地震信号检测新机理研究
摘 要： 从普通磁电式速度传感器在地震信号检测时的先天不足和固有缺陷出发，提出了一种基于磁阻尼的超低频绝对振动检测机理。并以单片机为核心，硬件和软件结合，智能化处理数据，检测出低频地震信号，在地震检测与预警方面有一定实用价值。
关键词： 超低频振动检测； 地震信号； 磁电式速度传感器； 信号分析
中图分类号： TN911.7⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）21⁃0111⁃02
0 引 言
地震波动相对于惯性空间是没有静止参考点（即基准）的。其振动频率低，属于超低频（1 Hz及以下）绝对振动的范畴。就目前用于低频绝对振动测量惯性式（磁电式）速度传感器由于机械结构上的限制，只能检测频率在5 Hz及以上的信号，因此地震前兆信号的检测也就成了一个难题。
针对磁电式速度传感器存在的缺陷，笔者提出一种全新的基于磁阻尼的超低频绝对振动检测的地震式低频传感器，此传感器体积小、质量轻，具有较高的灵敏度。并以单片机为核心，智能化处理数据，能很好的完成地震低频振动信号的测量分析工作。
1 磁电式速度传感器的力学模型和固有缺陷
磁电式速度传感器其力学模型可简化为一个弹性系数为[k]的弹簧K、质量为[m]的惯性质量块M和阻尼C三部分组成的单自由度系统，如图1所示。
该系统的机械固有角频率：
[ω0=2πf0=km] （1）
由式（1）可知，减少弹簧的弹性系数[k]和增大质量块的质量[m，]可降低传感器的固有频率[f0。]但这将导致弹簧受质量块作用的静伸长大大增加[1]。若减小[k，]则弹簧K难以支撑质量块M，经过运输颠簸或长时间运作后，弹簧可能产生形变，改变系统原有参数，难以调回原来状态，从而对测量带来误差。若增大质量块的质量[m，]则会使传感器变的笨重和庞大，对运输安装传感器都带来麻烦。在重力场中弹簧的位移[y]与重力、弹性系数的关系为：
式中：[g]为重力加速度常数。由该式中不难看出，若[f0=]1 Hz，则弹簧的静伸长[y=]25 cm。这样一来传感器重量和体积均显著增大，而且当被测物体较小时，将影响被测物体的质量，最终影响测量精度。即使[f0]取5 Hz，惯性质量块与壳体间的相对位移已达近1 cm，这已是很不容易的事了[2]。因此要直接检测超低频绝对振动，磁电式速度传感器有其机械结构上的先天不足。
2 新型地震式低频传感器原理
新型地震式低频传感器是用永久性磁铁和线圈代替原来的机械阻尼来工...
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