专利名称：地埋式拾音器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，更确切地说是涉及一种拾音器，或称声音传感器，特别可埋设在地下使用，用于探测埋设点周边范围内的地面或地下声。
从目前的现状来看，国内外普遍使用的安全防范探测手段有红外线、振动、摄像、超声波、微波等。这些探测手段都有它们固有的使用范围从而产生一定的使用局限性。如红外线探测，就容易受安装环境的限制；振动探测只检测振动而不能判断振动类型，因而很容易造成误报；摄像探测则容易造成死区和误区，而且容易被发现；微波探测则由于穿透力强很容易受外界干扰。以上种种，都会影响报警的正确性。这些传统的安全防范报警方式，因探测器所传导的信号，本身就包括了真实的报警信号和虚假的报警信号；此外，在某些需要探测的区域内，由于环境或其它原因无法放置常规监控设备时，就形成了不能探测到的死区，因而，存在漏报、误报、死区、探测区域小等缺点也就在所难免了。在防范空间较大、防范点又比较分散、地形环境又比较复杂的情况下，如文物保护区域内，一般的报警设备将无法满足要求。
目前大部分的防范设备，如红外线探测设备、空间驻极体探头、摄像机等，都是放置在地面上的可视范围空间内，很容易被发现，因而只要避开其防范区或直接破坏掉这些探测装置，则很容易破坏安全防范报警设备的安全报警作用，难免会在已经设置了安全防范报警系统的环境中，还会发生盗窃作案、进行肆意破坏的问题。
特别是在野外文物防盗、监狱防逃/防暴、军事基地周界防越、重要物质仓库防盗、边境线防偷渡/防走私、油田/矿山野外设施防盗、高档社区周界防范等众多应用领域，其周界防范区域的环境大都比较复杂，探测设备探测到的音频信号可能是正常的如火车声、正常的人或动物干扰、下雨等等环境噪声，也可能是需要被防范的声音，若采用普通的声控报警系统，只要探测器探测到的声音强度超出了预设的门限值，主机系统就会进行声控报警，不可能先区分出是需要被防范的声音然后再报警。因此类似的现有报警方式很容易误报。
地下拾音报警系统，将其前端探测器埋设于地下，既可检出地面上走道、说话的声音，又可探测出地下掘地挖洞的声音。由于采用地下防范，且防范的区域十分隐蔽，无形中给防范对象造成很强的威慑力。另外，对于声音信号来说，在空气中的传输距离肯定要小于在固体中的传输距离，因此采用地下固体传导声音可大大提高探测的范围，由此提高监控系统的综合利用率。
使用埋设于地下的拾音器作为监控报警系统的前端探测器，同时由于探测的距离较远，没有环境或地形等特殊要求，探测器与探测器间通过复核区可形成完整的监控区，真正实现无死区、无漏报、无误报。
实现本实用新型目的的技术方案是这样的一种地埋式拾音器，其特征在于包括共振腔和电路盒；共振腔中设置有压电陶瓷片，电路盒中设置有拾音放大输出电路，压电陶瓷片与拾音放大输出电路电连接。
所述的共振腔与电路盒通过空心螺杆固定联结成整体，空心螺杆中穿有压电陶瓷片的输出信号线。
所述的拾音放大输出电路包括高阻输入前置电路、选频放大电路和隔离放大电路；高阻输入前置电路的输入端连接所述的压电陶瓷片，高阻输入前置电路的输出端连接选频放大电路，选频放大电路连接隔离放大电路，隔离放大电路输出放大的拾音信号。
所述的共振腔是一带有顶、底面结构的园筒形金属空心体，所述的压电陶瓷片通过信号线吊置在共振腔体内或贴置在顶面结构体上。
所述的顶面结构是一顶盖，顶盖底面上设置有顶针，顶针顶端与所述的压电陶瓷片接触。
所述的共振腔是一带有顶、底面结构的园筒形金属空心体，所述的压电陶瓷片贴置在顶面结构体上。
所述园筒形金属空心体的高度与其顶面直径相等。
所述园筒形金属空心体的高度是其顶面直径的一半。
所述的共振腔是一金属六面空心立方体，所述的压电陶瓷片有多个，分别贴设在除底面以外的其余面上，多个压电陶瓷片并联连接。
本实用新型的地埋式拾音器，有探测距离远、音频工振频率高、噪音低及灵敏度高的特点。经试验，其有效探测距离为地上半径10m，地下半径20m。若采用多个这样的地埋式拾音器作为地下拾音报警系统的前端探测器，其无重叠的有效探测区域面积可大于20000平方米，周界周长可大于1280米，形成一地下立体探测区域。可以适用于大面积、地形复杂、监控防范环境恶劣的情况中。
图4是本实用新型地埋式拾音器共振腔的另一种实施例结构示意图；图5是本实用新型地埋式拾音器共振腔的又一种实施例结构示意图；图6是本实用新型地埋式拾音器共振腔的再一种实施例结构示意图。
顶盖41内顶面向下垂直设置顶针46，顶针46的尖部抵触压电陶瓷片31，利于接收声音的纵波。本实施例的共振腔42为园柱形空心筒体。
