專(zhuān)利名稱(chēng)：地震短臨預(yù)報(bào)儀的制作方法
地震短臨預(yù)報(bào)儀
本發(fā)明是關(guān)于地震發(fā)生前的短期臨震預(yù)報(bào)的儀器，尤指一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)地震 前兆電磁輻射的智能化地震短臨預(yù)報(bào)的儀器。
一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)是，由本發(fā)明人等原先開(kāi)發(fā)的《地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀》(原
實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)ZL97203809.4)，它是由多參數(shù)檢測(cè)電路和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu) 成，對(duì)地下的電磁輻射信號(hào)、地溫和水位等地震前兆信號(hào)進(jìn)行巡回監(jiān)測(cè)、顯示和 記錄，用模糊規(guī)則對(duì)地震進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的儀器。但是，該《地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀》其 接收電磁輻射信號(hào)的天線(xiàn)的參數(shù)未確定，而它是與監(jiān)測(cè)距離等有直接關(guān)系的重 要參數(shù)，影響震中位置的預(yù)報(bào)；同時(shí)，該《地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀》對(duì)地震前兆電磁 輻射的最佳監(jiān)測(cè)頻段數(shù)偏少，影響識(shí)別與量化的準(zhǔn)確度，而地溫和地下水位與 地震的對(duì)應(yīng)性和特征的確定性不佳，其對(duì)預(yù)報(bào)判據(jù)的貢獻(xiàn)不大。同時(shí)，隨著科 學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，原先所用元件已落 后或已被淘汰。綜上所述，該《地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀》難于準(zhǔn)確的判定地震預(yù)報(bào)的 三要素——震中位置、發(fā)震時(shí)間和震級(jí)，難于實(shí)現(xiàn)地震的短臨預(yù)報(bào)。
本發(fā)明的目的在于，提供一種用特定參數(shù)的鉆井垂直天線(xiàn)對(duì)臨震電磁輻射 關(guān)鍵的三個(gè)頻段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，配之相適應(yīng)的測(cè)量放大和轉(zhuǎn)換電路以及單片計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)，提高模糊識(shí)別和量化的準(zhǔn)確度，能更準(zhǔn)確的確定地震預(yù)報(bào)的三要素——震 中位置、發(fā)震時(shí)間和震級(jí)，實(shí)現(xiàn)地震短臨預(yù)報(bào)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，由鉆井垂直天線(xiàn)接收地下的電磁波信號(hào)，經(jīng)前置放 大器放大后，分別把l 15Hz， 1.9KHz和1Hz 5KHz三個(gè)頻段信號(hào)送入各相應(yīng) 頻道進(jìn)行放大，再由交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換器把交變信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，進(jìn)入單片計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、模糊識(shí)別和量化處理，用模糊判據(jù)對(duì)地震作出短臨預(yù) 報(bào)。
本發(fā)明的鉆井垂直天線(xiàn)[1]可以是，安裝在50 100米范圍深的鉆井內(nèi)的 垂直天線(xiàn)。
本發(fā)明可以是，1 15Hz極低頻頻段的測(cè)量放大和轉(zhuǎn)換通道，由15Hz低通 放大器[3]、程控增益放大器[6]和交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換器[9]組成:1.9KHz頻率 的測(cè)量放大和轉(zhuǎn)換通道，由1.9KHz選頻放大器[4]和程控增益放大器[7]和 交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換器[10]組成;而1Hz 5KHz頻段的測(cè)量放大和轉(zhuǎn)換通道，由5KHz 低通放大器[5]、 50Hz/60Hz帶阻濾波器[8]、程控增益放大器[11]和交直流 信號(hào)轉(zhuǎn)換器[12]組成。
