VAMCG (Velocity & Acceleration Multi -component Geophone)是具有动圈式速度检波器和 单分量或多分量的 MEMS加速度检波器同时采集功能的多分量检波� � （一般为 4分量）， 在 采集时可以同时提供地震信号的速度和加速度 两种参数： 该检波器由七大单元组成： 微机 电系统地震 3分量或单分量加速度传感器 MEMS Sensor 、 弱信号检测及反馈电路 ASIC、 动 圈式检波器 CG、 数字化单元 ADU、 控制模块 CM、 数据通信单元 CI和供电模块 PM ， 其中： 微机电系统地震 3分量或单分量加速度传感器 MEMS Sensor和弱信号检测及反馈电路 ASIC 用于完成加速度参数的采集和数字化功能， 圈式检波器 CG和数字化单元 ADU用于完成速 度参数的采集和数字化功能， 数据通信单元 CI提供与地震仪器主机系统的数据通信功能， 控制模块 CM控制弱信号检测及反馈电路 ASIC、 数字化单元 ADU、 数据通信单元 CI和供电 模块 PM。 即由 MEMS加速度检波器或者 3分量 MEMS加速度检波器和动圈式速度检波器组成的� � 分量检波器， 本发明把 MEMS加速度传感器和动圈式速度检波器结合成� �体， 成为一个可以 同时采集同一个接收点的速度和加速度两种物 理量的数字检波器（采集站）， 其具有对同一 个接收点进行速度和加速度双参数的信号采集 和接收功能， 可以使得后续数据处理和分析 在速度和加速度两种描述同一个接收点位移的 不同物理量领域进行， 并进行对比分析， 同 时， 能够更加精细地研究地震波的传播特性、 提高勘探精度的优点。 该检波器由七大单元组成:微机电系统地震加� �度传感器或 3分量加速度传感器 MEMS Sensor (Micro ElectroMechani cal Systems Sensor)、 弱信号检测及反馈电路 ASIC (Application Specific Integrated Circuits)> 动圈式检波器 CG (Coiling Geophone )> 数字化单元 ADU (Analog to Digi tal Unit), 控制模块 CM (Control Module)、 数据通信单 元 CI (Communication Interface)和供电模块 PM (Power Module)； 其中： 微机电系统地震 3分量加速度传感器 MEMS Sensor和弱信号检测及反馈电路 ASIC用于完成加速度参数的采 集和数字化功能，动圈式检波器 CG和数字化单元 ADL!用于完成速度参数的采集和数字化功 能， 数据通信单元 CI提供与地震仪器主机系统的数据通信功能， 控制模块 CM控制弱信号 检测及反馈电路 ASK：、 数字化单元 ADli、 数据通信单元 CI和供电模块 PM， 供电模块 PM用 于 （向其它单元） 提供电源支持。 本发明检波器具有对同一个接收点进行 1个速度参数和 1个或 3个 （3分量） 加速度 参数的信号采集和接收功能， 可以使得后续数据处理和分析在 1个速度参数和 1个或 3个 ( 3 分量） 加速度参数这多个描述同一个接收点位移的不 同物理量间进行， 并进行对比分 析。 本发明陆用速度及加速度双参数多分量数字地 震检波器对于更加精细地研究地震波的 传播特性、 对提高勘探精度具有重要意义。 可用于石油、 天然气、 煤田及矿产勘探、 地质 工程勘察、 地质灾害监测等方面， 是一种能够精细检测人工或天然地震信号并将 其转换成 数字信号的装置。 作为优化， 所述微机电系统地震单分量或 3分量加速度传感器 MEMS Sensor为垂直加 速度检波器 MEMSz或者由分别正交的 3组 MEMS传感器 MEMSx、 ME Sy和 MEMSz组成； 所述 动圈式检波器 CG为垂直分量 CGz检波器。而 CGz和 MEMSz的存在使其有对同一个接收点进 行速度和加速度两种参数的信号采集和接收的 功能， 可以使得后续数据处理和分析在速度 和加速度二个描述同一个接收点位移的不同物 理量领域进行， 并进行对比分析。 作为优化， 所述垂直分量检波器 CGz和加速度传感器垂直分量 MEMSz具有对同一个接 收点垂直分量速度和加速度两种参数的信号采 集和接收， 利用速度传感器 （动圈式检波器 CGz ) 和加速度传感器 （加速度传感器垂直分量 MEMSz )对同一个接收点上地震信号和噪音 的响应特性不同的这种特征， 建立起速度传感器和加速度传感器之间的关系 ， 用于提高分 辨率和信噪比， 检测微弱信号。 