CN103760591A - 一种检测地下水位的地震探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测地下水位的地震探测系统，包括传感器，用于采集被测水位的表压或绝压的模拟信号；A/D转换模块，用于将所述传感器采集到的模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号传输给微处理器模块；所述微处理器模块，用于将接收到的所述数字信号发送至所述存储模块进行存储，根据接收到的数字信号判断是否超过预存储的测量范围，超过后，驱动声光报警。本发明提供的检测地下水位的地震探测系统，基于单片机系统自动检测，检测结果准确。

Description

一种检测地下水位的地震探测系统

技术领域

本发明涉及一种地震探测系统，特别涉及一种检测地下水位的地震探测系统。

 

背景技术

我国地处亚欧板块边缘，位于太平洋板块、印度洋板块和亚欧板块的交界地带，板块运动相对活跃，地震发生频繁，因此我国是世界上地震活动水平最高、地震灾害最重的国家之一。

近几年来给国人留下印象深刻的汶川地震、玉树地震、雅安地震，这些大地震给中国的经济建设和社会发展造成了极大破坏，也给人民的生命财产造成很大的威胁。因此做好各项防震减灾工作，科学地预测与防范地震带来的自然灾害，是我国刻不容缓的需要解决的一个难题。 

地震观测的地下水位是指地下岩层含水层中的水渗透到观测井的水面的高程。水位动态观测，指观测井水面随时间变化的过程。测量的结果，常以时间序列上水位数值的变化表示，水位数值的基本单位是 m。实时观测震前地下水位的动态变化，具有非常重要的现实意义和实际价值。

地震是地壳中岩石应力不断积累的结果，而地下水作为地壳中最活跃的组成部分之一，具有普遍性，流动性与难压缩性的特点，所以观测井水位的变化可以灵敏地记录岩石应力的变化，因此利用科学的手段监测观测井地下水位的变化其对地震预报非常具有参考价值。水位的变化是震前预兆的一个十分重要的指标。经过这几年科学技术的发展，我国已经建成了通过观测地下水的动态获取地震孕育、发生、成灾过程中地球物理场变化的观测网。观测实践表明，地震的孕育与发生离不开流体的作用，而历史资料表明，在中国近几年几次比较成功的地震预报中，地下水位监测都发挥了重要作用。

地下水对地震很敏感，说明地下流体具有很强的信息传递能力，但由于地下水分布达地下 20~30千米，且地水位的异常变化会迅速伴随着即将到来的地震，甚至有时候在震前的前几十秒才能监测得出来，再加上地下水位的采集点也要十分严格选取才能使其不受地震以外的因素影响。地下水位的动态变化监测和分析一直是世界各国科研的难点和热点。 

近几年我国的地震地下水位监测开始得到国家相关部门的重视，经过了创建、改革、发展、现代化技术更新的阶段，建成了一个十分庞大的震前地下水位监测网，这些水位观测网对地震的预测与分析起到了巨大作用，对防震减灾工作产生了积极影响。但是，观测网的布局、观测井的设施、监测站点建设与观测技术的现状，还是其监测预报的效果，都有待调整、优化、改造、提高与创新。特别在观测技术方面要利用好现代科学技术，实时地、准确地测量震前水位的异常变化。 

我国现有的地下水位监测的手段和工具有以下几种：

1、地下水位测盅

地下水位测盅实际上是一个长约 10 cm 的金属中空圆筒，一端开口，另一端封闭，封闭端一头系测绳。测量时，站在井上的人提着测绳，将开口端向下，把测盅放至井水面以下，拉动绳子上下提放圆筒。当圆筒开口端触碰水面时会发出声音，由此可以判断到圆筒测盅已经到达水面，接着读取测绳上刻度，就得到地下水位埋深值。这种方法测量误差较大，而且只能测量水面埋深，不能测量水位高度，所以这种方法不再适用。

2、电接触悬锤式水尺

又名“悬锤式水位计”、“水位测尺”。水尺由水位悬锤、测尺、接触水面指示仪、测尺收放圆盘等组成。测尺是一种柔软的金属长卷尺，上面接有 2 根导线，卷尺上标有准确的刻度。水位悬锤有一定重量，其端部有 2 个相互绝缘的金属触点，触点与导线相连。使用时，人工收放悬索，将悬锤放入水下，当 2个触点接触地下水时，电阻变小（导通）。

此时地面的指示仪上与 2 根导线相联的喇叭、指示灯、指针等发出信号，表示已到达地下水水面。从测尺上读出读数，可以知道地下水位埋深。这种水位计同样不能测量地下水位高度。 

3、浮子式地下水位计

浮子式水位计，利用浮子跟踪水位升降，以机械方式直接传动记录。用浮子水位计需有测井设备。感应水位变化的是浮子、并配有悬索、水位轮、平衡锤等。浮子检测水位变化的灵敏度较差。地下水埋深较大，悬索长，也影响水位感应灵敏度。 

