專利名稱：一種礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自然災(zāi)害預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前，地震災(zāi)害給人們帶來(lái)非常嚴(yán)重的損失，尤其是礦井下面由于地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的突發(fā)沖擊來(lái)壓更是難以預(yù)測(cè)，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震和沖擊來(lái)壓等級(jí)的儀器或設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，包括回轉(zhuǎn)底座、半球平臺(tái)、左右旋架、上下旋架和檢測(cè)
裝置；左右旋架和上下旋架安裝于回轉(zhuǎn)底座上方；半球平臺(tái)水平置于左右旋架內(nèi)，上下旋架套在左右旋架外，且半球平臺(tái)、上下旋架、左右旋架的圓心重合，半球平臺(tái)與左右旋架固定連接，上下旋架與左右旋架分別通過(guò)第二鉸接桿和第四鉸接桿連接，左右旋架通過(guò)第一鉸接桿垂直連接到回轉(zhuǎn)底座，左右旋架在垂直方向的上端插有第三鉸接桿；檢測(cè)裝置安裝在半球平臺(tái)上，檢測(cè)裝置包括次聲波共振裝置、球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置、電源和變壓器；次聲波共振裝置通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器輸入端，變壓器輸出端連接球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置，電源通過(guò)導(dǎo)線分別連接次聲波共振裝置和球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置。所述次聲波共振裝置用于接收地震前產(chǎn)生的次聲波并判斷該次聲波所屬的地震等級(jí)。所述球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置用于接收地震前產(chǎn)生的擾動(dòng)地磁波并判斷該擾動(dòng)地磁波所屬的地震等級(jí)。所述次聲波共振裝置通過(guò)次聲波共振裝置底座放置于半球平臺(tái)上，次聲波共振裝置包括若干次聲波共振筒，次聲波共振筒包括筒體、次聲波發(fā)生器、共振電流發(fā)生器和濾波片；筒體的一端安裝有次聲波發(fā)生器，另一端安裝共振電流發(fā)生器；筒體一側(cè)設(shè)置有壓縮氣腔，該氣腔的腔壁為由內(nèi)腔壁54和外腔壁圍成的真空隔離腔，壓縮氣腔的一端為錐形口與筒體的一端相連，壓縮氣腔的另一端連接氣壓馬達(dá)，氣壓馬達(dá)連接次聲波發(fā)生器的輸出端，壓縮氣腔內(nèi)設(shè)置有排氣門，排氣門與脈沖式控制器的輸出端相連；筒體的另一端的邊緣連接薄膜片，振蕩線圈一側(cè)連接到薄膜片上，永磁體設(shè)置在振蕩線圈的另一側(cè)，振蕩線圈的兩端通過(guò)導(dǎo)線連接到集流板上，集流板通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器輸入端；各次聲波共振筒的次聲波發(fā)生器的輸入端引出引線匯聚構(gòu)成電流樞紐，電源的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接該電流樞紐，集流板通過(guò)次聲波共振裝置排線連接次聲波共振裝置指示排燈。所述球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置包括萬(wàn)向電子束發(fā)射器、電子束接收環(huán)、十四個(gè)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器和十四個(gè)球面體集成電路板；所述十四個(gè)球面體集成電路板圍成一個(gè)球形空間，且將該球形空間分成十四個(gè)小空間，每個(gè)小空間設(shè)置有一個(gè)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器；萬(wàn)向電子束發(fā)射器位于球面體集成電路板圍成的球形空間的中心，萬(wàn)向電子束發(fā)射器包括發(fā)射極和發(fā)生器；電子束接收環(huán)與發(fā)射極相對(duì)，電子束接收環(huán)連接球面體集成電路板輸入端，球面體集成電路板輸出端通過(guò)球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置排線連接到球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈；球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器包括第一電磁鐵和第二電磁鐵，兩個(gè)磁鐵對(duì)稱置于電子束兩側(cè)，第一電磁鐵的N極與第二電磁鐵的