專利名稱：一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及海洋地球物理勘探、測量領(lǐng)域，具體說是一種壓電式結(jié)構(gòu)的海洋地震水聽器。
二背景技術(shù)：
在海洋范圍內(nèi)的各種噪聲，特別是在施工過程中因為海底地形、風(fēng)浪引起的多波噪音，對海洋水聽器影響比較大，因此這就需要海洋水聽器對深度適應(yīng)性及其靈敏度的穩(wěn)定性要有較高的要求；現(xiàn)有的海洋水聽器在一定深度條件下的靈敏度衰減程度較大，在一定的頻段范圍下，其對克服環(huán)境噪聲的影響不足，因而在采集、接受、放大、抗噪的性能不高。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述背景技術(shù)中存在的問題，提供一種體積小，靈敏度性能高的壓電式結(jié)構(gòu)的海洋地震水聽器。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器，外殼內(nèi)設(shè)置信號接收元件和信號放大元件；其特殊之處在于所述的信號接收元件由壓電陶瓷片1與金屬基板2結(jié)合為一體的壓電陶瓷復(fù)合基板和共鳴圓管3構(gòu)成管狀震動體5，所述的信號放大元件由電感放大器4構(gòu)成；所述的信號放大元件設(shè)置在信號接收元件的管狀震動體5內(nèi)，信號導(dǎo)線通過管狀震動體上的帶有穿線孔的插孔9與外部導(dǎo)線11連接，從而構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)；所述的外殼10將外部連接的防水電纜與一體化元件的外殼構(gòu)成一體。
上述的管狀震動體5由內(nèi)、外表面粘結(jié)有壓電陶瓷的壓電陶瓷復(fù)合基板與共鳴圓管構(gòu)成，壓電陶瓷復(fù)合基板與共鳴圓管相結(jié)合，接縫處進行密封，使其形成一個或多個空腔。
上述的信號放大元件電感放大器4是由纏繞初、次級線圈6、繞線骨架7和互感的合金材料片8構(gòu)成，初級線圈與壓電陶瓷復(fù)合基板連接，次級線圈通過與帶有穿線孔的插孔9與外部導(dǎo)線11連接。
上述的外殼10的兩側(cè)上設(shè)置透聲孔12，與管狀震動體5的兩側(cè)對應(yīng)。
上述的外殼采用聚氨酯材料。
本實用新型在整個結(jié)構(gòu)中優(yōu)化了接收單元，簡化了放大傳遞單元。使整個系統(tǒng)組成一體，極大的減小了其體積，但是其接收信號的靈敏度性能并不降低。在一定的頻段范圍下，本結(jié)構(gòu)也就是為克服環(huán)境噪聲的影響對現(xiàn)有海洋檢波器不足，而具有的更好的采集、接受、放大、抗噪的性能優(yōu)點。
四

圖1為本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為帶帶有穿線孔的插孔實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的外殼示意圖；圖中標(biāo)號說明1-壓電陶瓷片 2-金屬基板 3-共鳴圓筒 4-電感放大器5-震動體 6-初、次級線圈 7-繞線骨架 8-互感的合金材料片9-帶有穿線孔的插孔 10-外殼 11-外部導(dǎo)線 12-透聲孔五具體實施方式
本實用新型結(jié)構(gòu)是一種壓電式結(jié)構(gòu)的海洋地震水聽器，其作用就是將機械振動通過壓電材料轉(zhuǎn)化為電能，以電信號形勢輸出，電信號被接收設(shè)備識別，通過一系列的分析運算，得出實際的海底勘探信息。
參見圖1、圖2，本實用新型包括管狀震動體5、電感放大器4組件，震動體動體5安裝在檢波器的頭部，震動體由粘結(jié)壓電陶瓷1的基片2和圓筒3組成，在外部塑封材料頭部使水聽器在水中時依靠水的壓力將水聽器外殼10與壓電陶瓷貼緊，保證聲波被壓電陶瓷接收的過程中，使外殼介質(zhì)中的損耗降到最低，并且外部封裝采用透聲材料制成，具有防水、防漏電、防碰撞的功能。電感放大器4被安裝在共鳴圓筒3內(nèi)，水聽器在水中工作時，水壓不會使電感受壓，保證輸出信號正常。在圓筒3的側(cè)部，安裝帶有穿線環(huán)的插孔9，穿線環(huán)在孔中纏繞，外部連接導(dǎo)線插頭可以直接插入，保證導(dǎo)線具有一定的抗拉力，使施工的過程中水聽器不會被拉脫。為了使水聽器工作在較大的深度，整個水聽器的封裝必須具有良好的密封性，水聽器采用整體進行封裝，電纜與外部塑封材料粘結(jié)在一起，防止水從電纜與外殼的接縫處滲入造成信號短路。
參見圖3，通常為了保證水聽器具有良好的接收信號性能，壓電陶瓷片均放置在接收信號比較敏感的部位，而這些部位通常又是比較薄弱的環(huán)節(jié)，不能承受外界較大的沖擊，壓電陶瓷材料本身又比較脆，不能承受外界沖擊，為了防止水聽器在使用，運輸以及儲存的過程中造成損害，必須采用外部封裝保護起來。所以，采用了透聲材料制成的外殼10，外殼部分與連接導(dǎo)線11密封在一起，耐沖擊，抗水壓，耐鹽水腐蝕，具有良好的密封性，最大限度的保護了本產(chǎn)品在海洋中的工作穩(wěn)定。為了不影響其正常的使用，在正對壓電陶瓷的接收部位開有透聲孔12，保證工作正常。