4、压力式地下水位计

压力式地下水位计的原理是根据测量水压来输出对应的水位高度信号。仪器测量出水平面以下某点的静水压力后，再根据水体的密度及重力加速度换算得到此测量点以上水位的高度。水面上承受着大气压力，所以水下测点测到的压力是测量点以上水柱高度形成的水压力与水体表面的大气压力之和。专门用于震前水位采集的点埋得很深，其水压可以不受大气压的影响。传感器用专用电缆联接，本身带有信号放大和温度补偿的功能。一般情况下压力传感器用专用缆索悬挂在地下水测井内的最低水位以下，测控装置在地面上。压力式地下水位计的水位测量准确性已高于浮子式地下水位计。 

5、超声波式水位计

超声波式水位计利用声波反射的原理来测量水位。按传播介质分为水介式和气介式。

声波在同一介质中以恒定速度传播，当遇到不同密度的介质分界面时，声波发生反射。水介式是将发生器安装在水底，垂直向水面发射超声波；气介式是将发生器固定在空气中某一高处，向水面发射超声波。水介式声速受水温、水压及水中浮悬粒子浓度影响，在测量过程中要对声波校正。气介式要对气温影响进行校正，其优点是不受水中水草、泥沙等影响，缺点是容易受风浪的影响，尤其是水流急，浪涌大的地方，不宜安装超声波水位计。

地震是岩石在地壳运动中应力不断增强，超过了岩体所承受最大强度而破裂产生地震波的结果。在大量的观测和分析研究表明，地下水位能灵敏记录岩石应力变化，利用地下水位异常变化来进行地震前兆预报是非常有意义的。目前我国地震地下水位前兆数据采集与管理水平较低，部分数据需要人工输入计算机中。因此，有必要开发出一个监测系统来实现观测数据的自动采集和传输。

 

发明内容

本发明提供一种检测地下水位的地震探测系统，它可以克服现有技术的不足，实现观测数据的自动采集和传输。

本发明实施例提供的一种检测地下水位的地震探测系统，包括传感器、A/D转换模块、存储模块、报警模块和微处理器模块；

所述传感器，用于采集被测水位的表压或绝压的模拟信号；

A/D转换模块，用于将所述传感器采集到的模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号传输给微处理器模块；

所述微处理器模块，用于将接收到的所述数字信号发送至所述存储模块进行存储，根据接收到的数字信号判断是否超过预存储的测量范围，超过后，驱动所述报警模块报警。

该系统还包括判断模块，用于判断所述数字信号是否超过预存储的测量范围。

所述微处理器模块包括显示模块，用于将所述存储模块中存储的数字信号信息显示出来。

该系统还包括按键模块，用于向所述微处理器模块输入控制指令及修改所述控制指令。

该系统还包括电源模块，用于为整个系统供电。

本发明提供的一种检测地下水位的地震探测系统，以单片机控制器为核心，基于单片机系统自动检测，检测结果准确。

 

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种检测地下水位的地震探测系统示意图。

 

具体实施方式

下面对本发明实施例的具体实施方式进行详细描述：

如图1所示，该系统主要包括以下部分：

传感器、A/D转换模块、存储模块、报警模块和微处理器模块；

所述传感器，用于采集被测水位的表压或绝压的模拟信号；

A/D转换模块，用于将所述传感器采集到的模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号传输给微处理器模块；

所述微处理器模块，用于将接收到的所述数字信号发送至所述存储模块进行存储，根据接收到的数字信号判断是否超过预存储的测量范围，超过后，驱动所述报警模块报警。

该系统还包括判断模块，用于判断所述数字信号是否超过预存储的测量范围。

所述微处理器模块包括显示模块，用于将所述存储模块中存储的数字信号信息显示出来。

该系统还包括按键模块，用于向所述微处理器模块输入控制指令及修改所述控制指令。

该系统还包括电源模块，用于为整个系统供电。

本发明提供的一种检测地下水位的地震探测系统，以单片机控制器为核心，基于单片机系统自动检测，检测结果准确。

 

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种检测地下水位的地震探测系统，其特征在于，包括传感器、A/D转换模块、存储模块、报警模块和微处理器模块；

所述传感器，用于采集被测水位的表压或绝压的模拟信号；

A/D转换模块，用于将所述传感器采集到的模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号传输给微处理器模块；

所述微处理器模块，用于将接收到的所述数字信号发送至所述存储模块进行存储，根据接收到的数字信号判断是否超过预存储的测量范围，超过后，驱动所述报警模块报警。

2.根据权利要求1所述的一种检测地下水位的地震探测系统，其特征在于，该系统还包括判断模块，用于判断所述数字信号是否超过预存储的测量范围。

3.根据权利要求1所述的一种检测地下水位的地震探测系统，其特征在于，所述微处理器模块包括显示模块，用于将所述存储模块中存储的数字信号信息显示出来。

4.根据权利要求1所述的一种检测地下水位的地震探测系统，其特征在于，该系统还包括按键模块，用于向所述微处理器模块输入控制指令及修改所述控制指令。

5.根据权利要求1所述的一种检测地下水位的地震探测系统，其特征在于，所述系统还包括电源模块，用于为整个系统供电。

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