S極相對(duì),第一電磁鐵S極側(cè)和第二電磁鐵N極側(cè)均設(shè)置有升壓變壓線圈鐵芯、弱電流繞線鐵芯和繞磁線圈鐵芯，第一電磁鐵和第二電磁鐵均與升壓變壓線圈鐵芯兩端連接，升壓變壓線圈繞在升壓變壓線圈鐵芯上，弱電流繞線線圈繞在弱電流繞線鐵芯上，繞磁線圈繞在繞磁線圈鐵芯上，升壓變壓線圈鐵芯和弱電流繞線鐵芯之間通過(guò)中間連接器固定相對(duì)位置，升壓變壓線圈的一端和弱電流繞線線圈的一端連接起來(lái)作為中間連接器的一端，升壓變壓線圈的另一端和弱電流繞線線圈的另一端連接起來(lái)作為中間連接器的另一端，第一電磁鐵一側(cè)的中間連接器兩端和第二電磁鐵一側(cè)的中間連接器兩端相連接；弱電流繞線線圈的一端連接繞磁線圈的一端，弱電流繞線線圈的另一端連接繞磁線圈的另一端；萬(wàn)向電子束發(fā)射器的發(fā)射極的輸入端通過(guò)導(dǎo)線連接電源的輸出端；球面集成電路板通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器輸出端。所述左右旋架和上下旋架均為環(huán)狀旋架，電源外部套有電源隔磁外罩，變壓器外部套有變壓隔磁外罩。所述第一鉸接桿、第二鉸接桿、第鉸三接桿和第四鉸接桿是用于支撐固定及繞轉(zhuǎn)變向的部件，且各鉸接桿端部均開有均勻分布的環(huán)向銷孔，可以通過(guò)插銷插入銷孔以鎖定上下旋架或左右旋架。所述次聲波共振筒之間通過(guò)連接絞板固定相對(duì)位置。所述濾波片是通過(guò)旋轉(zhuǎn)至不同角度接收地震前產(chǎn)生的次聲波的部件。有益效果:本實(shí)用新型適用于礦山地區(qū)的地震檢測(cè)，通過(guò)次聲波共振裝置和球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置地殼運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的次聲波信號(hào)和地磁擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，并通過(guò)對(duì)信號(hào)識(shí)別后，通過(guò)指示排燈顯示出來(lái)，從而確定地震等級(jí)，這樣避免由于大型機(jī)械工作或者礦上放炮等因素引起的次聲波擾動(dòng)，排除干擾因素，使地震檢測(cè)更加準(zhǔn)確，可以在檢測(cè)到地震的同時(shí)多向調(diào)節(jié)檢測(cè)儀一遍更加全面的檢測(cè)和驗(yàn)證地質(zhì)災(zāi)害的存在；將地震引發(fā)的地磁擾動(dòng)與次聲波擾動(dòng)同時(shí)在一臺(tái)儀器上定量顯示出來(lái)，排除了單純由于次聲波擾動(dòng)或者單純由地磁場(chǎng)擾動(dòng)帶來(lái)的不可判斷性，單純的次聲波擾動(dòng)或者單純的地磁場(chǎng)擾動(dòng)都對(duì)可能因?yàn)槠渌匀滑F(xiàn)象或者人為因素造成的擾動(dòng)。本實(shí)用新型的地震監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，將次聲波信號(hào)和地磁擾動(dòng)信號(hào)的采集和識(shí)別結(jié)合為一體，除適用于礦山地區(qū)的地震檢測(cè)外，還適用于礦井下的沖擊來(lái)壓大型公共場(chǎng)所和重要建筑物等多場(chǎng)合。

圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖；圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的次聲波共振裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；1-回轉(zhuǎn)底座，2-半球平臺(tái)，3-左右旋架，4-上下旋架，5-第一鉸接桿，6_第二鉸接桿，7-第三鉸接桿，8-第四鉸接桿，9-插銷，10-筒體，11-濾波片，12-次聲波發(fā)生器，13-永磁體，14-薄膜片，15-振蕩線圈，16-共振電流發(fā)生器，17-電流樞紐，18-引線，19-集流板，20-次聲波共振裝置排線，21-次聲波共振裝置指示排燈，22-導(dǎo)線，23-次聲波共振裝置底座，24-變壓器隔磁外罩，25-變壓器，26-連接絞板，27-球面集成電路板，28-地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器，29-發(fā)射極，30-電子束，31-電子束接收環(huán)，32-球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置排線，33-球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈，34-電源隔磁外罩，35-電源，36-次聲波共振筒，38-外腔壁，39-真空隔離腔，40-排氣門，41-脈沖式控制器，42-壓縮氣腔，43-氣壓馬達(dá)，44-次聲波發(fā)生器接電腳，45-第一電磁鐵，46-第二電磁鐵，47-升壓變壓線圈鐵芯，48-升壓變壓線圈，49-中間連接器，50-弱電流繞線圈鐵