地震检测器.ppt

地震检波器
——MEMS加速度传感器
石雪松
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研究意义：
随着社会的发展，地震波数据采集在生产实践中起着越来越大的作用。
地震波数据采集的实际应用主要包括地震预警，地震勘探，建筑物抗震检测，管道安全监测，振动源识别和物体的落点定位等方面。
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地震预警：利用天然地震波中P波传播速度更快，先于有交大破坏性的S波和面波到来的特点，根据采集的P波信息数据较早的确认地震的发生。
地震勘探：即利用人工震源产生地壳振动进而产生地震波，地震波会在各岩层分界面发生反射和透射，通过使用地震采集系统采集数据，推断出地质构造图，确定各矿藏的位置。
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地震预警原理
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P 波震相的初至通过实时采集的地震波数据，配合长短时平均比（STA/LTA）算法进行识别；在检测到P 波到来之后，通过固定时间窗的AIC 准则估计出更为准确的P 波的震相到达时刻。
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发展
传感器的发展过程是从简单到复杂，从检测单一频率信息向宽频带方向发展。
1875年，意大利首次研究出两分向地震仪；
1881年，日本开发了三分向地震仪；
1906年，俄罗斯首次研制第一台电磁式地震仪；
1922年，扭力地震仪出现；
1930年，变阻式地震仪产生；
1976年，瑞士研制第一台数字化地震仪，
1994年，蔡亚先等研制了JCZ-1甚宽频带数字地震仪
近代，MEMS传感器进入主流
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MEMS加速度传感器
微机电系统（micro electro mechanical system MEMS)将微型传感器、微型执行器、信号处理器、控制电路等等集于一体的微型器件。体积小，重量轻，灵敏度高，动态范围大等优点。便于地震波采集结点的微型化，智能化，有利于采集系统的系统集成和现代嵌入式技术的应用。
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图为colibrys 公司生产的工业级地震测量专用电容性加速度传感器Sf1500sa，其动态范围达到120dB，，宽信号频率响应范围在0~2000Hz。
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工作原理
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系统硬件设计总体框图

差分输出仪表运放
24位A/D转换器
TF储存卡
磁耦
隔离
STM32
MEMS传感器
系统
电源
LCD触屏
模拟电源
数字电源
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