即垂直分量检波器 CGz和加速度传感器垂直分量 MEMSz具 有对同一个接收点垂直分量速度和加速度两种 参数的信号采集和接收， 但由于速度传感器 (动圈式检波器 CGz )和加速度传感器（加速度传感器垂直分量 MEMSz )对同一个接收点上 地震信号和噪音的响应特性不同， 利用这种特征， 可以建立起速度传感器和加速度传感器 之间的关系， 这有利于提高分辨率和信噪比， 检测微弱信号。 作为优化， 具有对同一个接收点迸行 1个速度参数和 1个或 3个 （3分量） 加速度参 数的信号采集和接收的功能， 可以使得后续数据处理和分析在由速度参数和 加速度参数这 些描述同一个接收点位移的不同物理量之间进 行， 并进行对比分析。 作为优化,所述微机电系统地震单分量或 3分量加速度传感器 MEMS Sensor和弱信号检 测及反馈电路 ASIC, 动圈式检波器 CG和数字化单元 ADU分别直接连接并集成为一体， 用 于避免模拟信号在电缆上的传送， 保留了弱信号的有效成分， 并提高抗干扰能力。 即微机 电系统地震加速度传感器或 3 分量加速度传感器 MEMS Sensor 和弱信号检测及反馈电路 ASIC, 动圈式检波器 CG和数字化单元 ADU分别直接连接并集成为一体。这种连接避免 了模 拟信号在电缆上的传送， 保留了弱信号的有效成分， 并提高了抗干扰能力。 作为优化， 所述控制模块 CM为嵌入式 CPU。 即控制模块 CM为嵌入式 CPU, 控制弱信号 检测及反馈电路 ASIC、 数字化单元 ADL'、 数据通信单元 CI和供电模块 PM。 作为优化， 把加速度传感器和动圈式检波器结合成一体， 成为 个可以同时采集同一 个接收点的 1个速度分量和 1个或 3个加速度分量的采集站。 作为优化，所述弱信号检测及反馈电路 ASIC为低噪音电容信号放大和大动态范围放大 的弱信号检测及反馈电路 ASIC， 与微机电系统地震加速度传感器或 3 分量加速度传感器 MEMS Sensor配合后达到 ] 10dB的动态范围；数字化单元 ADU采用 Cirrus Logic公司的 A/D 转换套件 CS3301A, CS5373A和 CS5378或 TI公司的 AD1282芯片。 作为优化， 整体结构由上盖 Rl、 引出电缆 R2、 电路板 R3、 正交 3分量或者垂直单分 量加速度地震传感器 MEMS Sensor, 动圈式检波器 CG、 外壳 R4和尾锥 R5等组成； 外壳 R4 为 2层结构， 下层底部放置动圈式检波器 CG， 在动圈式检波器 CG上放置 3分量或单分量 传感器 MEMS Sensor, 外壳 R4内部上层放置电路板 R3; 弱信号检测及反馈电路 ASIC、 数 字化单元 ADU、 控制模块 CM、 数据通信单元 CI和供电模块 PM集成于电路板 R3上； 动圈式 检波器 CG、3分量或单分量的传感器 MEMS Sensor和电路板 R3由上盖 R1封装在外壳 R4内， 动圈式检波器 CG引出信号线连接到电路板 R3上， 3分量或单分量传感器 MEMS Sensor也 引出信号线连接到电路板 R3上。 作为优化， 由电路板 R3引出二对电缆， 其中一对负责为陆用速度及加速度双参数多分 量数字地震检波器， 另一对作为数据线， 尾锥安装在外壳的下端并作为接地部件； 所述电 路板 R3为垂直安装或者水平安装。 采用上述技术方案后，本发明陆用速度及加速 度双参数多分量数字地震检波器具有对同 一个接收点进行 1个速度参数和 1个或 3分量加速度参数的信号采集和接收功能， 可以使 得后续数据处理和分析在 1个速度参数和 1个甚至 3分量加速度参数这多个描述同一个接 收点位移的不同物理量间进行， 并进行对比分析， 能够更加精细研究地震波传播特性的， 显著提高勘探精度的优点。 是一种能够精细检测人工或天然地震信号并将 其转换成数字信 号的装置， 可用于石油、 天然气、 煤田及矿产勘探、 地质工程勘察、 地质灾害监测等方面。 附图说明 图 1是使用单分量 MEMS的本发明陆用速度及加速度双参数多分量� �字地震检波器的原 理框图； 图 2是使用 .≡分量 MEMS的本发明陆用速度及加速度双参数多分量� �字地震检波器的原 理框图； 图 3是本发明陆用速度及加速度双参数多分量数� �地震检波器的整体结构示意图。 