芯，51-弱電流繞線圈，52-繞磁線圈鐵芯，53-繞磁線圈，54-內(nèi)腔壁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)施方式的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，包括回轉(zhuǎn)底座1、半球平臺(tái)2、左右旋架3、上下旋架4和檢測(cè)裝置；左右旋架3和上下旋架4安裝于回轉(zhuǎn)底座I上方；左右旋架3和上下旋架4均為環(huán)狀旋架；半球平臺(tái)2水平置于左右旋架3內(nèi)，上下旋架4套在左右旋架3外，且半球平臺(tái)2、上下旋架4、左右旋架3的圓心重合，半球平臺(tái)2與左右旋架3固定連接，上下旋架4與左右旋架3分別通過(guò)第二鉸接桿6和第四鉸接桿8連接，左右旋架3通過(guò)第一鉸接桿5垂直連接到回轉(zhuǎn)底座I，左右旋架3在垂直方向的上端插有第三鉸接桿7 ；如圖2所示，檢測(cè)裝置安裝在半球平臺(tái)2上，檢測(cè)裝置包括次聲波共振裝置、球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置、電源35和變壓器25 ；次聲波共振裝置用于接收地震前產(chǎn)生的次聲波并判斷該次聲波所屬的地震等級(jí)。球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置用于接收地震前產(chǎn)生的擾動(dòng)地磁波并判斷該擾動(dòng)地磁波所屬的地震等級(jí)。次聲波共振裝置通過(guò)導(dǎo)線22連接變壓器25輸入端，變壓器25輸出端連接球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置，電源35通過(guò)導(dǎo)線22分別連接次聲波共振裝置和球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)
>J-U裝直。各鉸接桿用于支撐固定及繞轉(zhuǎn)變向，這樣可以讓本檢測(cè)儀在不同角度、不同旋向下進(jìn)行檢驗(yàn)，避免誤差干擾，且各鉸接桿端部均開有均勻分布的環(huán)向銷孔，可以通過(guò)插銷9插入銷孔以鎖定上下旋架4或左右旋架3。如圖3所示，次聲波共振裝置通過(guò)次聲波共振裝置底座23放置于半球平臺(tái)2上，次聲波共振裝置包括環(huán)向分布的若干次聲波共振筒36，各次聲波共振筒36之間通過(guò)連接絞板26固定相對(duì)位置,次聲波共振筒36包括筒體10、次聲波發(fā)生器12、共振電流發(fā)生器16和濾波片11 ;筒體10 —側(cè)設(shè)置有壓縮氣腔42，該氣腔的腔壁為由內(nèi)腔壁54和外腔壁38圍成的真空隔離腔39，能避免雜聲進(jìn)入造成干擾，這樣次聲波通過(guò)濾波片這一唯一路徑進(jìn)入次聲波共振筒；壓縮氣腔42內(nèi)設(shè)置有排氣門40,排氣門40與脈沖式控制器41的輸出端相連，脈沖式控制器41控制排氣門40的開合；壓縮氣腔42的一端為錐形口與筒體10的一端相連，壓縮氣腔42的另一端連接氣壓馬達(dá)43，氣壓馬達(dá)43連接次聲波發(fā)生器12的輸出端，筒體10的與壓縮氣腔42的錐形口相連的一端安裝有可以旋轉(zhuǎn)的濾波片11，通過(guò)將濾波片11旋轉(zhuǎn)至不同角度來(lái)接收地震前產(chǎn)生的次聲波，同時(shí)避免其他聲波的干擾；筒體10另一側(cè)安裝共振電流發(fā)生器16，共振電流發(fā)生器16包括永磁體13、薄膜片14和振蕩線圈15、筒體10的邊緣連接薄膜片14，振蕩線圈15 —側(cè)連接到薄膜片14上，永磁體13設(shè)置在振蕩線圈15的另一側(cè)，以使振蕩線圈15產(chǎn)生感應(yīng)磁通量，振蕩線圈15的兩端通過(guò)導(dǎo)線22連接到集流板19上，集流板19通過(guò)導(dǎo)線22連接變壓器25輸入端，集流板19通過(guò)次聲波共振裝置排線20連接次聲波共振裝置指示排燈21，且聲波共振裝置排線20、次聲波共振裝置指示排燈21的數(shù)量與次聲波共振筒相同；次聲波發(fā)生器12通過(guò)氣壓馬達(dá)43產(chǎn)生壓縮空氣，空氣進(jìn)入壓縮氣腔42，再由脈沖式控制器41通過(guò)排氣門40以脈沖方式迅速放出氣體，高速排除的空氣激發(fā)周圍媒質(zhì)的低頻振動(dòng)，形成地震定量分析檢測(cè)所需的次聲波，次聲波發(fā)生器12在不同的次聲波共振筒36內(nèi)產(chǎn)生的次聲波的波段是不同的，將0 20Hz的次聲波按照地震的等級(jí)分波段產(chǎn)生次聲波；當(dāng)?shù)卣鹎爱a(chǎn)生的次聲波使薄膜片14振動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)振蕩線圈15振動(dòng)時(shí),永磁體13通過(guò)振蕩線圈15的磁通量也隨之發(fā)生變化，產(chǎn)生變化的電流，根據(jù)集流板I儲(chǔ)存的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定發(fā)生共振的聲波共振筒，并將該電流通過(guò)次聲波共振裝置排線20引出，并通過(guò)次聲波共振裝置指示排燈21顯示，由于次聲波共振裝置指示排燈21與次聲波共振裝置排線20 一一對(duì)應(yīng)，因此通過(guò)亮起的次聲波共振裝置指示排燈21即可得出所對(duì)應(yīng)的地震等級(jí)；各次聲波共振筒的次聲波發(fā)生器的輸入端引出引線匯聚構(gòu)成電流樞紐，電源的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接該電流樞紐，集流板通過(guò)次聲波共振裝置排線連接次聲波共振裝置指示排燈。