CN101118286A - 地下深层地震监测系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种地下深层地震监测系统，包括深井外套管，其特征在于它是由地下振动监测装置和地上地震监测信号接受及信号识别系统组成；所说的地下振动监测装置包括地下电流振动测振仪中心装置、传感半球保护罩、铅制水平垂和监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线。其工作方法为：①确定地震监测点；②布置地下深层地震监测系统，形成一种矩阵式多级别地震监测网；③采集、处理、分析和存储地壳振动情况；④综合数据分析，确定该地区或城市的地壳变化情况。本发明的优越性在于：地震监测的准确性强；方法简单，且结果可靠；信号特异性强；测量精度高、装置动作灵敏度高。

Description

地下深层地震监测系统及其工作方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种地震监测系统，尤其是一种地下深层地震监测系统。

(二)技术背景：

地震灾害是全世界，尤其是我国所面临的最可怕的自然灾害之一。在我国60％以上的国土处于地震烈度VI级以上，且许多大地震发生在人口稠密地区，由地震造成的损失惨重。目前，在地震预报的技术中，检测装置有水、气、电、磁等原理的设备，但是由于每种单一设备落后陈旧，从记录中获得的信息量太少，而且这些因素的动态观测和强烈地震发生前兆的相关性差。地壳的渐变到地震破坏的突变是一个非线性、巨系统的模式，传统理论中采用长、中、短、临渐进的预报思路，它是从地壳变动规律的基础理论研究入手对地震进行研究，但是这样会忽略孕震过程变数繁杂的因素。如小级别地震，不一定就意味着深层地壳没有大的变动，这是由于孕震过程中，大的变动，在活动中所释放的能量到地面衰减了，所以没有发生对地面造成灾害性的破坏。相反，虽然探测到小的地震变动，却忽视了能量的叠加和速放，因而，就会经常出现预报而不震，震了而无预报的现象。除此以外，现有的地震预测技术无法实现对地壳振动状况的实时跟踪和监测。

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种地震监测系统，它克服了现有技术的不足，可以实时监测地壳振动状况，并可以直接、准确获取地壳振动信号，从而提高了地震预测的有效性和可靠性。

本发明的技术方案：一种地下深层地震监测系统，包括深井外套管，其特征在于它是由地下振动监测装置和地上地震监测信号接受及信号识别系统组成；所说的地下振动监测装置的输出端连接地上地震监测信号接受及信号识别系统的输入端；所说的地下振动监测装置包括地下电流振动测振仪中心装置、传感半球保护罩、铅制水平垂和监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线；所说的地下振动监测装置置于深井外套管内，依监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线与地上地震监测信号接受及信号识别系统的输入端连接；所说的地下电流振动测振仪中心装置为一中空半圆球，其底部的传感球面中心低，外周高，为一斜平面，且与铅制水平垂的顶面紧密连接；所说的中空半圆球底部球面内侧中心有一半圆形凹处，凹处内放有水银；所说的传感半球保护罩置于地下电流振动测振仪中心装置的中空半圆球圆周球面的外侧。

上述所说的地下振动监测装置的工作位置为地下10km以下。

上述所说的地下电流振动测振仪中心装置的中空半圆球的底部和圆周上有导线接点，且每两个相邻的接点为同一信号的信号传输线的两个断头。

上述所说的中空半圆球底部圆面中心凹处为一同心圆，且两个同心圆之间有绝缘体。

上述所说的铅制水平垂的上部端面可以是水平面，也可以是向中间低凹的斜平面；所说的凹面与电流振动测振仪的半圆形凹处外侧相吻合。

上述所说的传感半球保护罩和电流振动测振仪的半球面间是多路信号收集空间，空间内有信号束线和用以固定传感器装置放置方向的指北电磁器。

上述所说的中空半圆球的直径为9.5-10.5cm，其底面斜平面与水平面的夹角为0.3°-0.8°；所说的底面半圆形凹处的直径为0.65-0.75cm，深度为0.325-0.375cm；所说的放入半圆形凹处的水银的高度为从半圆形凹处底部起0.32-0.375cm。

