CN105022086B - 地震预警装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地震预警装置及方法，利用地震前期地下水水位会有突升、突降的情况，分别在水面上方和下方设置传感器或触发器进行水位波动的监测，获得水位数值或与水位变位对应的触发信号或由触发信号对应转换得到的水位数值后，发送给地震预警装置，由地震预警装置的相应单元比对水位数值与水位阈值或比对触发信号与其参考样本，来判断水位异常情况进行地震预警。本发明的结构简单，容易实现，相应装置可以直接整合在地下水监控的现有管网系统中，在平时可以用于水位监测，在地震前期实现有效预警。
Description
技术领域
本发明涉及一种地震预警装置及方法。
背景技术
在地震前期，井水、泉水等地下水往往会有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味等异常现象发生，特别是还会有水位突升、突降，泉源突然枯竭或涌出的情况。因此，通过检测水位波动来监测地下水水位变化，对于地震的预警有很大帮助，如何实现是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种地震预警装置及方法，通过对地下水水位变化进行监测，实现对地震的有效预警。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种地震预警装置，其中包含：
设定单元，向装置输入水位上升阈值及水位下降阈值；
比较单元，获得水位监测的传感器所采集的水位数值，将其与水位上升阈值或水位下降阈值进行比较：当水位数值高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当水位数值低于水位下降阈值时，记录一个下降标志；
判断单元在接连收到第一标志及第二标志时，判断水位波动异常，并输出报警信号；第一标志与第二标志的含义相反，第一标志是上升标志而第二标志是下降标志，或者第一标志是下降标志而第二标志是上升标志。
优选地，所述装置还设有定时单元，其在接收到第一标志时开始计时，并在收到第二标志时结束计时，并输出计时数值；或者，所述定时单元在接收到若干次第一标志及第二标志的组合后停止计时，并输出计时数值；
所述比较单元将计时数值与设定单元输入装置的周期值进行比较，输出比较结果；所述判断单元接连收到第一标志及第二标志时，根据计时数值小于周期值的比较结果，判断水位波动异常并输出报警信号。
优选地，所述水位监测的传感器是基于浮力或水压检测的液位传感器；
在水面上方对应水位上升阈值的距离设置一个所述液位传感器，并在水面下方对应水位下降阈值的距离设置另一个所述液位传感器，以分别采集水位上升及下降时的水位数值。
优选地，通过设置触发器，在水位波动到达水位上升阈值或水位下降阈值时，发出与水位升降变化相应的触发信号，并设置与触发器相配套的采集器接收触发信号转换成相应的水位数值后发送给地震预警装置进行比对判断。
优选地，通过设置触发器，在水位波动到达水位上升阈值或水位下降阈值时，发出与水位升降变化相应的触发信号，并设置与触发器相配套的采集器接收触发信号并发送给地震预警装置；
所述设定单元，向装置输入与水位上升阈值及水位下降阈值相对应的触发参考样本；所述比较单元，获得触发信号并将其与触发参考样本进行比较：当比较结果表示触发信号对应的水位高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当比较结果表示触发信号对应的水位低于水位下降阈值时，记录一个下降标志。
优选地，所述触发器是在监测到水面升降变化时发出报警声响的感应发声器，或是监测到水面升降变化时发出光亮的发光器；
在水面上方对应水位上升阈值的距离设置一个感应发声器或发光器，并在水面下方对应水位下降阈值的距离设置另一个感应发声器或发光器。
优选地，所述装置还设有报警单元，其是根据报警信号发出鸣响的蜂鸣器；
或者，所述报警单元通过有线或无线网络向预警中心的设备或监测人员的设备发送警报。
本发明的另一个技术方案是提供一种地震预警方法，设置传感器或触发器，在监测到水位波动达到水位上升阈值或水位下降阈值时发出相应的水位数值或触发信号；
并设置包含设定单元、比较单元、判断单元的地震预警装置；
其中，通过所述设定单元向装置内输入水位上升阈值及水位下降阈值；
向装置输入传感器采集的水位数值，或者采集器转换触发信号形成的水位数值，由所述比较单元将水位数值与水位上升阈值或水位下降阈值进行比较：当水位数值高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当水位数值低于水位下降阈值时，记录一个下降标志；
所述判断单元在接连收到第一标志及第二标志时，判断水位波动异常，并输出报警信号；第一标志与第二标志的含义相反，第一标志是上升标志而第二标志是下降标志，或者第一标志是下降标志而第二标志是上升标志。
优选地，所述采集器接收触发器的触发信号直接发送给地震预警装置；
