一種復合結構地下微振動傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及地下電纜故障微振動檢測領域，特別涉及一種復合結構地下微振動傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著城市化進程以及工業(yè)化的不斷發(fā)展，地下電纜因其具有抗干擾能力強、占地面積小、輸電性能可靠等優(yōu)點已逐步取代原來的架空電纜，成為許多城市的輸電“命脈”和工業(yè)生產的“神經”。但是，由于地下電纜負荷大、自身老化快以及許多工隊的野蠻施工，導致電纜經常出現故障不能正常供電，這對人民生活及國家發(fā)展造成很大的經濟損失，尤其是工礦醫(yī)院等科研單位造成的損失更是無法估量。
[0003]現有技術中，大多是利用電磁傳感器、壓阻式傳感器以及光纖傳感器等系統(tǒng)檢測地下電纜故障，《分布式光纖溫度傳感器在交聯聚乙烯絕緣地下電纜故障檢測中的應用》介紹了一種分布式的光纖溫度傳感器，它利用了地下電纜在發(fā)生故障時，故障電纜本身會產生溫度變化，根據溫度的變化來檢測電力電纜是否發(fā)生故障。此種方法能很快進行定位，能測的最大距離可達10km，定位精度是4m左右。然而光纖式傳感器系統(tǒng)比較適合用于低阻的接地系統(tǒng)，但同時其制作成本很高。在《檢測電纜故障點的電磁傳感器設計與實現》一文中，也介紹了一種利用電磁傳感器檢測地下電纜故障。在檢測地下電纜故障具體位置時，根據發(fā)生故障位置產生的磁場變化，電磁傳感器感應到磁場信號，并將磁場信號轉換成電壓輸出，輸出電壓經過放大、整流等信號處理后，送于后續(xù)檢測指示電路，最終確定故障的位置。電磁傳感器方法不僅可應用于電纜故障點定位儀，而且可應用于電纜的識別，但容易受到外界環(huán)境干擾。并且多數現有技術中，都利用了地下電纜發(fā)生故障時產生的信號特點進行了相應的傳感器系統(tǒng)設計。
[0004]本實用新型根據地下電纜安全防范的監(jiān)測需求和測量技術需要，針對如何檢測地下故障電纜信號、判斷故障源位置及對故障信號的采集處理，對MEAS壓電式加速度傳感器系統(tǒng)的機械結構進行研究以及設計。由于地下電纜故障所產生的振動信號非常微弱，我們設計了在MEAS傳感器芯片中加入質量塊的方案，來增大施加于傳感器系統(tǒng)上的慣性力。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種復合結構地下微振動傳感器，以電纜發(fā)生故障時產生的地震波為信號源。目前電纜故障多采用光纖溫度傳感器，它利用了地下電纜在發(fā)生故障時，故障電纜本身會產生溫度變化，根據溫度的變化來檢測電力電纜是否發(fā)生故障，適合用于低阻的接地系統(tǒng)，但同時其制作成本很高。在《檢測電纜故障點的電磁傳感器設計與實現》一文中，也介紹了一種利用電磁傳感器檢測地下電纜故障。此外采用電磁傳感器在檢測地下電纜故障具體位置時，根據發(fā)生故障位置產生的磁場變化，電磁傳感器感應到磁場信號，并將磁場信號轉換成電壓輸出，輸出電壓經過放大、整流等信號處理后，送于后續(xù)檢測指示電路，最終確定故障的位置。此方法不僅可應用于電纜故障點定位儀，而且可應用于電纜的識別，但該方法容易受到外界環(huán)境干擾。本實用新型為了解決上述檢測方法存在的問題，同時為了滿足精確測量、低頻、低量程和高靈敏度的要求，最終，我們確定了采用MEAS壓電加速度傳感器，進行加速度傳感器系統(tǒng)的機械結構的設計。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0007]—種復合結構地下微振動傳感器，包括一質量塊，質量塊軸向最頂端固定有地震波檢測的檢測模塊，所述檢測模塊為與質量塊軸向垂直的長條形，一端固定于質量塊頂端，
另一端懸空。
[0008]進一步的，所述質量塊由同心的第一圓柱，第二圓柱，及第二圓柱上的錐臺構成，第一圓柱直徑大于第二圓柱，錐臺底部與第二圓柱面積相同。
[0009]進一步的，所述檢測模塊通過螺釘固定于質量塊第二圓柱頂端的錐臺上表面。
[0010]進一步的，所述檢測模塊為MEAS壓電加速度傳感器，傳感器芯片下表面中心線與錐臺頂部圓面的直徑重合在一條水平直線上，且芯片固定端邊與質量塊頂部圓面相切。
[0011]進一步的，所述傳感器為一長方體，長17.8cm，寬6cm，高1cm。
[0012]進一步的，所述傳感器的檢測范圍為0-200Hz。
[0013]相對于現有技術，本實用新型的有益效果為:
[0014]本實用新型根據地下電纜安全防范的監(jiān)測需求和測量技術需要，針對如何檢測地下故障電纜信號、判斷故障源位置及對故障信號的采集處理，對MEAS壓電加速度傳感器系統(tǒng)的機械結構進行研究以及設計。由于地下電纜故障所產生的振動信號非常微弱，本實用新型了在MEAS傳感器芯片中加入質量塊的方案，來增大施加于傳感器系統(tǒng)上的慣性力。在地下電纜故障檢測中，通過加入質量塊使傳感器系統(tǒng)提高傳感器芯片的電壓輸出的方案。質量塊還可以對傳感器采集芯片在實際復雜測量環(huán)境中提供支撐和保護作用。對于及時判斷電纜發(fā)生故障，為盡早排除故障源，降低電纜故障對社會、生活帶來的經濟損失和不便具有重要意義。100hz-200hz，針對微小振動，結構，質量塊，增大慣性質量，本實用新型采用震動波檢測，定位準確，不受干擾印象，成本低廉便于操作，不需要專業(yè)人員進行培訓，后期數據處理的便捷。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖2是本實用新型質量塊的結構示意圖。
[0017]其中1-質量塊，11-第一圓柱，12-第二圓柱，13-錐臺，2-檢測模塊。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型技術方案做進一步詳細描述:
[0019]如圖1所不，一種復合結構地下微振動傳感器，包括一質量塊1，質量塊I軸向最頂端固定有地震波檢測的檢測模塊2，所述檢測模塊2為與質量塊I軸向垂直的長條形，一端固定于質量塊I頂端，另一端懸空。
[0020]進一步的，所述質量塊I由同心的第一圓柱11，第二圓柱12，及第二圓柱12上的錐臺13構成，第一圓柱11直徑大于第二圓柱12，錐臺13底部與第二圓柱12面積相同。
[0021]進一步的，所述檢測模塊2通過螺釘固定于質量塊I第二圓柱12頂端的錐臺13上表面。
[0022]進一步的，所述檢測模塊2為MEAS壓電加速度傳感器，傳感器芯片下表面中心線與錐臺13頂部圓面的直徑重合在一條水平直線上，且芯片固定端邊與質量塊I頂部圓面相切。
[0023]進一步的，所述傳感器為一長方體，長17.8cm，寬6cm，高1cm。
[0024]進一步的，所述傳感器的檢測范圍為0-200Hz。
[0025]本實用新型的工作原理為:
[0026]在實際工作中，將本實用新型裝置放置在懷疑電纜故障的范圍內，通過檢測不同位置產生的電纜故障振動信號，分析振動信號的強弱，逐漸逼近振動最強的位置，最終判斷電纜故障振動的具體位置，在理論上，位于故障點的垂直上方既是振動信號最強的位置。本實用新型了在MEAS傳感器芯片中加入質量塊I的方案，來增大施加于傳感器系統(tǒng)上的慣性力。在地下電纜故障檢測中，通過加入質量塊I使傳感器系統(tǒng)提高傳感器芯片的電壓輸出的方案。質量塊還可以對傳感器采集芯片在實際復雜測量環(huán)境中提供支撐和保護作用。對于及時判斷電纜發(fā)生故障，為盡早排除故障源，降低電纜故障對社會、生活帶來的經濟損失和不便具有重要意義。100hz-200hz，針對微小振動，結構，質量塊，增大慣性質量，本實用新型采用震動波檢測，定位準確，不受干擾印象，成本低廉便于操作，不需要專業(yè)人員進行培訓，后期數據處理的便捷。
[0027]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種復合結構地下微振動傳感器，其特征在于，包括一質量塊，質量塊軸向最頂端固定有地震波檢測的檢測模塊，所述檢測模塊為與質量塊軸向垂直的長條形，一端固定于質量塊頂端，另一端懸空。2.根據權利要求1所述的復合結構地下微振動傳感器，其特征在于，所述質量塊由同心的第一圓柱，第二圓柱，及第二圓柱上的錐臺構成，第一圓柱直徑大于第二圓柱，錐臺底部與第二圓柱面積相同。3.根據權利要求1所述的復合結構地下微振動傳感器，其特征在于，所述檢測模塊通過螺釘固定于質量塊第二圓柱頂端的錐臺上表面。4.根據權利要求1所述的復合結構地下微振動傳感器，其特征在于，所述檢測模塊為MEAS壓電加速度傳感器，傳感器芯片下表面中心線與錐臺頂部圓面的直徑重合在一條水平直線上，且芯片固定端邊與質量塊頂部圓面相切。5.根據權利要求4所述的復合結構地下微振動傳感器，其特征在于，所述傳感器為一長方體，長17.8cm，寬6cm，高Icm0
【專利摘要】一種復合結構地下微振動傳感器，包括一質量塊，質量塊軸向最頂端固定有地震波檢測的檢測模塊，所述檢測模塊為與質量塊軸向垂直的長條形，一端固定于質量塊頂端，另一端懸空。本實用新型根據地下電纜安全防范的監(jiān)測需求和測量技術需要，針對如何檢測地下故障電纜信號、判斷故障源位置及對故障信號的采集處理，對MEAS壓電加速度傳感器系統(tǒng)的機械結構進行研究以及設計。在MEAS傳感器芯片中加入質量塊的方案，來增大施加于傳感器系統(tǒng)上的慣性力。質量塊還可以對傳感器采集芯片在實際復雜測量環(huán)境中提供支撐和保護作用。對于及時判斷電纜發(fā)生故障，為盡早排除故障源，降低電纜故障對社會、生活帶來的經濟損失和不便具有重要意義。
【IPC分類】G01V1/18, G01H11/08
【公開號】CN204854951
【申請?zhí)枴緾N201520407590
【發(fā)明人】田邊, 王鵬, 李華峰
【申請人】田邊
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月15日