上述所说的地上地震监测信号接受及信号识别系统，包括滤波装置、A/D转换器、采样模块、信号处理模块、实时报警模块和中心控制单元；所说的采样模块包括实时采样、秒采样、时采样、日采样、月采样和年采样六个单元；所说的信号处理模块包括功率频谱分析、加权、傅式变换、叠加、减差、数据存取、裂变方向确定和中心控制子单元八个单元；所说的滤波装置的输入端连接地下深层地震监测系统的输出端，其输出端连接A/D转换器的输入端；所说的A/D转换器的输出端连采样模块的输入端；所说的采样模块的输出端连接信号处理模块的输入端；所说的信号处理模块的输出端分别连接实时报警模块和中心控制单元的输入端；所说的中心控制单元是计算机，其输出端连接实时报警模块的输入端；所说的裂变方向确定单元的输入端分别连接实时采样单元的输出端和中心控制子单元的输出端，其输出端封闭连接实时报警模块的输入端和中心控制子单元的输入端；中心控制子单元是计算机，其输出端连接数据存取单元的输入端；所说的数据存取单元的输出端连接中心控制子单元的输入端；所说的功率频谱分析、加权、傅式变换、叠加、减差、数据存取和裂变方向确定的输出端和中心控制子单元的输入端连接。

一种地下深层地震监测系统的工作方法，它是通过中心控制站对中心控制子站各自的地壳振动信息汇总分析实现的，其特征在于它包括以下步骤：

①以一个重要地区或城市为特定区域，每隔100km确定一个地震监测点，地震监测点不少于5个，组成地震监测网；

②在所选择的每个监测点放置不少于一个的地下深层地震监测系统，且该系统中的地下振动监测装置分层置于地下10km下，每隔5-10km放置一个，形成一种矩阵式多级别地震监测网；

③每一级地下深层地震监测系统分别对所在位置的地壳振动情况进行采集、处理、分析和存储，并将各种数据输送给上级监测系统；

④中心控制单元汇总各个中心控制子单元发出的振动信息，进行综合数据分析，确定该地区或城市的地壳变化情况、地壳振动的传导方向、地壳的破坏程度以及振动增强或减弱的动态趋势。

上述所说的一种地下深层地震监测系统的工作方法中的步骤③中包括以下具体步骤：

(1)当地壳发生振动时，地下振动监测装置的水平垂颤动，从而带动与其地面相连的中空半圆球一起颤动；

(2)置于中空半圆球底部球面内侧的半圆形凹处内的水银外溢，如果振动剧烈，则水银还会喷溅到中空半圆球的圆周部分；

(3)外溅的水银作为导体将每根信号线的两个断点连接，使得信号线中有电流通过；

(4)地上地震监测信号接受系统接收由悬吊金属缆及信号传输线传输过来的电流信号，此时为模拟信号。根据V＝IR，其中，V为系统供电电压，I为信号线中流过的电流，R为电阻，由于V为常数，则水银珠溢出越多，在半球面导通的断面面积越大，接通的信号线根数越多，则水银珠越大，使得电阻越小，导致电流越大，通过信号线，地上监测部分所接受到的信号也就越强；

(5)地上地震监测信号接受系统将接收到的电流模拟信号进行滤波，并通过A/D转换器对该模拟信号进行模数转换，将其变为可以处理的数字信号，并且通过频谱分析、傅式变换、加权求和以及信号叠加，将时域内的不规则变化信号变为频域内不同频次下周期变化的信号的叠加；

(6)提取原始的地震振动数据，并对采样到的振动信号进行数学分析，根据能量叠加效应，获取该次地壳振动的传导速度V＝t²V₀+V₀(其中t为从震源或震源的近点传导到震源的远点的时间的相隔时间，V₀为震源近点地壳振动的传导速度，作为该次振动的初始速度)、可能释放出的振动能量W＝S²W₀+W₀(其中S为传导距离，W₀为震源或震源的近点地壳振动所释放的能量，作为该次振动的初始能量)以及地壳裂变方向；

(7)如果振动指标超出地上地震监测设备所设定的振动阀值，则向实时报警模块发出报警信号，水银在半球平面移动表现为正常或微弱的地壳不同结构层面移动的震动，如果水银珠上下颠簸碰到半球上面的半圆，在图象上可以显出断裂性的图象，地壳变动就是地震出现，因此可以告知可能会有地震发生；