次聲波共振裝置指示排燈21輸出的弱電流通過(guò)導(dǎo)線22引至變壓器25，將弱電流轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電流。如圖4所示，球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置包括萬(wàn)向電子束發(fā)射器、電子束接收環(huán)、十四個(gè)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器28和十四個(gè)球面體集成電路板27 ;球面體集成電路板27圍成的球形空間分成十四個(gè)小空間，每個(gè)小空間設(shè)置有一個(gè)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器28 ;本實(shí)施方式的球面體集成電路板27采用微處理器；萬(wàn)向電子束發(fā)射器位于球面體集成電路板27圍成的球形空間的中心，萬(wàn)向電子束發(fā)射器包括14個(gè)互成45度角的發(fā)射極29和發(fā)生器；每個(gè)發(fā)射極29發(fā)出的電子束30都發(fā)射到與其相對(duì)的接收環(huán)31上；萬(wàn)向電子束發(fā)射器的發(fā)射極29的輸入端通過(guò)導(dǎo)線22連接電源35的輸出端；球面集成電路板27通過(guò)導(dǎo)線22連接變壓器35輸出端。電子束接收環(huán)31是用于接收與其相對(duì)的發(fā)射極29發(fā)出的電子束的裝置，電子束接收環(huán)31連接球面體集成電路板27輸入端，球面體集成電路板27輸出端通過(guò)球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置排線32連接到球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈33 ；環(huán)狀金屬(銅)片構(gòu)成的接收環(huán)31，接收持續(xù)不斷的電子束30，從而形成通路，將電信號(hào)傳遞給球面體集成電路板27，球面體集成電路板27對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行識(shí)別后，將識(shí)別結(jié)果通過(guò)球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置排線32傳輸至地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈33，控制相應(yīng)指示排燈閃爍；地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器28包括第一電磁鐵45和第二電磁鐵46,兩個(gè)磁鐵對(duì)稱置于電子束30兩側(cè),第一電磁鐵45的N極與第二電磁鐵46的S極相對(duì),第一電磁鐵45和第二電磁鐵46均與升壓變壓線圈鐵芯47兩端連接，升壓變壓線圈48繞在升壓變壓線圈鐵芯47上，弱電流繞線線圈51繞在弱電流繞線鐵芯50上，繞磁線圈53繞在繞磁線圈鐵芯52上，升壓變壓線圈鐵芯47和弱電流繞線鐵芯50之間通過(guò)中間連接器49固定相對(duì)位置，中間連接器49是將升壓變壓線圈48的一端和弱電流繞線線圈51的一端連接起來(lái)作為中間連接器49的一端，將升壓變壓線圈48的另一端和弱電流繞線線圈51的另一端連接起來(lái)作為中間連接器49的另一端，第一電磁鐵45 —側(cè)的中間連接器49兩端和第二電磁鐵46 —側(cè)的中間連接器49兩端相連接；弱電流繞線線圈51的一端連接繞磁線圈53的一端，弱電流繞線線圈51的另一端連接繞磁線圈53的另一端；變壓器25外部套有變壓隔磁外罩24，防止變壓器產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾檢測(cè)儀的正常工作，變壓器25分別通過(guò)導(dǎo)線22連接集流板19和球面集成電路板27，從集流板19輸出的弱電流信號(hào)經(jīng)變壓器25放大后，輸出強(qiáng)電流信號(hào)至萬(wàn)向電子束發(fā)射器。電源35外部套有電源隔磁外罩34，將電源可能產(chǎn)生的磁場(chǎng)隔離開，避免磁干擾。各次聲波共振筒36的次聲波發(fā)生器12的輸入端引出引線18匯聚構(gòu)成電流樞紐17，電源35的輸出端分別通過(guò)導(dǎo)線22連接該電流樞紐17和萬(wàn)向電子束發(fā)射器的發(fā)射極29的輸入端。