具体实施方式 如图所示，本发明装置陆用速度及加速度双参 数多分量数字地震检波器是具有动圈式速 度检波器和单分量或多分量的 MEMS加速度检波器同时采集功能的多分量检波� �，在采集时 可以同时提供地震信号的速度和加速度两种参 数： 该检波器由七大单元组成： 微机电系统 地震 3分量或单分量加速度传感器 MEMS Sensor 、 弱信号检测及反馈电路 ASK、 动圈式检 波器 CG、 数字化单元 ADLI、 控制模块 CM、 数据通信单元 CI和供电模块 PM ， 其中： 微机电 系统地震 3分量或单分量加速度传感器 MEMS Sensor和弱信号检测及反馈电路 ASIC用于完 成加速度参数的采集和数字化功能，动圈式检 波器 CG和数字化单元 ADU用于完成速度参数 的采集和数字化功能， 数据通信单元 CI提供与地震仪器主机系统的数据通信功能， 控制模 块 CM控制弱信号检测及反馈电路 ASIC、数字化单元 ADU、数据通信单元 CI和供电模块 PM。 所述微机电系统地震单分量或 3分量加速度传感器 MEMS Sensor为垂直加速度检波器 MEMSz或者由分别正交的 3组 MEMS传感器 MEMSx、 MEMSy和 MEMSz组成； 所述动圈式检波 器 CG为垂直分量 CGz检波器；而 CGz和 MEMSz的存在使其有对同一个接收点进行速度和� �� 速度二个分量的信号采集和接收的功能， 可以使得后续数据处理和分析在速度和加速度 二 个描述同一个接收点位移的不同物理量领域进 行， 并进行对比分析。 所述垂直分量检波器 CGz和加速度传感器垂直分量 MEMSz对同一个接收点垂直分量速 度和加速度二个参数的信号采集和接收， 利用速度传感器和加速度传感器对同一个接收 点 上地震信号和噪音的响应特性不同的这种特征 ， 建立起速度传感器和加速度传感器之间的 关系， 用于提高分辨率和信噪比， 检测微弱信号。 对同一个接收点进行 1个速度参数和 1个加速度参数乃至 3个不同分量的加速度参数 的信号采集和接收， 使后续数据处理和分析可以在 1个速度参数和 3分量加速度参数这 4 个描述同一个接收点位移的不同物理量间进行 ， 并进行对比分析。 所述微机电系统地震单分量或 3分量加速度传感器 MEMS Sensor和弱信号检测及反馈 电路 ASIC, 动圈式检波器 CG和数字化单元 ADU分别直接连接并集成为一体， 避免模拟信 号在电缆上的传送， 保留弱信号的有效成分， 提高抗干扰能力。所述控制模块 CM为嵌入式

CPU。 把加速度传感器和动圈式检波器结合成一体， 成为一个可以同时采集同一个接收点的

1个速度分量和 1个加速度分量或者 3个加速度分量的采集站。 所述弱信号检测及反馈电路 ASK为低嗓音电容信号放大和大动态范围放大的 弱信号检 测及反馈电路 ASIC, 与微机电系统地震单分量或者 3分量加速度传感器 MEMS Sensor配合 后达到 110dB的动态范围；数字化单元 ADU采用 Cirrus Logic公司的 A/D转换套件 CS3301A、 CS5373A和 CS5378或 ΤΓ公司的 AD1282芯片。 整体结构由上盖 Rl、 引出电缆 R2、 电路板 R3、 正交 3分量或者垂直单分量加速度地 震传感器 MEMS Sensor,动圈式检波器 CG、外壳 R4和尾锥 R5等组成； 外壳 R4为 2层结构， 下层底部放置动圈式检波器 CG， 在动圈式检波器 CG上放置 3分量或单分量传感器 MEMS Sensor, 外壳 R4内部上层放置电路板 R3; 弱信号检测及反馈电路 ASIC、 数字化单元 ADU、 控制模块 CM、 数据通信单元 CI和供电模块 PM集成于电路板 R3上； 动圈式检波器 CG、 3 分量或单分量的传感器 MEMS Sensor和电路板 R3由上盖 R1封装在外壳 R4内， 动圈式检波 器 CG引出信号线连接到电路扳 R3上， 3分量或单分量传感器 MEMS Sensor也引出信号线 连接到电路板 R3上。 由电路板 R3引出二对电缆， 其中一对负责为陆用速度及加速度双参数多分 量数字地震 检波器， 另一对作为数据线， 尾锥安装在外壳的下端并作为接地部件； 所述电路板 R3为垂 直安装或者水平安装。 具体可以是具有对同一个接收点进行一个速度 分量和一个或 3 个加速度分量的信号采 集和接收功能， 可以使得后续数据处理和分析在 1个速度参数和加速度参数这两种描述同 一个接收点位移的不同物理量间进行， 并进行对比分析。 同时由于速度传感器 （动圈式检 波器 CG) 和加速度传感器 （微机电系统地震传感器 MEMS Sensor) 对同一个接收点地震信 号和噪音的响应特性不同， 换句话说， 地震有效信号和各种噪音在速度和加速度这二 种物 理量上具有不同的表现特征， 利用这种特征， 更加有利于提高分辨率和信噪比， 检测微弱 信号。 参见图 1， 本发明地震检波器使用单分量 MEMS 由七大单元组成的： 微机电系统地震传 感器 MEMS Sensor (Micro 曰 ectroW!echanical Systems Sensor)、 动圈式检波器 CG ( Coiling Geophone) . 