(8)将该次地壳振动的信息收入中心控制子单元，作为今后地壳振动分析的依据，同时每个中心控制子单元传送地壳振动信息到中心控制单元。

本发明的工作原理为：本地震监测系统放入10千米以下获得的振动信号，配合所有地震监测仪器使用，相当于是振动信号的采集装置，其所采集的信号的准确性、可靠性、规律性和预见性远远大于在地面上获取的信号，从而有效地判断要发生强烈地震的信号。分离原理、叠加原理和断裂原理是该装置得以实施的必要的、可靠的理论依据。通过该装置测得该次振动的振动幅度以及振动传导速度，作为下次传导速度计算的初始值，并且震源近点和震源远点的振动传导速度是呈加速度增加的，且愈是接近震中传导加速度值越大；随着地层结构的渐变变动，震动从震源开始释放出方向指向震中，振幅的增加与传导距离量成正比的巨大能量；如果地下深层存在振动，传感器水平垂会随之振动，从而带动半圆球内凹点中水银抖动，出现外溢，振动大小不同，则水银外溢的程度不同；外流的水银将作为导体连通球体底部和外围部分上的导线两断头，使得线路中有电流流过，且水银溢出越多，导通的断面面积越大，大小不同的水银珠数量越多，接通的信号线根数越多，导通的水银珠越大电阻越小，则电流越大，通过信号线，地上监测部分所接受到的信号越强；根据水银连接出的断面形状振动图以及电流模拟信号所构建的模拟地形图的情况，即可分析出地震的孕育情况，并可通过与先前的地震情况作比较，从而测定地震等级、震源位置等。对于重要城市或位于地壳运动频繁地区的城市，采用划区域、多测点的方式，即根据城市的规模，划定连续的几个方形矩阵区域，作为地震监测的区域范围，在区域中选择多个测点，一般以四个顶角和一个中心的方式为主；在每个测点地下10km下分层放入多个地下深层地震监测系统，通过分别监测，综合分析，快速、准确的获得该地区地壳振动情况，并可掌握振动发生最早的时间，测定传导方向和速度。

本发明的优越性在于：①地下深层地震监测系统采用实时控制，可以作为其他地震监测方法的补充装置，提高地震监测的准确性；②放入地下10km以下，可以比其它类型地震监测设备更接近地壳变动位置，减少了许多地面干扰因素，可以更真实地反映振动情况，即使获得的地壳振动信号更加准确；③利用水银导通回路的方式，且采集电流的模拟信号，方法简单，且结果可靠；④耐高温、高压，耐碰撞，信号特异性强；⑤矩阵式多级别地震监测系统，可以及时掌握振动发生的最早时间，并能准确测定振动传导方向、振动强弱和地壳破坏程度；⑥测量精度高、装置动作灵敏度高；⑦综合应用，技术先进，有广阔的发展前景。

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种地下深层地震监测系统的结构示意图；

图2为本发明所涉一种地下深层地震监测系统中地下振动监测装置的结构示意图；

图3为本发明所涉一种地下深层地震监测系统的地下振动监测装置中地下电流振动测振仪中心装置的结构平视图；

图4为本发明所涉一种地下深层地震监测系统的地下振动监测装置中地下电流振动测振仪中心装置的结构俯视图；

图5为本发明所涉一种地下深层地震监测系统的地下振动监测装置中地下电流振动测振仪中心装置的结构仰视图；

图6为本发明所涉一种地下深层地震监测系统中地上地震监测信号接受及信号识别系统的结构示意图；

图7为本发明所涉一种地下深层地震监测系统的地上地震监测信号接受及信号识别系统中信号处理模块将时域信号变为频域信号的处理过程示意图；

图8为本发明所涉一种地下深层地震监测系统采集到的地下振动电流模拟信号图；

图9为本发明所涉一种地下深层地震监测系统的一种矩阵式多单元监测系统的地区分布平面示意图。

其中，1为深井外套管；2为监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线；3为传感半球保护罩；4为传感半球保护罩和传感器半球之间的多路信号收集空间；5为传感球面斜平面；6为中空半圆球底部球面内侧中心的半圆形凹处；7为铅制水平垂；8为中空半圆球圆周球面；9为信号传输线的断头；10半圆球中空部分，即水银震荡的空间；11为水银；12为绝缘体；13为地震监测点。