参见图2，为地埋式拾音器的电原理框图，由压电陶瓷片31、高阻输入前置电路32、选频放大电路33和隔离放大电路34顺序连接组成。地埋式拾音器埋设在地下，其主要功能是接收地下、地面的音频信号，接收频率范围为200Hz～4000Hz，采用压电陶瓷片31来探测地音。
参见图3，是图2所示电原理图的拾音电路，压电陶瓷片T1(31)探测地音，由V1(K30A)场效应管及其外围元件连接构成高阻输入前置电路32，进行初级放大，由运算放大器U1B(LM258)连接阻容网络(带通滤波器)构成选频放大电路33，滤掉高频及低频成份，提取出所需的声音信号输出，和由运算放大器U1A(LM258)构成隔离放大电路34，用于输出隔离，输出声音信号送后续处理电路。图中U1是三端9V稳压器件，对来自后续处理电路的电源进行稳压后为拾音电路供电。
参见图4，图4所示的共振腔421为金属园柱形空心筒体，其高度与直径相同，都为600厘米，压电陶瓷片31贴设在筒体的内顶面上。
参见图5，图5所示的共振腔422也为金属园柱形空心筒体，但其高度是直径的一半，即高度为600厘米，直径为1200厘米，压电陶瓷片31贴设在筒体的内顶面上。
参见图6，图6所示的共振腔423是一金属正方形空心体，长、宽、高均为600厘米，采用五个并联或串联的压电陶瓷片31，分别贴设在正方形空心体内的左、右、前、后、顶面上。
通过变换共振腔42的形状、尺寸、选择不同的金属材料及材料的厚度，和改变压电陶瓷片31在共振腔42中的设置位置及设置结构，和调整压电陶瓷片31的中心频率，可达到增加探测距离、改变音频共振频率、降低噪音信号和提高探测精度的效果。
权利要求1.一种地埋式拾音器，其特征在于包括共振腔和电路盒；共振腔中设置有压电陶瓷片，电路盒中设置有拾音放大输出电路，压电陶瓷片与拾音放大输出电路电连接。
2.根据权利要求1所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述的共振腔与电路盒通过空心螺杆固定联结成整体，空心螺杆中穿有压电陶瓷片的输出信号线。
3.根据权利要求1所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述的拾音放大输出电路包括高阻输入前置电路、选频放大电路和隔离放大电路；高阻输入前置电路的输入端连接所述的压电陶瓷片，高阻输入前置电路的输出端连接选频放大电路，选频放大电路连接隔离放大电路，隔离放大电路输出放大的拾音信号。
4.根据权利要求1所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所达的共振腔是一带有顶、底面结构的园筒形金属空心体，所述的压电陶瓷片通过信号线吊置在共振腔体内或贴置在顶面结构体上。
5.根据权利要求4所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述的顶面结构是一顶盖，顶盖底面上设置有顶针，顶针顶端与所述的压电陶瓷片接触。
6.根据权利要求1所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述的共振腔是一带有顶、底面结构的园筒形金属空心体，所述的压电陶瓷片贴置在顶面结构体上。
7.根据权利要求6所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述园筒形金属空心体的高度与顶面直径相等。
8.根据权利要求6所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述园筒形金属空心体的高度是顶面直径的一半。
9.根据权利要求1所述的一种地埋式拾音器，其特征在于所述的共振腔是一金属六面空心立方体，所述的压电陶瓷片有多个，分别贴设在除底面以外的其余面上，多个压电陶瓷片并联或串联连接。
专利摘要本实用新型涉及一种地埋式拾音器，是专为地下拾音报警系统设计的声音探测器。包括共振腔(42)和电路盒(45)，共振腔与电路盒通过空心螺杆(44)固定联结成整体。共振腔中设置有压电陶瓷片(31)，可贴设在共振腔的内面上或吊设在共振腔内。电路盒中设置有拾音放大输出电路，压电陶瓷片与拾音放大输出电路电连接。拾音放大输出电路由高阻输入前置电路、选频放大电路和隔离放大电路顺序连接构成。高阻输入前置电路连接压电陶瓷片。本地埋式拾音器，可与传统的空间拾音器兼容。可应用于野外文物防盗、监狱防逃/防暴、军事基地周界防越、重要物质仓库防盗、边境线防偷渡/防走私、油田/矿山野外设施防盗、高档社区周界防范等众多领域。
文档编号H04R17/02GK2590320SQ0228517
公开日2003年12月3日 申请日期2002年11月11日 优先权日2002年11月11日
发明者陈裕芬, 吴海福, 何冰 申请人:北京寰宇宸投资顾问有限公司