弱信号检测及反馈电路 ASIC (Application Specific Integrated Circuits), 数字化单元 ADU (Analog to Digital Unit), 控制电路 CM(Control Module). 数 据通信单元 CI(Communication Interface)和供电电路 PM (Power Module)。 参见图 2，本发明装置陆用速度及加速度双参数多分� �数字地震检波器使用三分量 MEMS 由七大单元组成的四分量检波器： 微机电系统地震传感器 MEMS Sensor (Micro Electromechanical Systems Sensor)、弱信号检测及反馈电路 ASIC (Appl ication Specific Integrated Circuits), 动圈式检波器 CG (Coiling Geophone), 数字化单元 ADU (Analog to Digital Unit ) , 控制电路 CM (Control Modul e) , 数据通信单元 CI (Communication Interface)和供电电路 PM (Power Module)。 微机电系统地震传感器 MEMS Sensor采用中国科学院上海微系统与信息技术研 究所研 制的 M S地震传感器， 弱信号检测及反馈电路 ASIC按照设计进行定制， 两个器件配合后 可以达到 110dB的动态范围，达到了国际先进水平。数字� ��单元 ADU可以采用 Cirrus Logic 公司的 A/D转换套件 CS3301A, CS5373A和 CS5378或 TI公司的 AD1282芯片。 本发明的陆用速度及加速度双参数多分量数字 地震检波器中的微机电系统地震传感器 MEMS Sensor为典型的加速度传感器， 它和弱信号检测及反馈电路 ASIC完成了加速度参数 的接收和数字化功能。 本发明的陆用陆用速度及加速度双参数多分量 数字地震检波器中的动圈式检波器 CG为 典型的速度传感器， 它和数字化单元 ADU完成了速度参数的接收和数字化功能。 本发明装置把 MEMS加速度传感器和动圈式速度检波器结合成� �体，成为一个采集站（数 字检波器）， 从而可以同时采集同一个接收点的 1个速度分量和 1或 3个加速度分量。 本发明的陆用速度及加速度双参数多分量数字 地震检波器中的弱信号检测及反馈电路 ASIC 采用低噪音电容信号放大技术和大动态范围放 大技术， 有利于检测弱信号成分,提高 了传感器的动态范围， 使得动态范围达到地震勘探的需求。 本发明的陆用速度及加速度双参数多分量数字 地震检波器中的微机电系统地震传感器 MEMS Sensor和弱信号检测及反馈电路 ASIC, 直接连接并集成为一体； 动圈式检波器 CG和 数字化单元 ADU直接连接并集成为一体。 这种连接避免了模拟信号在电缆上的传送， 保留 了弱信号的有效成分， 并提高了抗干扰能力。 本发明的陆用速度及加速度双参数多分量数字 地震检波器中的控制电路 CM 为嵌入式 CPU,控制弱信号检测及反馈电路 ASIC：、数字化单元 ADU、数据通信单元 CI和供电电路 PM。 本发明的陆用速度及加速度双参数多分量数字 地震检波器中的数据通信单元 CI提供了 与地震仪器主机系统的数据通信功能。 本发明的陆用速度及加速度双参数多分量数字 地震检波器， 整体结构 （参见图 3) 由上 盖 Rl、 引出电缆 R2、 电路板 R3、 微机电系统单分量或 3分量地震传感器 MEMS Sensor 动 圈式检波器 CG、 外壳 R4和尾锥 R5等组成。 外壳 R4为 2层结构， 下层底部放置动圈式检 波器 CG， 在动圈式检波器 CG上放置单分量或 3分量传感器 MEMS Sensor, 外壳 R4内部上 层放置电路板 R3。 弱信号检测及反馈电路 ASIC、 数字化单元 ADU、 控制模块 CM、 数据通信 单元 CI和供电模块 PM集成于电路板 R3上。动圈式检波器 CG、单分量或 3分量传感器 MEMS Sensor和电路板 R3由上盖 R1封装在外壳 R4内， 动圈式检波器 CG引出信号线连接到电路 板 R3上， 单分量或 3分量传感器 MEMS Sensor也引出信号线连接到电路板 R3上。 由电路 板 R3引出二对电缆， 其中一对负责为陆用速度及加速度双参数多分 量数字地震检波器， 另 一对作为数据线， 尾锥安装在外壳的下端并作为接地部件。 为方便起见， 图 2中的电路板 R3也可以采用水平安装。