【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山微震监测，具体涉及一种集成式一体化的矿用微震传感器。
技术介绍
1、煤炭是重要的化石能源，在开采深部煤炭资源的过程中，面临难度大、煤与瓦斯突出、冲击地压及其复合动力灾害的威胁。目前，煤矿主要采用微震监测、地应力监测及钻屑量监测等手段进行动力灾害的预测及预警，监测数据的准确及稳定性一直是困扰煤矿技术人员的问题。
2、微震监测技术是当前效果较好的区域动力灾害监测技术之一，微震监测技术被大量应用到世界各采矿大国中，微震技术通过监测地下岩石破裂或流体作用产生的微弱震动信号，可以对破裂源进行定位、计算能量释放、求解震源参数；进而作为划分井下危险区域的重要依据，在矿山采掘过程中，对可能威胁矿山安全生产的动力灾害进行预警预报。
3、传统的微震监测系统通常包括检波器、井下信号分站及地面中心站；检波器将转换后的电信号传送至井下信号分站进行数字化采样及模数转换完场初步处理，随后数字信号被传输至井上地面中心站，地面站对接收到的各个通道的微震数据进行汇总并存储，随后，微震数据需要采用专用的数据分析软件进行进一步处理并给出对应的监测分析报告。
4、目前矿山微震系统的使用还存在诸多不完善之处，尤其是微震传感器与井下地质体的耦合度较低，微震信号长距离传输过程衰减并受井下机电设备的干扰严重，无法满足当前矿山智能化和精细化管理的需求，微震传感器采集数据的质量直接决定了煤矿微震监测数据的准确性，影响了煤矿对当前安全生产状况的预判，微震监测系统需要足够准确以免给出大量误报，另一方面，微震监测系统也需要足够灵敏，能
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种集成式一体化的矿用微震传感器，以提高微震传感器采集信号的精度及保证信号长距离传输的稳定性，促进微震监测技术在矿山动力灾害防治领域的监测预警作用。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种一体化的矿用微震传感器，包括：检波器、信号处理模块和金属壳体；
4、所述检波器用于将震动信号通过电磁感应的方式转化为可测量并采集的模拟电压信号；
5、所述信号处理模块用于对所述模拟电压信号进行滤波、信号放大调制、数模转换以及进行电平转换，得到分站信号；
6、所述检波器和所述信号处理模块安装在所述金属壳体内部，所述金属壳体用于隔离密封。
7、优选的，所述检波器包括：可上下移动的线圈、固定位置的磁钢和固定器；
8、所述检波器通过所述固定器固定，所述固定器的两脚处通过螺栓与所述金属壳体进行固定；
9、当所述检波器接收到特定方向的震动波时，所述线圈和所述磁钢会产生相对运动，所述线圈两端会产生所述模拟电压信号。
10、优选的，所述信号处理模块包括：滤波器、放大器、模数转换芯片、处理器和电平转换芯片；
11、所述滤波器分别与所述检波器和所述放大器连接，所述滤波器用于滤除所述模拟电压信号中的噪声成分，得到第一模拟信号；
12、所述放大器还与所述模数转换芯片连接，所述放大器用于将滤波后的所述第一模拟信号进行放大，得到第二模拟信号；
13、所述模数转换芯片还与所述处理器连接，所述模数转换芯片用于将所述第二模拟信号进行高速采样，生成数字信号；
14、所述处理器还与所述电平转换芯片连接，所述处理器用于对所述数字进行分析打包；
15、所述电平转换芯片用于将打包后的所述数字信号转换为所述微震差分信号；
16、所述处理器还用于将所述微震差分信号进一步打包，得到分站信号。
17、优选的，所述滤波器由若干低通滤波器和若干高通滤波器组合构成。
18、优选的，所述放大器采用独立的运算放大器。
19、优选的，所述模数转换芯片采用delta-sigma型，采样精度大于等于24bits，对应的采样率不低于5khz，支持多通道采样。
20、优选的，所述金属外壳采用不锈钢制作，端盖处采用密封胶圈及螺栓进行固定，线缆连接处采用航空插座，插座内带有密封橡胶圈，并通过螺纹进行紧固。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
22、(1)本专利技术的微震传感器采用一体化设计，将数据采集及处理模块集成到传感器内部，适用于矿山动力灾害监测、采动危险性评价及采掘活动监测等多种用途。传统的微震监测系统通常需要独立的数据采集设备和处理单元，增加了系统的复杂性和成本。而该一体化设计的微震传感器通过将数据采集及处理模块集成到传感器内部，实现了紧凑而高效的监测解决方案；
23、(2)本专利技术的一体化的设计使得该微震传感器具有高灵敏度和较宽的频率响应范围，能够准确地捕捉到井下发生的微小震动信号。传感器内部的数据采集模块能够即时获取传感器接收的震动信号，并将其转化为数字数据进行处理。数据处理模块则能够对采集到的数据进行实时分析和解读，从而提供及时的监测信息；
24、(3)本专利技术的一体化传感器可以直接将井下煤岩体微破裂的震动信号转化为适合长距离稳定传输的差分数字信号，本申请可以就近在传感器端完成微震信号的数字化采样以及初步处理，能够提高监测数据的准确性，简化矿山微震监测系统的部署难度，提升煤矿安全监测能力。
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1.一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，包括：检波器、信号处理模块和金属壳体；
2.根据权利要求1所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述检波器包括：可上下移动的线圈、固定位置的磁钢和固定器；
3.根据权利要求1所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述信号处理模块包括：滤波器、放大器、模数转换芯片、处理器和电平转换芯片；
4.根据权利要求3所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述滤波器由若干低通滤波器和若干高通滤波器组合构成。
5.根据权利要求3所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述放大器采用独立的运算放大器。
6.根据权利要求3所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述模数转换芯片采用Delta-Sigma型，采样精度大于等于24bits，对应的采样率不低于5kHz，支持多通道采样。
7.根据权利要求1所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述金属外壳采用不锈钢制作，端盖处采用密封胶圈及螺栓进行固定，线缆连接处采用航空插座，插座内带有密封橡胶圈，并通过螺纹进
...【技术特征摘要】
1.一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，包括：检波器、信号处理模块和金属壳体；
2.根据权利要求1所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述检波器包括：可上下移动的线圈、固定位置的磁钢和固定器；
3.根据权利要求1所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述信号处理模块包括：滤波器、放大器、模数转换芯片、处理器和电平转换芯片；
4.根据权利要求3所述一种一体化的矿用微震传感器，其特征在于，所述滤波器由若干低通滤波器和若干高通滤波器组合构成。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈栋，贾海珊，王恩元，李敬业，赵胜磊，张夏炎，孙炜辰，杨恒泽，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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