(五)具体实施方案：

实施例：一种地下深层地震监测系统(见图1)，包括深井外套管1，其特征在于它是由地下振动监测装置和地上地震监测信号接受及信号识别系统组成；所说的地下振动监测装置的输出端连接地上地震监测信号接受及信号识别系统的输入端；所说的地下振动监测装置包括地下电流振动测振仪中心装置4、传感半球保护罩3、铅制水平垂7和监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线2；所说的地下振动监测装置(见图2)置于深井外套管1内，依监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线2与地上地震监测信号接受及信号识别系统的输入端连接；所说的地下电流振动测振仪中心装置(见图2、3)为一中空半圆球，其底部的传感球面中心低，外周高，为一传感球面斜平面5，且与铅制水平垂的顶面紧密连接；所说的中空半圆球底部球面内侧中心有一半圆形凹处6，凹处内放有水银11；所说的传感半球保护罩3置于中空半圆球圆周球面8的外侧。

上述所说的地下振动监测装置的工作位置为地下10km。

上述所说的地下电流振动测振仪中心装置(见图3、4、5)的中空半圆球的底部5和圆周8上有导线接点，且每两个相邻的接点为同一信号的信号传输线的两个断头9。

上述所说的中空半圆球底部球面内侧的半圆形凹处6为一同心圆，且两个同心圆之间有绝缘体12。

上述所说的铅制水平垂7的底面可以是水平底面，也可以是中间有凹面的底面；所说的凹面与电流振动测振仪的半圆形凹处6外侧相吻合。

上述所说的传感半球保护罩3和电流振动测振仪的半球面间是多路信号收集空间4，并且空间内有信号束线和用以固定传感器装置放置方向的指北电磁器。

上述所说的中空半圆球的直径为10cm，其底面斜平面5与水平面的夹角为0.5°；所说的底面半圆形凹处6的直径为0.7cm，深度为0.35cm；所说的放入半圆形凹处6的水银11的高度为从半圆形凹处6底部起0.35cm。

上述所说的地上地震监测信号接受及信号识别系统(见图6)，包括滤波装置、A/D转换器、采样模块、信号处理模块、实时报警模块和中心控制单元；所说的采样模块包括实时采样、秒采样、时采样、日采样、月采样和年采样六个单元；所说的信号处理模块包括功率频谱分析、加权、傅式变换、叠加、减差、数据存取、裂变方向确定和中心控制子单元八个单元；所说的滤波装置的输入端连接地下深层地震监测系统的输出端，其输出端连接A/D转换器的输入端；所说的A/D转换器的输出端连采样模块的输入端；所说的采样模块的输出端连接信号处理模块的输入端；所说的信号处理模块的输出端分别连接实时报警模块和中心控制单元的输入端；所说的中心控制单元是计算机，其输出端连接实时报警模块的输入端；所说的裂变方向确定单元的输入端分别连接实时采样单元的输出端和中心控制子单元的输出端，其输出端封闭连接实时报警模块的输入端和中心控制子单元的输入端；中心控制子单元是计算机，其输出端连接数据存取单元的输入端；所说的数据存取单元的输出端连接中心控制子单元的输入端；所说的功率频谱分析、加权、傅式变换、叠加、减差、数据存取和裂变方向确定的输出端和中心控制子单元的输入端连接。

一种地下深层地震监测系统的工作方法，它是通过中心控制站对中心控制子站各自的地壳振动信息汇总分析实现的，其特征在于它包括以下步骤：

①以一个重要地区或城市为特定区域，每隔100km确定一个地震监测点13，地震监测点13为5个(见图9)，组成地震监测网；

②在所选择的每个监测点放置两个的地下深层地震监测系统，且该系统中的地下振动监测装置分层置于地下10km下，隔8km放置一个，形成一种矩阵式地震监测网；

③每一个地下深层地震监测系统分别对所在位置的地壳振动情况进行采集、处理、分析和存储；

④中心控制单元汇总各个中心控制子单元发出的振动信息，进行综合数据分析，确定该地区或城市的地壳变化情况、地壳振动的传导方向、地壳的破坏程度以及振动增强或减弱的动态趋势。