所述设定单元向装置输入与水位上升阈值及水位下降阈值相对应的触发参考样本；所述比较单元将触发信号与触发参考样本进行比较：当比较结果表示触发信号对应的水位高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当比较结果表示触发信号对应的水位低于水位下降阈值时，记录一个下降标志；
所述判断单元在接连收到第一标志及第二标志时，判断水位波动异常，并输出报警信号；第一标志与第二标志的含义相反，第一标志是上升标志而第二标志是下降标志，或者第一标志是下降标志而第二标志是上升标志。
优选地，所述地震预警装置设置的定时单元在接收到第一标志时开始计时，并在收到第二标志时结束计时，并输出计时数值；或者，所述定时单元在接收到若干次第一标志及第二标志的组合后停止计时，并输出计时数值；
所述比较单元将计时数值与设定单元输入装置的周期值进行比较，输出比较结果；所述判断单元接连收到第一标志及第二标志时，根据计时数值小于周期值的比较结果，判断水位波动异常并输出报警信号。
与现有技术相比，本发明所述地震预警装置及方法，其优点在于：本发明利用地震前期地下水水位会有突升、突降的情况，分别在水面上方和下方设置传感器或触发器进行水位波动的监测，获得水位数值或与水位变位对应的触发信号或由触发信号对应转换得到的水位数值后，发送给地震预警装置，由地震预警装置的相应单元比对水位数值与水位阈值或比对触发信号与其参考样本，来判断水位异常情况进行地震预警。
附图说明
图1是本发明所述地震预警装置的一个结构示意图。
图2是本发明所述地震预警装置的另一个结构示意图。
图3是本发明所述地震预警方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1、图3所示，本实施例提供一种地震预警装置，主要包含设定单元1、比较单元2、判断单元3、报警单元4，以及控制前述各单元协调工作的控制单元5。
通过设定单元1，可以向地震预警装置内输入水位上升阈值及水位下降阈值，并将其存储在比较单元2或控制单元5或其他存储设备中。地震预警装置的输入接口与水位监测传感器7连接，接收水位上下波动变化时传感器7采集的水位数值。
比较单元2将采集的水位数值，与所记录的水位上升阈值或水位下降阈值进行比较：当水位数值高于水位上升阈值时，记录一个上升标志并发送至判断单元3；当水位数值低于水位下降阈值时，记录一个下降标志并发送至判断单元3。
判断单元3在接连收到第一标志及第二标志时，判断水位波动异常，从而输出报警信号。第一标志与第二标志的含义相反，例如第一标志是上升标志而第二标志是下降标志，或第一标志是下降标志而第二标志是上升标志。
报警单元4根据该报警信号发出地震预警警报，例如是由蜂鸣器发出鸣响；或者是通过有线或无线网络向预警中心的设备或监测人员的设备发送警报，等等。
可以进一步为地震预警装置配置有定时单元6，还通过设定单元1输入一个周期值并存储在装置中；则在比较单元2记录并发送第一标志时，定时单元6开始计时；在比较单元2记录并发送第二标志时，定时单元6结束计时（等待下次收到标志时重新计时），并输出一个计时数值。或者，在记录到若干次第一标志及第二标志的组合后，才使定时单元6停止计时，并输出计时数值。
比较单元2将计时数值与设定的周期值进行比较，输出比较结果。判断单元3在接连收到第一标志及第二标志时，进一步参考该比较结果，若计时数值小于设定的周期值，表示水位上下波动时间短，水位变化频繁，符合突升、突降的地震前兆，则判断水位波动异常并输出报警信号。若计时数值大于设定的周期值，水位变化可能是正常的潮汐变化引起，则可以将这种情况排除预警。
本例所述的水位监测传感器7可以使用能够实现水位数值采集的任意一种传感器7。在优选的示例中，水位监测传感器7可以是基于浮力或水压检测的液位传感器；可以在水面上方对应水位上升阈值的距离设置一个所述液位传感器，并在水面下方对应水位下降阈值的距离设置另一个所述液位传感器，以分别采集水位上升及下降时的水位数值。
如图2、图3所示，在另一实施例中，设置有监测水面变化的感应发声器（图中以触发器8表示），分别布置在水面上方对应水位上升阈值的距离，和水面下方对应水位下降阈值的距离。在水面上升或下降到感应发声器所在的位置时，相应的感应发声器能够发出报警声响，作为对现场人员的提醒信号。并且，通过设置声音的采集器9接收报警声响，并转换成表示水位数值的信号，发送至地震预警装置的输入接口，则后续可以根据上述类似的方式来实现预警。
又或者，在水面上升及下降时，感应发声器发出不同的声响（例如表现为频率或其他参数的不同），采集器9直接采集相应的报警声响，发送至地震预警装置的输入接口；则本例中的设定单元1向地震预警装置存入不同的声响参考样本，比较单元2直接将采集的声响与声响参考样本进行比较，得到表示水位高于水位上升阈值的上升标志或得到水位数值低于水位下降阈值的下降标志。
可以根据实际的应用情况，将上述的感应发声器替换成在水位升降时产生其他相应变化的触发信号的触发器8（例如但不限于在水位升降时发出不同光亮的发光装置），并设置相配套的采集器9来接收触发信号或将其转换成相应的水位数值后发送给地震预警装置，由地震预警装置的相应单元比对水位数值与水位阈值或比对触发信号与其参考样本，来判断水位异常情况进行地震预警。