在沒有地震災(zāi)害時(shí)，地震監(jiān)測(cè)儀處于開路狀態(tài)，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨之前幾天，由于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的次聲波以及地磁場(chǎng)的擾動(dòng)已經(jīng)形成，并以不同程度影響到地面。一旦將有地震等強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生，該檢測(cè)儀會(huì)預(yù)先接收到地震帶來(lái)的次聲波和擾動(dòng)地磁波的信號(hào)，該次聲波由次聲波共振裝置檢測(cè)并確定次聲波等級(jí)，次聲波共振裝置中的各次聲波共振筒分為一級(jí)地震次聲波段、一點(diǎn)五級(jí)次聲波段，類推至十級(jí)次聲波段，各次聲波段(次聲波共振筒)環(huán)向分布，這樣可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同等級(jí)地震產(chǎn)生的次聲波共振狀態(tài)來(lái)判斷災(zāi)害等級(jí)，每個(gè)次聲波共振筒都裝有次聲波發(fā)生器，次聲波發(fā)生器產(chǎn)生的次聲波分為不同頻率等級(jí)，當(dāng)產(chǎn)生地震時(shí)，傳來(lái)的次聲波的波段一定會(huì)與某次聲波共振筒產(chǎn)生共振，引起該次聲波共振筒一端的薄膜片發(fā)生振動(dòng)，使薄膜片上的振蕩線圈產(chǎn)生電流，電流經(jīng)過(guò)與該振動(dòng)筒相對(duì)應(yīng)的排線傳輸至次聲波共振裝置指示排燈，相應(yīng)指示排燈亮起。次聲波共振裝置指示排燈輸出的弱電流經(jīng)變壓器放大后，將低電壓轉(zhuǎn)換為高電壓，輸出至萬(wàn)向電子束發(fā)射器，當(dāng)沒有地磁擾動(dòng)時(shí)，第一電磁鐵和第二電磁鐵形成穩(wěn)定磁場(chǎng)，每個(gè)發(fā)射極發(fā)出的電子束均發(fā)射到所對(duì)應(yīng)的接收環(huán)中心位置，將各發(fā)射極發(fā)出的電子束經(jīng)球面體集成電路板匯合送至指示排燈，指示排燈顯示正常；當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動(dòng)因此地磁發(fā)生變化時(shí),微小的地磁擾動(dòng)經(jīng)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器放大為明顯的強(qiáng)化擾磁,地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器由微擾磁變化產(chǎn)生微電流變化，微電流變化放大形成強(qiáng)電流變化，強(qiáng)電流變化通過(guò)磁生電原理產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，強(qiáng)磁場(chǎng)干擾電子束，使其發(fā)生軌道偏離，擾磁級(jí)別不同，電子束偏離的軌道也不同，這樣就可以根據(jù)偏移的軌道判斷地震的級(jí)別，同時(shí)為避免磁場(chǎng)方向與電子束方向一致才造成檢測(cè)盲區(qū)，本實(shí)施方式在不同方向設(shè)置了地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器。偏移后的電子束形成新的電流通路，該電流通路匯合到球面體集成電路板，經(jīng)球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置排線輸出至球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈，指示排燈根據(jù)電流情況實(shí)時(shí)顯示地震等級(jí)。根據(jù)次聲波共振裝置指示排燈和球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈所示的地震等級(jí)綜合判斷地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)。采用上述礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，進(jìn)行礦山地區(qū)地震檢測(cè)的過(guò)程如下:步驟1:地震監(jiān)測(cè)儀處于開路狀態(tài)；步驟2:發(fā)生強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)，次聲波共振裝置接收到地震帶來(lái)的次聲波，球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置接收地震帶來(lái)的擾動(dòng)地磁波；步驟3:次聲波發(fā)生器通過(guò)氣壓馬達(dá)產(chǎn)生壓縮空氣，空氣進(jìn)入壓縮氣腔，再由脈沖式控制器通過(guò)排氣門以脈沖方式迅速放出氣體，高速排除的空氣激發(fā)周圍媒質(zhì)的低頻振動(dòng)，形成地震檢測(cè)所需的次聲波；同時(shí)擾動(dòng)地磁波使擾磁線圈的磁通量發(fā)生變化，形成弱感應(yīng)電流，經(jīng)升壓變壓處理后形成高壓強(qiáng)電流，高壓強(qiáng)電流通過(guò)第二電磁鐵產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)；次聲波發(fā)生器在不同的次聲波共振筒內(nèi)產(chǎn)生的次聲波的波段是不同的，將0 