以前,老式地震监测设备采用的是速度型地震计。这种地震计采用的是电磁感应原理,即在封闭的磁场内放置一个线圈,摆体的相对运动速度与其线圈输出呈正比。不过,速度型地震计只能检测到相对而言比较大的运动量,目前,面对监测范围和精度的提升需求,新式地震加速度计应用而生。
究其原因,是因为与速度型检波器相比,在内部摆体完全静止时,速度型地震计基本不会有响应,加速度计却能够检测到摆体的某些运动倾向,也就是加速度状态。因此,速度型检波器只能检测到相对而言比较大的运动量,而加速度计可以检测到极其微小的运动量。
目前,伺加速度传感器被广泛的应用在地震计当中,因具备线性响应好、工作状态稳定等优点,这种地震加速度传感器测量的位移在低频的时候也会非常灵敏,而这也是目前应用广泛的宽频带和甚宽频地震计的核心工作原理。
而纵观业界,应用于地震监测的加速度传感器从原理角度分有多种:
基于变电容原理的MEMS加速度传感器
基于磁电原理的电磁力平衡加速度传感器
基于压电晶体原理的IEPE加速度传感器
其中,变电容MEMS加速度传感器具有体积小,抗冲击,集成度高等优点,但是在信噪比方面比其它类型的传感器有所欠缺。
电磁力平衡加速度传感器信号大,低频性能好,但是在抗冲击稳定性方面不如其它类型传感器。
压电IEPE加速度传感器具有信噪比高,低频性能好和性能稳定等优点,抗冲击方面比变电容MEMS传感器略逊,比电磁力平衡加速度传感器好。
森瑟推出的374A系列加速度传感器是一款专门为大型建筑、基础设施和地震监测等应用设计的用于探测超低频和低频振动的加速度传感器;其特点是通过传感机构输出一个低噪声并且高幅值的信号,具有出色的测量分辨率。陶瓷晶体和石英晶体都可用于地震加速度传感器的设计,陶瓷晶体具有比石英晶体更高的输出效率。374A产品采用陶瓷晶体作为敏感元件,因此具有更好的信号品质和低频响应特性,内置低噪声信号调制器,因此具有很高的分辨率。为了达最好的测量效果,地震加速度传感器通常搭配增益放大器和电源信号调制器一起使用。此加速度传感器采用激光焊接的方式将不锈钢外壳与军用型接头牢固焊接在一起;外壳隔离,内部屏蔽,外部环境(包括RF、EMI、ESD以及过载)和误操作对产品的影响完全可控,从而保证了产品卓越的重复性和长期稳定性。374A地震传感器根据输出的灵敏度不一样主要分为两个型号,374A-0.25 和 374A-0.5 ,其中超高灵敏度版本的374A-0.25地震传感器特点:超高灵敏度,超低本体噪声,超低频率响应等性能设计,特别适合应用于地震脉动波感知、桥梁微量加速度振动信号感知、建筑物摆动加速度感知、高塔晃动时的加速度感知监测,坝体受水流冲击时的微形变加速度感知、地质勘探时冲击波反馈时的频谱信号分析感知、海洋海床脉动波信号感知、海底隧道微振动信息采集、高铁隧道微振动感知、地铁隧道微振动感知。
特点:
· 超低频响应
· 顶出连接器
· 高灵敏度
· 金属焊接密封
· 外壳隔离
· EMI/RFI屏蔽
应用:
· 建筑物震动监控
· 地震探测
· 桥梁监控
· 基础设施振动研究
· 结构测试