本发明的结构简单，容易实现，相应装置可以直接整合在地下水监控的现有管网系统中，在平时可以用于水位监测，在地震前期实现有效预警。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种地震预警装置，其特征在于，包含：
设定单元（1），向装置输入水位上升阈值及水位下降阈值；
比较单元（2），获得水位监测的传感器（7）所采集的水位数值，将其与水位上升阈值或水位下降阈值进行比较：当水位数值高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当水位数值低于水位下降阈值时，记录一个下降标志；
判断单元（3）在接连收到第一标志及第二标志时，判断水位波动异常，并输出报警信号；第一标志与第二标志的含义相反，第一标志是上升标志而第二标志是下降标志，或者第一标志是下降标志而第二标志是上升标志；
定时单元（6），其在接收到第一标志时开始计时，并在收到第二标志时结束计时，并输出计时数值；或者，所述定时单元（6）在接收到若干次第一标志及第二标志的组合后停止计时，并输出计时数值；
所述比较单元（2）将计时数值与设定单元（1）输入装置的周期值进行比较，输出比较结果；所述判断单元（3）接连收到第一标志及第二标志时，根据计时数值小于周期值的比较结果，判断水位波动异常并输出报警信号。
2.如权利要求1所述的地震预警装置，其特征在于，
所述水位监测的传感器（7）是基于浮力或水压检测的液位传感器；
在水面上方对应水位上升阈值的距离设置一个所述液位传感器，并在水面下方对应水位下降阈值的距离设置另一个所述液位传感器，以分别采集水位上升及下降时的水位数值。
3.如权利要求1所述的地震预警装置，其特征在于，
通过设置触发器（8），在水位波动到达水位上升阈值或水位下降阈值时，发出与水位升降变化相应的触发信号，并设置与触发器（8）相配套的采集器（9）接收触发信号转换成相应的水位数值后发送给地震预警装置进行比对判断。
4.如权利要求1所述的地震预警装置，其特征在于，
通过设置触发器（8），在水位波动到达水位上升阈值或水位下降阈值时，发出与水位升降变化相应的触发信号，并设置与触发器（8）相配套的采集器（9）接收触发信号并发送给地震预警装置；
所述设定单元（1），向装置输入与水位上升阈值及水位下降阈值相对应的触发参考样本；所述比较单元（2），获得触发信号并将其与触发参考样本进行比较：当比较结果表示触发信号对应的水位高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当比较结果表示触发信号对应的水位低于水位下降阈值时，记录一个下降标志。
5.如权利要求3或4所述的地震预警装置，其特征在于，
所述触发器（8）是在监测到水面升降变化时发出报警声响的感应发声器，或是监测到水面升降变化时发出光亮的发光器；
在水面上方对应水位上升阈值的距离设置一个感应发声器或发光器，并在水面下方对应水位下降阈值的距离设置另一个感应发声器或发光器。
6.如权利要求1所述的地震预警装置，其特征在于，
所述装置还设有报警单元（4），其是根据报警信号发出鸣响的蜂鸣器；
或者，所述报警单元（4）通过有线或无线网络向预警中心的设备或监测人员的设备发送警报。
7.一种地震预警方法，其特征在于，
设置传感器（7）或触发器（8），在监测到水位波动达到水位上升阈值或水位下降阈值时发出相应的水位数值或触发信号；
并设置包含设定单元（1）、比较单元（2）、判断单元（3）的地震预警装置；
其中，通过所述设定单元（1）向装置内输入水位上升阈值及水位下降阈值；
向装置输入传感器（7）采集的水位数值，或者采集器（9）转换触发信号形成的水位数值，由所述比较单元（2）将水位数值与水位上升阈值或水位下降阈值进行比较：当水位数值高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当水位数值低于水位下降阈值时，记录一个下降标志；
所述判断单元（3）在接连收到第一标志及第二标志时，判断水位波动异常，并输出报警信号；第一标志与第二标志的含义相反，第一标志是上升标志而第二标志是下降标志，或者第一标志是下降标志而第二标志是上升标志；
所述地震预警装置设置的定时单元（6）在接收到第一标志时开始计时，并在收到第二标志时结束计时，并输出计时数值；或者，所述定时单元（6）在接收到若干次第一标志及第二标志的组合后停止计时，并输出计时数值；
所述比较单元（2）将计时数值与设定单元（1）输入装置的周期值进行比较，输出比较结果；所述判断单元（3）接连收到第一标志及第二标志时，根据计时数值小于周期值的比较结果，判断水位波动异常并输出报警信号。
8.如权利要求7所述的地震预警方法，其特征在于，
所述采集器（9）接收触发器（8）的触发信号直接发送给地震预警装置；
所述设定单元（1）向装置输入与水位上升阈值及水位下降阈值相对应的触发参考样本；所述比较单元（2）将触发信号与触发参考样本进行比较：当比较结果表示触发信号对应的水位高于水位上升阈值时，记录一个上升标志；当比较结果表示触发信号对应的水位低于水位下降阈值时，记录一个下降标志；
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