本發(fā)明的交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換器[9]、 [10]、 [12]，可以是真有效值轉(zhuǎn)換器， 也可以是檢波電路。本發(fā)明的單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是，由單一單片計(jì)算機(jī)或多單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成， 也可以由一個(gè)或多個(gè)微控制器或微處理器構(gòu)成。
單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器[13]，可以是單獨(dú)的電路，也可以包 含在內(nèi)含模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片計(jì)算機(jī)[15]中。
單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以有，實(shí)時(shí)時(shí)鐘[14],圖文顯示器[17],微型打印 機(jī)[19]和無(wú)線(xiàn)通訊與報(bào)警器[16]。
本發(fā)明的地震短臨預(yù)報(bào)儀，用安裝在50 100米范圍深的鉆并內(nèi)的垂直天 線(xiàn)，監(jiān)測(cè)地下1Hz 15Hz, 1.9KHz和1Hz 5KHz三個(gè)頻段的電磁波信號(hào)，應(yīng)用 單片計(jì)算機(jī)對(duì)它們進(jìn)行模糊識(shí)別和量化處理，能用模糊判據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)周?chē)?00千 米范圍內(nèi)，強(qiáng)度為4級(jí)以上的地震，在震前約20天左右作出異常警示，在震前 約2 7天作出緊急報(bào)警，實(shí)現(xiàn)地震的短臨預(yù)報(bào)。
本發(fā)明的地震短臨預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)儀的最佳實(shí)施例的鉆井深度為60米，天線(xiàn)的最
佳有效接收長(zhǎng)度為30米。


圖1所示為本發(fā)明的地震短臨預(yù)報(bào)儀的優(yōu)選實(shí)施例的原理框圖。
圖2所示為本發(fā)明的地震短臨預(yù)報(bào)儀的最佳實(shí)施例的測(cè)量放大和轉(zhuǎn)換的電
子線(xiàn)路圖。由鉆井垂直天線(xiàn)接收到的電磁波信號(hào)，經(jīng)阻容低通濾波器濾去10KHz
以上的干擾信號(hào)，送入由運(yùn)算放大器組成的低噪音前置放大器放大后，分別送 到圖2所示上、中、下三路選頻放大和轉(zhuǎn)換電路中。其中上面一路是1 15Hz 極低頻信號(hào)的選頻放大和轉(zhuǎn)換電路，由15Hz低通放大器、50Hz/60Hz帶阻濾波 電路、程控可變?cè)鲆娣糯笃鱈TC6910、真有效值轉(zhuǎn)換器LTC1966組成，輸出信號(hào) 接至STC12C5410單片機(jī)1內(nèi)的ADC —個(gè)輸入通道。圖2所示的中間一路，是 1.9KHz信號(hào)選頻放大和轉(zhuǎn)換電路，由同相放大器、1.9KHz帶通濾波電路、程控 可變?cè)鲆娣糯笃鱈TC6910、真有效值轉(zhuǎn)換器LTC1966組成，輸出信號(hào)接至 STC12C5410單片機(jī)1內(nèi)的ADC另一輸入通道。圖2所示的最下面一路，是1Hz 5KHz信號(hào)的選頻放大和轉(zhuǎn)換電路，由同相放大器、50Hz/60Hz帶阻濾波電路、 5KHz低通濾波器、程控可變?cè)鲆娣糯笃鱈TC6910、真有效值轉(zhuǎn)換器LTC1966組 成，輸出信號(hào)接至STC12C5410單片機(jī)1內(nèi)的ADC另一輸入通道。上述三只程控 可變?cè)鲆娣糯笃鱈TC6910的控制端，由STC12C5410單片機(jī)1直接控制。
本發(fā)明的地震短臨預(yù)報(bào)儀的單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由兩片單片機(jī)STC12C5410AD
構(gòu)成，其內(nèi)含模數(shù)轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)軟件主要功能是對(duì)上述三個(gè)頻段的地震前兆電磁 輻射信號(hào)進(jìn)行模糊識(shí)別和量化處理，用模糊判據(jù)對(duì)地震作出短臨預(yù)報(bào)。系統(tǒng)軟 件可以升級(jí)。