上述所说的一种地下深层地震监测系统的工作方法中的步骤③中包括以下具体步骤：

(1)当地壳发生振动时，地下振动监测装置的水平垂7颤动，从而带动与其地面相连的中空半圆球8一起颤动；

(2)置于中空半圆球底部球面5内侧的半圆形凹处6内的水银11外溢，如果振动剧烈，则水银11还会喷溅到中空半圆球的圆周8部分；

(3)外溅的水银作为导体将每根信号线的两个断点9连接，使得信号线中有电流通过；

(4)地上地震监测信号接受系统接收由悬吊金属缆及信号传输线2传输过来的电流信号，此时为模拟信号。根据V＝IR，其中，V为系统供电电压，I为信号线中流过的电流，R为电阻，由于V为常数，则水银珠溢出越多，在半球面导通的断面面积越大，接通的信号线根数越多，则水银珠越大，使得电阻越小，导致电流越大，通过信号线，地上监测部分所接受到的信号也就越强；

(5)地上地震监测信号接受系统将接收到的电流模拟信号进行滤波，并通过A/D转换器对该模拟信号进行模数转换，将其变为可以处理的数字信号，并且通过频谱分析、傅式变换、加权求和以及信号叠加，将时域内的不规则变化信号变为频域内不同频次下周期变化的信号的叠加；

(6)提取原始的地震振动数据，并对采样到的振动信号进行数学分析，根据能量叠加效应，获取该次地壳振动的传导速度V＝t²V₀+V₀(其中t为从震源或震源的近点传导到震源的远点的时间的相隔时间，V₀为震源近点地壳振动的传导速度，作为该次振动的初始速度)、可能释放出的振动能量W＝S²W₀+W₀(其中S为传导距离，W₀为震源或震源的近点地壳振动所释放的能量，作为该次振动的初始能量)以及地壳裂变方向；

(7)如果振动指标超出地上地震监测设备所设定的振动阀值，则向实时报警模块发出报警信号，水银11在半球平面移动表现为正常或微弱的地壳不同结构层面移动的震动，如果水银珠上下颠簸碰到半球圆周部分8，在图象上可以显出断裂，地壳变动就是地震出现，因此可以告知可能会有地震发生；

(8)将该次地壳振动的信息收入中心控制子单元，作为今后地壳振动分析的依据，同时每个中心控制子单元传送地壳振动信息到中心控制单元。

Claims (10)

1.一种地下深层地震监测系统，包括深井外套管，其特征在于它是由地下振动监测装置和地上地震监测信号接受及信号识别系统组成；所说的地下振动监测装置的输出端连接地上地震监测信号接受及信号识别系统的输入端；所说的地下振动监测装置包括地下电流振动测振仪中心装置、传感半球保护罩、铅制水平垂和监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线；所说的地下振动监测装置置于深井外套管内，依监测装置传感器的悬吊金属缆及信号传输线与地上地震监测信号接受及信号识别系统的输入端连接；所说的地下电流振动测振仪中心装置为一中空半圆球，其底部的传感球面中心低，外周高，为一斜平面，且与铅制水平垂的顶面紧密连接；所说的中空半圆球底部球面内侧中心有一半圆形凹处，凹处内放有水银；所说的传感半球保护罩置于地下电流振动测振仪中心装置的中空半圆球圆周球面的外侧。

2.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的地下振动监测装置的工作位置为地下10km以下。

3.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的地下电流振动测振仪中心装置的中空半圆球的底部和圆周上有导线接点，且每两个相邻的接点为同一信号的信号传输线的两个断头。

4.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的所说的中空半圆球底部球面内侧的半圆形凹处为一同心圆，且两个同心圆之间有绝缘体。

5.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的铅制水平垂的上部端面可以是水平面，也可以是向中间低凹的斜平面；所说的凹面与电流振动测振仪的半圆形凹处外侧相吻合。

6.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的传感半球保护罩和电流振动测振仪的半球面间是多路信号收集空间，空间内有信号束线和用以固定传感器装置放置方向的指北电磁器。

7.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的中空半圆球的直径为9.5-10.5cm，其底面斜平面与水平面的夹角为0.3°-0.8°；所说的底面半圆形凹处的直径为0.65-0.75cm，深度为0.325-0.375cm；所说的放入半圆形凹处的水银的高度为从半圆形凹处底部起0.32-0.375cm。