本實用新型的工作過程如下本實用新型為由壓電陶瓷片1、金屬基板2、共鳴圓筒3、以及電感放大器4組成為一體，壓電陶瓷片粘結(jié)在金屬基板上，基板與共鳴圓筒3結(jié)合，形成一個管狀震動體5，電感放大器4放入腔體內(nèi)固定，構(gòu)成一整合體。電感放大器4是由纏繞初、次級線圈6、繞線骨架7以及互感的合金材料片8組成，震動體5在受到外界信號后，陶瓷片產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，電信號與電感放大器4初級線圈連接，構(gòu)成一個諧振回路，電信號使電感放大器產(chǎn)生一感應(yīng)磁場，感應(yīng)磁場在互感合金材料片8作用下與次級線圈相互耦合，使次級線圈產(chǎn)生同諧振頻率波下的感應(yīng)電動勢，將其以交變電壓形式輸出。
在整個結(jié)構(gòu)中優(yōu)化了接收單元，簡化了放大傳遞單元。使整個系統(tǒng)組成一體，極大的減小了其體積，但是其接收信號的靈敏度性能并不降低。在海洋范圍內(nèi)的各種噪聲，特別是在施工過程中因為海底地形、風(fēng)浪引起的多波噪音，對海洋水聽器影響比較大，因此這就需要海洋水聽器對深度適應(yīng)性及其靈敏度的穩(wěn)定性要有較高的要求，在一定深度條件下有效的提高了靈敏度衰減程度，也是本結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)勢。在一定的頻段范圍下，本結(jié)構(gòu)也就是為克服環(huán)境噪聲的影響對現(xiàn)有海洋檢波器不足，而具有的更好的采集、接受、放大、抗噪的性能優(yōu)點。
目前世界海洋勘探正向高分辨率發(fā)展，要求檢波器向高精度、寬頻帶方向發(fā)展。在以往的高頻信號接收靈敏度低下的傳感器，對低頻信號的范圍接受不是十分良好的基礎(chǔ)上、結(jié)構(gòu)上改進了對低頻接受的能力，更加適合于海底拖曳電纜勘探施工。
權(quán)利要求1.一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器，外殼內(nèi)設(shè)置信號接收元件和信號放大元件；其特征在于所述的信號接收元件由壓電陶瓷片(1)與金屬基板(2)結(jié)合為一體的壓電陶瓷復(fù)合基板和共鳴圓管(3)構(gòu)成管狀震動體(5)，所述的信號放大元件由電感放大器(4)構(gòu)成；所述的信號放大元件設(shè)置在信號接收元件的管狀震動體(5)內(nèi)，信號導(dǎo)線通過管狀震動體上的帶有穿線孔的插孔(9)與外部導(dǎo)線(11)連接，從而構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)；所述的外殼(10)將外部連接的防水電纜與一體化元件的外殼構(gòu)成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器，其特征在于所述的管狀震動體(5)由內(nèi)、外表面粘結(jié)有壓電陶瓷的壓電陶瓷復(fù)合基板與共鳴圓管構(gòu)成，壓電陶瓷復(fù)合基板與共鳴圓管相結(jié)合，接縫處進行密封，使其形成一個或多個空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器，其特征在于所述的信號放大元件電感放大器(4)是由纏繞初、次級線圈(6)、繞線骨架(7)和互感的合金材料片(8)構(gòu)成，初級線圈與壓電陶瓷復(fù)合基板連接，次級線圈通過與帶有穿線孔的插孔(9)與外部導(dǎo)線(11)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器，其特征在于所述的外殼(10)的兩側(cè)上設(shè)置透聲孔(12)，與管狀震動體(5)的兩側(cè)對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器，其特征在于所述的外殼采用聚氨酯材料。
專利摘要本實用新型屬于海洋地球物理勘探、測量領(lǐng)域，具體是一種壓電式結(jié)構(gòu)海洋地震水聽器。本實用新型采用壓電陶瓷復(fù)合基板與共鳴圓管構(gòu)成震動體作為信號接收元件，其的信號放大元件設(shè)置在信號接收元件的管狀震動體內(nèi)，震動體感受外界低頻信號而產(chǎn)生電信號，通過電感放大器對信號進行處理，提高在水中來源信號的靈敏度。本實用新型不僅縮小了其使用體積，而且在一定頻率范圍內(nèi)有效的提高了信號的靈敏度，并經(jīng)過特殊防水處理，非常適合海洋勘探，或者灘涂、過渡地帶、湖泊等區(qū)域的地震勘探。
文檔編號G01V1/18GK2833625SQ20052007958
公開日2006年11月1日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者薛輝 申請人:薛輝