CN102419891B - 地震预测仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地震预测仪，包括基座、线圈、交流放大器、限流闸、警报装置；所述线圈垂直设置于所述基座上方；所述线圈、交流放大器、限流闸、警报装置顺序连接；所述交流放大器的放大倍数均可调，且具有不连续的档位；所述限流闸具有输入电压大于额定电压时导通，小于额定电压时截止的结构特性。该地震预测仪可以监测到地震前期的地磁异常波动，并发出警示信号，其结构简单，成本低廉，且不受环境影响，便于个人携带使用。

Description

地震预测仪及其使用方法

所属技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别地，是一种用于监测地磁变化，并具有地震预测功能的地震预测仪，以及其使用方法。

背景技术

近年来，地壳运动较为活跃，地震现象时有发生，其造成的灾难不可估量，如汶川地震、玉树地震，其引发的灾难让全世界深感哀痛。而对于地震现象的预测，却始终未有提出切实有效的方法。

目前一些地震观测中心采用宏观动物现象来观测地震，如动物骚动、异常迁徙等，由于该种现象具有较大的不确定性，因此即便出现异常，也很难确定是否地震将临。

较为先进，也较为普遍的是采用地磁监测来进行地震预防，一般地，采用地磁记录仪对地磁进行直接记录，或者采用对地球电离层的电磁信号进行监测，为常用的技术措施，事实上，采用该种手段是完全可以监测到地磁异常的，如，在2004.12.26印尼9级强震之前十日，在南极昭和站观测到的地磁波动曲线图如图3所示，可以看到，地磁场强度出现了几个幅度约达1000nT的异常波动，此时，应当足以让人引起警觉。然而，地震的预报不仅仅是技术上的问题，由于目前的地磁监测设备成本较大，操作复杂，因此仅为专门机构所有，不可能推广到个人，而由于地磁异常时，涉及区域较大，官方不可能随意播报地震预警，否则将使广大城市陷入瘫痪状态，因此，对于可供个人灵活使用的便携式地震预测仪的开发，是解决这一问题的关键；另一方面，尽管目前的地磁记录仪可以准确地记录地磁波动曲线，但将异常波动转化为警报信号的工作还尚需开拓，如，目前普遍采用的地磁波动信号处理方式是，采用滤波器将高频波动，亦即正常波动滤除，然后对低频波动进行放大处理，在这种情况下，我们从图3可以看出，得到的是一种变化斜率很小的波动，在六小时内，地磁异常变化(增强或减弱)大约仅为600nT，即磁感应强度变化速率为2.78×10^-11T/s，对于如此小的变化速率，时常会受到周边环境的影响，如高压电网、火车等，因此，采用滤波方式只适合于长时间统计，而不适合于对地磁的实时监测，对于普通个人而言，是没精力进行这种统计观测的。事实上，我们从图3可以分析出，之所以地磁曲线出现异常波动，主要由于其正常波动时的振幅变大，亦即单位时间内的地磁变化量变大，从图3中初步分析可知，异常波动时单位时间内的地磁变化量可以达到正常波动时的几倍或者几十倍，实际上，这仅是保守估计，从一般大地震出现前的小磁针振动现象推断，异常地磁变化率明显为正常变化率的若干数量级，因此，为了实现对地磁的实时监测，我们只有从地磁的实时振幅入手，将单位时间内的异常振幅与正常振幅区分开来。

发明内容

对于上述的问题，本发明的目的在于提供一种地震预测仪，该地震预测仪可以监测到地震前期的地磁异常波动，并发出警示信号，其结构简单，成本低廉，且不受环境影响，便于个人携带使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该地震预测仪包括基座、线圈、交流放大器、限流闸、警报装置；所述线圈垂直设置于所述基座上方；所述线圈、交流放大器、限流闸、警报装置顺序连接；所述交流放大器的放大倍数均可调，且具有不连续的档位；所述限流闸具有输入电压大于额定电压时导通，小于额定电压时截止的结构特性。

进一步地，所述线圈为一个由漆包线绕成的环形圈，安装于所述基座上方的线圈架上。

进一步地，所述警报装置为一个支持交流电的高亮LED，它可由两个反向并联的发光二极管构成；所述警报装置亦可以是一个蜂鸣器，其蜂鸣声的大小与输入电流成正比例关系。

进一步地，所述基座上还设有一个指南针，以确定所述线圈的最佳朝向。

进一步地，所述交流放大器的各档位之间的放大倍数相差2-10倍。

进一步地，所述限流闸由雪崩二极管构成。

上述地震预测仪在使用时，可将其置放于平稳处，并尽量使所述线圈平面与地磁方向(南北方向)正交，则线圈直接套取地磁场磁力线，并依据电磁感应原理，在地磁振动过程中，在所述线圈中产生交流电动势，通过调节所述交流放大器，即可使所述交流电动势放大到足以支持警报装置工作，由于交流放大器通过所述限流闸后再作用于所述警报装置，因此，在将交流放大器调节到在正常地磁振动情况下，刚好接通所述警报装置后，再回拨一档，使之产生的交流电不足以导通所述限流闸，则唯有在地磁场产生与正常地磁振动不同数量级的振幅时，限流闸才会再次被打开，从而发生雪崩效应，使警报装置发出警报，该地震预测仪由于监测的参数为地磁场的瞬间振幅，因此其参数值较高，不会受周边环境的影响，监测准确性好，另外，其结构简单，成本低廉，便于个人携带使用，从而可以根据个人自身情况灵活采取预防措施。

