TF储存卡
差分输 出仪表运
放
24位 A/D转 换器
磁耦 隔离
STM32
M触屏
地震检测器
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加速度信号由MEMS加速度传感器采集 经过仪表运放的信号调理后输入24 位A/D 转
换器 A/D 转换器经过SPI 通信接口输出经转换的
数字信号， 通过磁耦隔离芯片，将SPI 输出的数字信号传
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7 MEMS加速度传感器
微机电系统（micro electro mechanical system MEMS)将微型 传感器、微型执行器、信号处理器、控 制电路等等集于一体的微型器件。体积 小，重量轻，灵敏度高，动态范围大等 优点。便于地震波采集结点的微型化， 智能化，有利于采集系统的系统集成和 现代嵌入式技术的应用。
地震勘探：即利用人工震源产生地壳振 动进而产生地震波，地震波会在各岩层 分界面发生反射和透射，通过使用地震 采集系统采集数据，推断出地质构造图， 确定各矿藏的位置。
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4 地震预警原理
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P 波震相的初至通过实时采集的地震波 数据，配合长短时平均比（STA/LTA） 算法进行识别；在检测到P 波到来之后 ，通过固定时间窗的AIC 准则估计出 更为准确的P 波的震相到达时刻。
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使用精密电压源芯片输出+2.5v 电压作为信号调 理电路差分信号的共模电压和模数转换芯片的基
准电压
精密电压基准芯片REF5025，其温漂最高达3ppm/°C 精度地震检达测器 到0.05%，最大输出电流为±10mA
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采集频率50Hz 采样率(0~30Ksps)和信号放大倍数(1~64 倍)编程可调
至微控制器 微控制器通过触屏接受命令，将数据转换为
实时波形显示在LCD 显示屏上，或者将数据 存储在TF 卡内
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12 数字电路和模拟电路
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地震检测器
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地震预警
LCD 液晶显示屏显示地震波加速度波形和长 短时平均值比（STA/LTA）变化曲线。连续将 计算出的长短平均比（Rate）与预设阈值（ THR）进行对比，检测P 波是否初至，一旦检 测到P 波初至信号，立即在LCD 上标出到时 ，并启用固定窗AIC 准则计算P 波精确到时 ，并在LCD 上标出精度到时位置。同时不断 的将采集到的加速度值存入TF 卡内的指定文 件中。
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采用集成了驱动芯 片的显示面板LCD 实现地震波采集系 统的数据显示功能 ，触屏控制功能， 面板中包含了液晶 屏和触摸屏的驱动 电路，具体使用 LIL9320 芯片驱动 液晶屏，通过 ADS7843 实现液晶 屏的触摸功能
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存储模块是数据采集系统不可或缺的部分，主要
用于存储采集到的地震波数据以供将来分析或备
22 系统硬件设计总体框图
2.5V 精密 电压基准
模拟电源 数字电源
TF 储存 卡
差分输出 仪表运放
24 位 AD 转换器
磁耦隔离
STM32
MEMS 传感器
地震检测器
系统电源
LCD 触屏
Bye Bye
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地震检测器
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发展
传感器的发展过程是从简单到复杂，从检测单一频率信息向 宽频带方向发展。
1875年，意大利首次研究出两分向地震仪； 1881年，日本开发了三分向地震仪； 1906年，俄罗斯首次研制第一台电磁式地震仪； 1922年，扭力地震仪出现； 1930年，变阻式地震仪产生； 1976年，瑞士研制第一台数字化地震仪， 1994年，蔡亚先等研制了JCZ-1甚宽频带数字地震仪 近代，MEMS传感器进入主流
份使用
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1. 高灵敏度：1V/g 2. 大加速度测量范围： ±2g 3. 大动态范围：120dB 4. 低频响应：DC~500Hz 5. 双电源供电：供电电压 为±6V ∼ ±15V 6. 低功耗：13mA（±6V 工作时） 7. 工作温度范围：-20°C ∼ +60°C
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MSCA3002
地震检波器
——MEMS加速度传感器
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2 研究意义：
随着社会的发展，地震波数据采集在生 产实践中起着越来越大的作用。
地震波数据采集的实际应用主要包括地 震预警，地震勘探，建筑物抗震检测， 管道安全监测，振动源识别和物体的落 点定位等方面。
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地震预警：利用天然地震波中P波传播 速度更快，先于有交大破坏性的S波和 面波到来的特点，根据采集的P波信息 数据较早的确认地震的发生。
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图为colibrys 公司生产 的工业级地震测量专用 电容性加速度传感 器Sf1500sa，其动态 范围达到120dB，灵敏 度达到2.4v/g，宽信 号频率响应范围在 0~2000Hz。
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工作原理
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10 系统硬件设计总体框图
2.5V精 密电压 基准
模拟电源 数字电源