地震观测的MEMS解决方案——集成式微光机械加速度地震检波器
发布时间:2021-11-26
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- 2021-11-26
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- 地震观测的MEMS解决方案——集成式微光机械加速度地震检波器
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地震检波器由于可以准确地检测自然或人造地震波信号而被广泛应用于地震监测、油气勘探、国防安全等领域。目前常用的地震检波器包括传统机械摆式速度型地震检波器(动圈/电容换能)和MEMS加速度型地震检波器。其中,机械摆式地震检波器具有仪器噪声低、动态范围大等优势,但其体积较大、单台价格昂贵。而目前商业化的MEMS地震检波器均来自国外,其仪器噪声水平相较于机械摆式稍差,同时其销售模式多为成百上千台MEMS检波器和地震采集系统捆绑销售,价格非常昂贵。

为了满足地震检波器在地震观测领域的应用需求,同时解决传统机械摆式地震检波器体积大、成本高及商业化MEMS地震检波器被国外垄断的现状,西安交通大学韦学勇教授团队结合法布里珀罗光学干涉的超高位移分辨率和MEMS技术的体积小、功耗低等优势研制了一款集成式微光机械加速度地震检波器。该检波器的敏感原理是对由外界加速度造成的法布里珀罗腔长变化进行检测,进而实现对加速度的测量。检波器性能标定实验及地球微地震实验结果表明,该检波器的噪声水平可以达到300 ng/√Hz,与目前主流商业化MEMS地震检波器水平相当。而地球微地震实验结果中也可以明显的看到2.3 Hz的微地震信号,证明了其在地震监测、油气勘探、国防安全等领域具有广阔的应用前景。
近日,上述研究成果在IEEE Sensors Journal期刊上在线发表,西安交通大学韦学勇教授为该论文通讯作者,博士生赵明辉、博士生齐永宏和硕士生李博共同完成该工作。本研究工作得到国家重点研发专项、国家自然科学基金面上项目、陕西省重点研发计划、陕西省创新能力支撑计划等项目资助。




