CN110579801B - 一种流体式地震监测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种流体式地震监测器，包括底座、晃动保护套、延伸支撑杆、电源模块、处理器、地震检测箱体和盖体。本发明不受外部环境的影响，可以实现移动监测，同时实现对地震横波和纵波的区分监测和自我保护。

Description

一种流体式地震监测器

技术领域

本发明涉及一种流体式地震监测器,具体为一种基于传感器技术监测流体变化的一种地震监测器。

背景技术

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的地震。所以加大对现有地震监测技术的研究是很必要的，现公布的一项发明：CN201820133142.9 一种斗拱式地震监测器，此种监测器没办法实现对地震横波和纵波的区分监测，没办法推算出到震源的位置，缺乏对地震影响范围的研判。针对现有技术之不足，本发明是一种一体式的地震监测器，不受外部环境的影响，可以实现移动监测，并对地震横波和纵波的区分监测，推算出到震源的位置、地震波波长、地震强度等相关信息，可以实现实时的对地震的情况进行收集和分析，对地震的后续影响情况分析提供数据支撑。

发明内容

本发明的发明目的是为了实现对地震横波、纵波的监测，提供可分析地震震源、地震等级、地震影响范围等地震相关参量的功能。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种流体式地震监测器，包括底座、晃动保护套、延伸支撑杆、电源模块、处理器、地震检测箱体和盖体，上述底座中心设有安装槽；上述安装槽安装设有底部支撑套筒，上述底部支撑套筒内还活动套接设有内滑筒；上述内滑筒和底座之间还设有复位弹簧；上述延伸支撑杆其顶端设有球状体；上述地震检测箱体由底箱和箱盖组成，上述底箱的底部设有卡槽，上述延伸支撑杆自上而下穿过卡槽，其球状体卡于卡槽内无法穿出，而延伸支撑杆另一端则螺纹安装于内滑筒的顶部中心；上述地震检测箱体和内滑筒之间还设有锥形弹簧；上述卡槽上设有密封板，上述密封板和底箱的内壁形成容积腔室，上述容积腔室内还设有流体，上述箱盖内还设有两个及其以上，用于检测流体变化的光电式液位传感器；上述电源模块和处理器装于底座的底部。

作为本发明的优选：上述光电式液位传感器用于检测与流体之间的距离L，上述距离L随流体的变化而变化，上述流体随地震检测箱体的晃动变化而变化。

作为本发明的优选：上述光电式液位传感器为两个时，最佳为：以箱盖的中心为圆点，呈九十度夹角的圆周摆放，这样可以检测东南西北，四个方位，从而得知横波的力度和地震相对于本装置的具体方位；具体想要确定地震的震源，则需要三个及其以上的本装置，装于不同的方位，通过三点定位的方法，进行震源的确定。

作为本发明的优选：上述光电式液位传感器为四个时，最佳为：以箱盖的中心为圆点，圆周摆放，相邻两个之间相距45度夹角，这样可以精准检测八个方位，从而得知横波的力度和地震相对于本装置的具体方位；具体想要确定地震的震源，则需要三个及其以上的本装置，装于不同的方位，通过三点定位的方法，进行震源的确定。

作为本发明的优选：上述盖体内还装有摄像头和数据传输模块；上述摄像头用于监测地震检测箱体的活动轨迹，当装置故障，处理器未检测到，或者数据与传感器检测反馈不一致，则可人为判定故障，便于进行检修，上述数据传输模块可将处理器收集到的光电式液位传感器、红外探测测距传感器和摄像头的数据传输给外部设备，同时，还可接受外部设备传回的数据，对内部的检测器进行重启和调整。

作为本发明的优选：上述晃动保护套为异型外环凸状，往外凸延伸，其延伸幅度为地震检测箱体的晃动幅度，其最佳为地震检测箱体晃动最大幅度+允许误差幅度，上述晃动保护套的内壁上，还可设有辅助划线，便于人们通过摄像头观察时，通过辅助划线，快速准确的判断地震检测箱的状态。

作为本发明的优选：上述底部支撑套筒其上沿环圈处，延伸设有倾斜的延伸环套筒，上述延伸环套筒呈一定夹角往四周斜上方延伸，并且其顶端距地震检测箱体至少保持距离X，上述距离X为地震检测箱体受震动下移的最大幅度距离+允许误差距离。

作为本发明的优选：上述内滑筒的侧面设有水平安装有红外探测测距传感器，上述红外探测测距传感器其随内滑筒的上下位移从而发生移动；上述红外探测测距传感器主要探测与延伸环套筒的距离，而当内滑筒发生上下位移时，则红外探测测距传感器检测的距离便会发生变化，从而得出内滑筒的上下位移具体数据，从而得知地震纵波的力度。

作为本发明的优选：上述盖体和晃动保护套之间，晃动保护套和底座之间通过螺纹配合，并且还皆设有密封环圈。

作为本发明的优选：上述底座的底部还设有重置按钮，上述重置按钮需要工作人员手动到现场进行按压操作。

作为本发明的优选：上述底座上还设有USB模块和设备检修接口；上述USB模块用于给维修设备快速供电，而设备检修接口便于工作人员进行现场数据修正。

作为本发明的优选：上述延伸环套筒还可对地震检测箱体的最大晃动范围进行进一步的限定，避免当震级过大时，地震检测箱体的晃动力度过大，破坏了锥形弹簧，也避免箱盖和晃动保护套发生撞击，因为，杠杆原理，其支点在球状体，地震检测箱体的底部距离支点近，故此产生的力度小，而若箱盖和晃动保护套发生撞击，则同样的震级，箱盖受到的撞击力会更大，则被破坏的概率也更大。