8.根据权利要求书1中所述一种地下深层地震监测系统，其特征在于所说的地上地震监测信号接受及信号识别系统，包括滤波装置、A/D转换器、采样模块、信号处理模块、实时报警模块和中心控制单元；所说的采样模块包括实时采样、秒采样、时采样、日采样、月采样和年采样六个单元；所说的信号处理模块包括功率频谱分析、加权、傅式变换、叠加、减差、数据存取、裂变方向确定和中心控制子单元八个单元；所说的滤波装置的输入端连接地下深层地震监测系统的输出端，其输出端连接A/D转换器的输入端；所说的A/D转换器的输出端连采样模块的输入端；所说的采样模块的输出端连接信号处理模块的输入端；所说的信号处理模块的输出端分别连接实时报警模块和中心控制单元的输入端；所说的中心控制单元是计算机，其输出端连接实时报警模块的输入端；所说的裂变方向确定单元的输入端分别连接实时采样单元的输出端和中心控制子单元的输出端，其输出端封闭连接实时报警模块的输入端和中心控制子单元的输入端；中心控制子单元是计算机，其输出端连接数据存取单元的输入端；所说的数据存取单元的输出端连接中心控制子单元的输入端；所说的功率频谱分析、加权、傅式变换、叠加、减差、数据存取和裂变方向确定的输出端和中心控制子单元的输入端连接。

9.一种地下深层地震监测系统的工作方法，它是通过中心控制站对中心控制子站各自的地壳振动信息汇总分析实现的，其特征在于它包括以下步骤：

①以一个重要地区或城市为特定区域，每隔100km确定一个地震监测点，地震监测点不少于5个，组成地震监测网；

②在所选择的每个监测点放置不少于一个的地下深层地震监测系统，且该系统中的地下振动监测装置分层置于地下10km下，每隔5-10km放置一个，形成一种矩阵式多级别地震监测网；

③每一级地下深层地震监测系统分别对所在位置的地壳振动情况进行采集、处理、分析和存储，并将各种数据输送给上级监测系统；

④中心控制单元汇总各级中心控制子单元发出的振动信息，进行综合数据分析，确定该地区或城市的地壳变化情况、地壳振动的传导方向、地壳的破坏程度以及振动增强或减弱的动态趋势。

10.根据权利要求书9中所述一种地下深层地震监测系统的工作方法，其特征在于所说的步骤③中包括以下具体步骤：

(1)当地壳发生振动时，地下振动监测装置的水平垂颤动，从而带动与其地面相连的中空半圆球一起颤动；

(2)置于中空半圆球底部球面内侧的半圆形凹处内的水银外溢，如果振动剧烈，则水银还会喷溅到中空半圆球的圆周部分；

(3)外溅的水银作为导体将每根信号线的两个断点连接，使得信号线中有电流通过；

(4)地上地震监测信号接受系统接收由悬吊金属缆及信号传输线传输过来的电流信号，此时为模拟信号。根据V＝IR，其中，V为系统供电电压，I为信号线中流过的电流，R为电阻，由于V为常数，则水银珠溢出越多，在半球面导通的断面面积越大，接通的信号线根数越多，则水银珠越大，使得电阻越小，导致电流越大，通过信号线，地上监测部分所接受到的信号也就越强；

(5)地上地震监测信号接受系统将接收到的电流模拟信号进行滤波，并通过A/D转换器对该模拟信号进行模数转换，将其变为可以处理的数字信号，并且通过频谱分析、傅式变换、加权求和以及信号叠加，将时域内的不规则变化信号变为频域内不同频次下周期变化的信号的叠加；

(6)提取原始的地震振动数据，并对采样到的振动信号进行数学分析，根据能量叠加效应，获取该次地壳振动的传导速度V＝t²V₀+V₀(其中t为从震源或震源的近点传导到震源的远点的时间的相隔时间，V₀为震源近点地壳振动的传导速度，作为该次振动的初始速度)、可能释放出的振动能量W＝S²W₀+W₀(其中S为传导距离，W₀为震源或震源的近点地壳振动所释放的能量，作为该次振动的初始能量)以及地壳裂变方向；

(7)如果振动指标超出地上地震监测设备所设定的振动阀值，则向实时报警模块发出报警信号，水银在半球平面移动表现为正常或微弱的地壳不同结构层面移动的震动，如果水银珠上下颠簸碰到半球上面的半圆，在图象上可以显出断裂性的图象，地壳变动就是地震出现，因此可以告知可能会有地震发生；

(8)将该次地壳振动的信息收入中心控制子单元，作为今后地壳振动分析的依据，同时每个中心控制子单元传送地壳振动信息到中心控制单元。

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