系統(tǒng)還包含有實(shí)時(shí)時(shí)鐘、無(wú)線(xiàn)通信與報(bào)警、圖文顯示器和微型打 印機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種地震短臨預(yù)報(bào)儀器，它由電磁波信號(hào)接收、放大和變換電路以及單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，其特征在于，由鉆井垂直天線(xiàn)、前置放大器、多頻道信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換電路，以及單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，對(duì)地下電磁波信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量、放大和轉(zhuǎn)換，并用模糊技術(shù)對(duì)檢測(cè)到的各個(gè)頻段的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和量化處理，用模糊判據(jù)對(duì)地震作出短臨預(yù)報(bào)的儀器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震短臨預(yù)報(bào)儀，其特征在于，其中的鉆井垂直天線(xiàn)[1]可以是安裝在50 100米范圍深的鉆井內(nèi)的垂直天線(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震短臨預(yù)報(bào)儀，其特征在于,其中的多頻道信號(hào)放大 和轉(zhuǎn)換電路,可以包括由15Hz低通放大器[3]、程控增益放大器[6]、交直 流轉(zhuǎn)換器[9]組成的1 15Hz選頻放大與轉(zhuǎn)換通道由1.9KHz選頻放大器[4]、 程控增益放大器[7]、交直流轉(zhuǎn)換器[10]組成的1. 9KHz選頻放大與轉(zhuǎn)換通 道；以及由5KHz低通放大器[5]、 5朋z或60Hz帶阻濾波器[8]、程控增益 放大器[ll]、交直流轉(zhuǎn)換器[12]組成的1Hz 5KHz選頻放大與轉(zhuǎn)換通道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的地震短臨預(yù)報(bào)儀，其特征是，交直流轉(zhuǎn)換器[9]、[10]和[12]可以是真有效值轉(zhuǎn)換器，也可以是檢波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地震短臨預(yù)報(bào)儀，其特征在于,其中的單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 可以由多單片計(jì)算機(jī)或者單一單片計(jì)算機(jī)組成，也可以由多個(gè)或一個(gè)微控制 器或微處理器組成。單片計(jì)算機(jī)對(duì)權(quán)利要求3所述三個(gè)頻段的地震前兆電磁 輻射信號(hào)進(jìn)行模糊識(shí)別和量化處理，用模糊判據(jù)對(duì)地震作出短臨預(yù)報(bào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的地震短臨預(yù)報(bào)儀，其特征在于，其中的多路模數(shù)轉(zhuǎn) 換器[13]，可以是單獨(dú)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，也可以包含在內(nèi)含模數(shù)轉(zhuǎn)換器的單片 計(jì)算機(jī)[15]中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震短臨預(yù)報(bào)儀，其特征在于，單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可 以有，實(shí)時(shí)時(shí)鐘[14]，圖文顯示器[17]，微型打印機(jī)[19]和無(wú)線(xiàn)通訊與 報(bào)警器[16]。
全文摘要
地震短臨預(yù)報(bào)儀，它由鉆井垂直天線(xiàn)接收監(jiān)測(cè)點(diǎn)周?chē)?00千米范圍內(nèi)的地下電磁波信號(hào)，經(jīng)前置放大器放大后，分別把1～15Hz，1.9KHz和1Hz～5KHz三個(gè)頻段信號(hào)送入各相應(yīng)頻道進(jìn)行放大，再由交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換器把交變信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，進(jìn)入單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、模糊識(shí)別和量化處理，用模糊判據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)周?chē)?00千米范圍內(nèi)強(qiáng)度為4級(jí)以上的地震進(jìn)行臨預(yù)預(yù)報(bào)。儀器還具有顯示、打印和無(wú)線(xiàn)通信與報(bào)警功能。該儀器主要應(yīng)用于各地震臺(tái)站作地震監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK101295025SQ20071010278
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者王海華 申請(qǐng)人:王海華