20Hz的次聲波按照地震的等級(jí)劃分波段；當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨前，地磁場(chǎng)發(fā)生不規(guī)律擾動(dòng)，擾磁線圈包裹的擾磁線圈鐵芯、弱電流繞線圈包裹的弱電流繞線鐵芯、升壓變壓線圈包裹的升壓線圈鐵芯、電磁鐵繞線圈共同構(gòu)成閉合回路，擾動(dòng)地磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)擾磁線圈導(dǎo)致擾磁線圈的磁通量發(fā)生變化，形成弱感應(yīng)電流，經(jīng)升壓變壓處理后形成高壓強(qiáng)電流，高壓強(qiáng)電流通過(guò)第二電磁鐵產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)；第二電磁鐵與第一電磁鐵跨過(guò)射流電子束形成N、S極相對(duì)應(yīng)的磁極組，進(jìn)而形成強(qiáng)磁場(chǎng)；步驟4:次聲波引起薄膜片隨次聲波強(qiáng)弱變化發(fā)生規(guī)律震動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)振蕩線圈振動(dòng)，永磁體通過(guò)振蕩線圈的磁通量也隨之發(fā)生變化，振蕩線圈兩端連至集流板形成閉合電路，當(dāng)閉合電路的磁通量發(fā)生變化即產(chǎn)生相應(yīng)的震蕩電流；步驟5:電流經(jīng)集成電路板傳遞至指示排燈，如果沒有地震異常，則排燈顯示正常；當(dāng)有次聲波從地下傳來(lái)時(shí)，濾波片旋轉(zhuǎn)并且次聲波均勻向四周發(fā)散，保證任何振動(dòng)方向的次聲波進(jìn)入不同的次聲波共振筒內(nèi)，且至少一個(gè)次聲波共振筒內(nèi)次聲波完整進(jìn)入；步驟6:進(jìn)入次聲波共振筒的次聲波與次聲波發(fā)生器所產(chǎn)生的次聲波發(fā)生共振，通過(guò)集流板判斷該次聲波段所屬地震等級(jí)，并根據(jù)判斷結(jié)果控制相應(yīng)指示排燈顯示；次聲波發(fā)生器在整個(gè)次聲波段均分，使每個(gè)次聲波共振筒內(nèi)的次聲波發(fā)生器均穩(wěn)定發(fā)出該波段附近的次聲波，該次聲波與外界傳來(lái)的經(jīng)濾波后的完整次聲波發(fā)生共振，當(dāng)一個(gè)或幾個(gè)次聲波共振筒發(fā)生接近共振的情況時(shí)，該共振筒的濾波片停止轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定接受并繼續(xù)識(shí)別，發(fā)生共振的次聲波共振筒另一端的薄膜片將該聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再送給中央集成電路板分析處理，電流經(jīng)集流板經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后可判斷該次聲波段接近幾級(jí)地震的次聲波段，并由集成電路板通過(guò)導(dǎo)線傳遞至指示排燈，在幾級(jí)地震附近，幾級(jí)地震的指示燈顯示，地震過(guò)程次聲波隨時(shí)發(fā)生變化，并且地震等級(jí)也在變化，指示排燈的顯示也在變化，但是地震變化范圍不大，指示排燈總會(huì)在相鄰幾個(gè)燈閃動(dòng)，進(jìn)而即可判斷地震檢測(cè)系統(tǒng)幾乎就在相應(yīng)的震級(jí)附近變化。步驟7:次聲波共振裝置產(chǎn)生的微弱的震蕩電流通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)化為高電壓強(qiáng)電流；步驟8:高電壓強(qiáng)電流經(jīng)電流樞紐進(jìn)入萬(wàn)向電子束發(fā)射器，發(fā)射極發(fā)出電子束；在沒有地磁場(chǎng)擾動(dòng)的情況下，電子束將正中接收環(huán)中心，接收環(huán)與電子束構(gòu)成電流通路，通過(guò)球面集成電路板分析處理后經(jīng)導(dǎo)線引出至指示排燈，指示排燈顯示電路正常，電流經(jīng)指示排燈輸送至直流電源，整個(gè)儀器系統(tǒng)構(gòu)成閉合通路；步驟9:電子束的軌道隨強(qiáng)磁場(chǎng)擾動(dòng)發(fā)生相應(yīng)軌道偏移，電子束接收環(huán)收到的電流信號(hào)同時(shí)傳遞給球面集成電路板；不同地震等級(jí)造成的地磁擾動(dòng)大小是不一樣的，這樣電磁