本发明还提供一种该地震预测仪的使用方法，该方法具有如下操作步骤：

四、将所述线圈平面与地磁方向保持正交；

五、从小到大调节所述交流放大器的放大倍数，直至所述警报装置刚好出现警示信号；

六、将所述交流放大器的放大倍数减小一档，使所述警示信号消失。

进一步地，在进行步骤一时，可采用指南针作为地磁方向的判断依据。

附图说明

图1是本地震预测仪一个实施例的外观示意图。

图2是本地震预测仪的电气结构图。

图3是2004.12.26印尼9级强震前期，在南极昭和站测得的，2004.12.17-2004.12.27时间段的地磁波动曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

在图1-图2所示实施例中，该地震预测仪包括基座3、线圈1、交流放大器202、限流闸203、警报装置2；所述线圈1为一个由漆包线绕成的环形圈，垂直设置于所述基座3上方，具体地，可安装于所述基座3上方的一个由非导电材质构成的线圈架上，图1中省略。

所述线圈1、交流放大器202、限流闸203、警报装置2顺序连接；所述交流放大器202的放大倍数均可调，且具有不连续的档位，亦即，在所述交流放大器202换挡过程中，交流放大器202处于断开状态；所述限流闸203具有输入电压大于额定电压时导通，小于额定电压时截止的结构特性，如，可以采用雪崩二极管构成，当输入电压在阀值以下时，截止输出，在阀值以上时，阻值骤减，输出剧增，从而可以将单位时间振幅较小的正常地磁振动所产生的电动势截止，而使异常地磁振动所产生的电动势输出。

所述警报装置2为一个支持交流电的高亮LED，它可由两个反向并联的发光二极管构成；所述警报装置亦可以是一个蜂鸣器，其蜂鸣声的大小与输入电流成正比例关系。

所述基座3上还设有一个指南针4，以确定所述线圈1的最佳朝向，操作中，只需使所述线圈1平面与所述指南针4指向正交即可。

所述交流放大器202的各档位之间的放大倍数相差2-10倍。

上述地震预测仪在使用时，将其置放于平稳处，并尽量使所述线圈1平面与地磁方向正交，则线圈1直接套取地磁场磁力线，并依据电磁感应原理，在地磁振动过程中，在所述线圈1中产生交流电动势，通过调节所述交流放大器202，即可使所述交流电动势放大到足以支持警报装置2工作，由于交流放大器202通过所述限流闸203后再作用于所述警报装置2，因此，在将交流放大器202调节到在正常地磁振动情况下，刚好接通所述警报装置2后，再回拨一档，使之产生的交流电不足以导通所述限流闸203，则唯有在地磁场产生与正常地磁振动不同数量级(10倍以上)的振幅时，限流闸203才会再次被打开，从而发生雪崩效应，使警报装置2发出警报，该地震预测仪由于监测的参数为地磁场的瞬间振幅，因此其参数值较高，不会受周边环境的影响，监测准确性好，另外，其结构简单，成本低廉，便于个人携带使用，从而可以根据个人自身情况灵活采取预防措施。

Claims (9)

1.一种地震预测仪，包括基座、线圈、交流放大器、限流闸、警报装置；所述线圈垂直设置于所述基座上方；所述线圈、交流放大器、限流闸、警报装置顺序连接；所述交流放大器的放大倍数均可调，且具有不连续的档位；所述限流闸具有输入电压大于额定电压时导通，小于额定电压时截止的结构特性。

2.根据权利要求1所述的地震预测仪，其特征在于：所述线圈为一个由漆包线绕成的环形圈，安装于所述基座上方的线圈架上。

3.根据权利要求1所述的地震预测仪，其特征在于：所述警报装置为一个支持交流电的高亮LED，由两个反向并联的发光二极管构成。

4.根据权利要求1所述的地震预测仪，其特征在于：所述警报装置为一个蜂鸣器，其蜂鸣声的大小与输入电流成正比例关系。

5.根据权利要求1所述的地震预测仪，其特征在于：所述基座上还设有一个指南针。

6.根据权利要求1所述的地震预测仪，其特征在于：所述交流放大器的各档位之间的放大倍数相差2-10倍。

7.根据权利要求1所述的地震预测仪，其特征在于：所述限流闸由雪崩二极管构成。

8.一种权利要求1中所述地震预测仪的使用方法，其特征在于：该方法具有如下操作步骤：

一、将所述线圈平面与地磁方向保持正交；

二、从小到大调节所述交流放大器的放大倍数，直至所述警报装置刚好出现警示信号；

三、将所述交流放大器的放大倍数减小一档，使所述警示信号消失。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于：在进行步骤一时，采用指南针作为地磁方向的判断依据。

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