是這樣來實現的：一種全方位MEMS地震檢波器，其正放置MEMS芯片與反放置MEMS芯片的X軸輸出信號同時進入差分放大器A；正放置MEMS芯片與反放置MEMS芯片的Y軸輸出信號同時進入差分放大器B；正放置MEMS芯片與反放置MEMS芯片的Z軸輸出信號經過電阻分壓器調整進入差分放大器C；差分放大器A和差分放大器B以及差分放大器C的輸出進入加法器，加法器的輸出接入輸出端完成正反放置MEMS芯片信號合成。

本發明利用三軸MEMS芯片在垂直軸(Z軸)方向朝上和朝下放置時，輸出信號幅值相同，相位正好相差180°，只是方向朝上表達1G的加速度值，朝下表達負1G的重力加速度值，正負1G值在輸出電壓上有差值，因此要用電阻分壓方式調到差值很小，有利于差分放大，其它兩軸(X軸、Y軸)軸出幅值相同，相位相反，可以直接進差分放大器，差分放大后的信號經過加法器合成后由輸出端輸出電壓，輸出的信號比單獨的垂直軸(Z軸)信號大很多，而噪聲經過差分放大卻被抑制了許多，實現了提高信噪比的作用，避免三軸同時輸出占用三個采集通道。

四、附圖說明

附圖1為本發明的結構示意圖。

其中：

1-正MEMS芯片，2-反MEMS芯片，3-電阻分壓器，4-差分放大器A 5-差分放大器B，6-差分放大器C，7-加法器，8-信號輸出端。

五、具體實現方式

下面結合附圖1對發明進一步詳細說明。

參照附圖1，本發明MEMS型全方位地震檢波器，包括：正放置MEMS芯片1，反放置MEMS芯片2，電阻分壓器3，差分放大器A 4，差分放大器B 5，差分放大器C6，加法器7正放置MEMS芯片1與反放置MEMS芯片2的X軸輸出信號同時進入差分放大器A 4；正放置MEMS芯片1與反放置MEMS芯片2的Y軸輸出信號同時進入差分放大器B 5；正放置MEMS芯片1與反放置MEMS芯片2的Z軸輸出信號經過電阻分壓器3調整進入差分放大器C 6；差分放大器A 4和差分放大器B 5以及差分放大器C 6的輸出進入加法器7，加法器7的輸出接入輸出端8完成正反放置MEMS芯片信號合成。

本發明利用三軸MEMS芯片在垂直軸(Z軸)方向朝上和朝下放置時，輸出信號幅值相同，相位正好相差180°，只是方向朝上表達1G的加速度值，朝下表達負1G的重力加速度值，正負1G值在輸出電壓上有差值，因此要用電阻分壓方式調到差值很小，有利于差分放大，其它兩軸(X軸、Y軸)軸出幅值相同，相位相反，可以直接進差分放大器，差分放大后的信號經過加法器合成后由輸出端輸出電壓，輸出的信號比單獨的垂直軸(Z軸)信號大很多，而噪聲經過差分放大卻被抑制了許多，實現了提高信噪比的作用。