鐵形成的強(qiáng)磁場(chǎng)擾動(dòng)也隨之發(fā)生相應(yīng)變化，這樣電磁場(chǎng)的變化直接導(dǎo)致中間射流電子束軌跡的變化，根據(jù)地磁場(chǎng)擾動(dòng)大小強(qiáng)弱的不同，電磁鐵強(qiáng)磁變化的規(guī)律也隨之變化，即導(dǎo)致中間的電子束發(fā)生軌道偏移，致使最終打到接收環(huán)上外圍軌道，每個(gè)軌道環(huán)的邏輯電路是同一級(jí)別，萬(wàn)向電子束發(fā)射器可以避免地磁場(chǎng)方向與電子束射流方向接近平行而導(dǎo)致的射流電子束不能發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，萬(wàn)向電子束射流器總可以使有四個(gè)與地磁方向相垂直的射流器，這樣總有四個(gè)方向電子流偏移量最大，且偏移量接近相同；同時(shí)，任意時(shí)刻總有八個(gè)射流器與地磁方向成接近45°夾角，這樣的八個(gè)射流電子束幾乎可以形成接近相同的偏移量，進(jìn)而電子射流接收環(huán)接收到的電流信號(hào)也同時(shí)傳遞至球面集成電路板；步驟10:軌道偏移量最大的電子束發(fā)出的信號(hào)，經(jīng)球面集成電路板的電子束接收環(huán)接收后，根據(jù)該信號(hào)對(duì)應(yīng)的地磁波判斷地震等級(jí)，并通過(guò)球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈顯示。軌道偏移量最大的一組電子束接收環(huán)和45°電子束的接收環(huán)可以將電流信號(hào)送至球面集成電路板與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較進(jìn)行邏輯分析處理，進(jìn)而將疊加而成的電信號(hào)與經(jīng)驗(yàn)值比較得出地震等級(jí)的變化范圍，最終將該變化范圍體現(xiàn)在指示排燈上，隨著地震等級(jí)的變化，指示排燈顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)就可以隨時(shí)跟蹤并顯示地震的等級(jí)，將地震引發(fā)的地磁擾動(dòng)與次聲波擾動(dòng)同時(shí)在一臺(tái)儀器上定量顯示出來(lái)，排除了單純由于次聲波擾動(dòng)或者單純由地磁場(chǎng)擾動(dòng)帶來(lái)的不可判斷性，單純的次聲波擾動(dòng)或者單純的地磁場(chǎng)擾動(dòng)都對(duì)可能因?yàn)槠渌匀滑F(xiàn)象或者人為因素造成的擾動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:包括回轉(zhuǎn)底座、半球平臺(tái)、左右旋架、上下旋架和檢測(cè)裝置； 左右旋架和上下旋架安裝于回轉(zhuǎn)底座上方； 半球平臺(tái)水平置于左右旋架內(nèi)，上下旋架套在左右旋架外，且半球平臺(tái)、上下旋架、左右旋架的圓心重合，半球平臺(tái)與左右旋架固定連接，上下旋架與左右旋架分別通過(guò)第二鉸接桿和第四鉸接桿連接，左右旋架通過(guò)第一鉸接桿垂直連接到回轉(zhuǎn)底座，左右旋架在垂直方向的上端插有第三鉸接桿； 檢測(cè)裝置安裝在半球平臺(tái)上，檢測(cè)裝置包括次聲波共振裝置、球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置、電源和變壓器； 次聲波共振裝置通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器輸入端，變壓器輸出端連接球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置，電源通過(guò)導(dǎo)線分別連接次聲波共振裝置和球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:所述次聲波共振裝置通過(guò)次聲波共振裝置底座放置于半球平臺(tái)上，次聲波共振裝置包括若干次聲波共振筒，次聲波共振筒包括筒體、次聲波發(fā)生器、共振電流發(fā)生器和濾波片；筒體的一端安裝有次聲波發(fā)生器，另一端安裝共振電流發(fā)生器； 筒體一側(cè)設(shè)置有壓縮氣腔，該氣腔的腔壁為由內(nèi)腔壁和外腔壁圍成的真空隔離腔，壓縮氣腔的一端為錐形口與筒體的一端相連，壓縮氣腔的另一端連接氣壓馬達(dá)，氣壓馬達(dá)連接次聲波發(fā)生器的輸出端，壓縮氣腔內(nèi)設(shè)置有排氣門，排氣門與脈沖式控制器的輸出端相連；筒體的另一端的邊緣連接薄膜片，振蕩線圈一側(cè)連接到薄膜片上，永磁體設(shè)置在振蕩線圈的另一側(cè)，振蕩線圈的兩端通過(guò)導(dǎo)線連接到集流板上，集流板通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器輸入端; 各次聲波共振筒的次聲波發(fā)生器的輸入端引出引線匯聚構(gòu)成電流樞紐，電源的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接該電流樞紐 ，集流板通過(guò)次聲波共振裝置排線連接次聲波共振裝置指示排燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:所述球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置包括萬(wàn)向電子束發(fā)射器、電子束接收環(huán)、十四個(gè)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器和十四個(gè)球面體集成電路板；所述十四個(gè)球面體集成電路板圍成一個(gè)球形空間，且將該球形空間分成十四個(gè)小空間，每個(gè)小空間設(shè)置有一個(gè)地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器； 萬(wàn)向電子束發(fā)射器位于球面體集成電路板圍成的球形空間的中心，萬(wàn)向電子束發(fā)射器包括發(fā)射極和發(fā)生器； 電子束接收環(huán)與發(fā)射極相對(duì)，電子束接收環(huán)連接球面體集成電路板輸入端，球面體集成電路板輸出端通過(guò)球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置排線連接到球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置指示排燈； 球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)器包括第一電磁鐵和第二電磁鐵，兩個(gè)磁鐵對(duì)稱置于電子束兩側(cè)，第一電磁鐵的N極與第二電磁鐵的S極相對(duì),第一電磁鐵S極側(cè)和第二電磁鐵N極側(cè)均設(shè)置有升壓變壓線圈鐵芯、弱電流繞線鐵芯和繞磁線圈鐵芯，第一電磁鐵和第二電磁鐵均與升壓變壓線圈鐵芯兩端連接，升壓變壓線圈繞在升壓變壓線圈鐵芯上，弱電流繞線線圈繞在弱電流繞線鐵芯上，繞磁線圈繞在繞磁線圈鐵芯上，升壓變壓線圈鐵芯和弱電流繞線鐵芯之間通過(guò)中間連接器固定相對(duì)位置，升壓變壓線圈的一端和弱電流繞線線圈的一端連接起來(lái)作為中間連接器的一端，升壓變壓線圈的另一端和弱電流繞線線圈的另一端連接起來(lái)作為中間連接器的另一端，第一電磁鐵一側(cè)的中間連接器兩端和第二電磁鐵一側(cè)的中間連接器兩端相連接；弱電流繞線線圈的一端連接繞磁線圈的一端，弱電流繞線線圈的另一端連接繞磁線圈的另一端； 萬(wàn)向電子束發(fā)射器的發(fā)射極的輸入端通過(guò)導(dǎo)線連接電源的輸出端；球面集成電路板通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:所述左右旋架和上下旋架均為環(huán)狀旋架，電源外部套有電源隔磁外罩，變壓器外部套有變壓隔磁外罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:所述第一鉸接桿、第二鉸接桿、第鉸三接桿和第四鉸接桿是用于支撐固定及繞轉(zhuǎn)變向的部件，且各鉸接桿端部均開有均勻分布的環(huán)向銷孔，可以通過(guò)插銷插入銷孔以鎖定上下旋架或左右旋架。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:所述次聲波共振筒之間通過(guò)連接絞板固定相對(duì)位 置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，其特征在于:所述濾波片是通過(guò)旋轉(zhuǎn)至不同角度接收地震前產(chǎn)生的次聲波的部件。
專利摘要一種礦山地區(qū)地震監(jiān)測(cè)儀，包括回轉(zhuǎn)底座、半球平臺(tái)、左右旋架、上下旋架和檢測(cè)裝置；左右旋架和上下旋架安裝于回轉(zhuǎn)底座上方；半球平臺(tái)水平置于左右旋架內(nèi)，上下旋架套在左右旋架外，且半球平臺(tái)、上下旋架、左右旋架的圓心重合，半球平臺(tái)與左右旋架固定連接，上下旋架與左右旋架連接，左右旋架連接到回轉(zhuǎn)底座，左右旋架上端插有第三鉸接桿；檢測(cè)裝置安裝在半球平臺(tái)上，檢測(cè)裝置包括次聲波共振裝置、球面地磁場(chǎng)擾動(dòng)感應(yīng)裝置、電源和變壓器；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能避免由于大型機(jī)械工作或者礦上放炮等因素引起的次聲波擾動(dòng)，排除干擾因素，使地震檢測(cè)更加準(zhǔn)確，可以在檢測(cè)到地震的同時(shí)多向調(diào)節(jié)檢測(cè)儀一遍更加全面的檢測(cè)和驗(yàn)證地質(zhì)災(zāi)害的存在。
文檔編號(hào)G01V1/00GK203054232SQ20122073213
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者張強(qiáng), 張書會(huì), 田瑩 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)