作为本发明的优选：上述光电式液位传感器为两个时，最佳为：以箱盖的中心为圆点，呈九十度夹角的圆周摆放，这样可以检测东南西北，四个方位，从而得知纵波的力度和地震相对于本装置的具体方位；具体想要确定地震的震源，则需要三个及其以上的本装置，装于不同的方位，通过三点定位的方法，进行震源的确定。

作为本发明的优选：上述光电式液位传感器为四个时，最佳为：以箱盖的中心为圆点，圆周摆放，相邻两个之间相距45度夹角，这样可以精准检测八个方位，从而得知纵波的力度和地震相对于本装置的具体方位；具体想要确定地震的震源，则需要三个及其以上的本装置，装于不同的方位，通过三点定位的方法，进行震源的确定。

作为本发明的优选：上述数据传输模块、光电式液位传感器、红外探测测距传感器、usb充电接口、摄像头皆和电源模块电线连接。

当地震发生时，地面会发生摇晃，纵波先到，内滑筒为因为上下位移而发生移动，当内滑筒发生上下位移时，红外探测测距传感器发射的光脉冲发射到延伸环套筒后被反射回来的时间会发生变化，通过测时间间隔来就可以计算与物体之间的距离，传感器将数据传输到处理器，处理器分析的得出纵波的波长等相关信息，可以通过距离测算-演算-推算地震横纵的强度，并记录纵波的到达时间；横波为晚于纵波，当横波到来之后，地震检测箱体会发生晃动，容积腔室内的流体会随着地震检测箱而发生位置变化，光电式液位传感器与流体之间的距离，会随流体的变化而变化，传感器将数据传输到处理器，处理器分析的得出横波的波长等相关信息，可以通过距离测算-演算-推算地震横纵的强度，同时记录下横波的到达时间；通过横波和纵波到达的时间差，可以计算出震中距，想要确定地震的震源，则需要三个及其以上的本装置，装于不同的方位，通过三点定位的方法，进行震源的确定。

与现有技术相比，采用了上述技术方案后，具有如下有益效果：

一、实现对地震横波和纵波的区分监测，推算出到震源的位置、地震波波长、地震强度等相关信息。

二、是一种一体式的地震监测器，不受外部环境的影响，可以实现移动监测。

三、实时的对地震的情况进行收集和分析，对地震的后续影响情况分析提供数据支撑。

附图说明

图1为本发明实施例的左右等轴测示意图

图2为本发明实施例的局部剖面示意图

图3为本发明实施例的下视示意图

图4为本发明实施例的剖面图

图5为本发明图4的C处局部放大图

图6为本发明实施例上视图的局部剖面示意图

图7为本发明实施例流程图

附图标记：

1为底座、11为重置按钮、12为处理器、13为电源模块、14为安装槽、15为USB模块、16为设备检修接口；

2为晃动保护套；

3为盖体；

4为地震检测箱体、41为底箱、411为卡槽、412为密封板、42为箱盖、43为支撑套筒、431为倾斜的延伸环套筒、44为内滑筒、45为延伸支撑杆、451为球状体、46为复位弹簧、47为锥形弹簧；

5为流体；

6为光电式液位传感器、61为摄像头、62为红外探测测距传感器、63数据传输模块；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例：

如图1至6所示的一种流体式地震监测器，包括底座、晃动保护套、盖体、地震检测箱体、倾斜的延伸环套筒、流体、光电式液位传感器、摄像头、红外探测测距传感器和数据传输模块。

上述底座包括底座中心设有安装槽 ，上述安装槽安装设有底部支撑套筒 ，上述底部支撑套筒内还活动套接设有内滑筒，上述底座底部容腔内设有电源模块和处理器，上述底座的底部还设有重置按钮 ，上述底座上还设有USB模块和设备检修接口，上述USB模块用于给维修设备快速供电，上述设备检修接口便于工作人员进行现场数据传输和数据修正。

上述晃动保护套为异型外环凸状，往外凸延伸，其延伸幅度为上述地震检测箱体的晃动幅度，上述晃动保护套和上述盖体之间，晃动保护套和底座之间皆通过螺纹配合，并且还都设有密封环圈。

上述地震检测箱体包括底箱、安装槽、箱盖、支撑套筒、倾斜的延伸环套筒、内滑筒、延伸支撑杆、球状体、为复位弹簧、锥形弹簧组成。

上述底箱的底部设有卡槽，上述延伸支撑杆自上而下穿过卡槽，上述延伸支撑杆其顶端设有球状体，上述球状体卡于卡槽内无法穿出，而延伸支撑杆另一端则螺纹安装于内滑筒的顶部中心，上述地震检测箱体和内滑筒之间还设有锥形弹簧，上述卡槽上设有密封板，上述密封板和底箱的内壁形成容积腔室，上述容积腔室内装有流体，上述述箱盖内还设有两个及其以上用于检测上述流体变化的光电式液位传感器，上述安装槽安装有支撑套筒，上述底部支撑套筒内还活动套接设有内滑筒，上述内滑筒和上述底座之间还设有复位弹簧，上述底部支撑套筒其上沿环圈处，延伸设有倾斜的延伸环套筒，上述延伸环套筒呈一定夹角往四周斜上方延伸，并且其顶端距地震检测箱体至少保持距离X，上述距离X为地震检测箱体受震动下移的最大幅度距离+允许误差距离，上述延伸环套筒还可对上地震检测箱体的最大晃动范围进行进一步的限定，避免当震级过大时，上述地震检测箱体的晃动力度过大，破坏了上述锥形弹簧，也避免上述箱盖和上述晃动保护套发生撞击，上述内滑筒的侧面设有水平安装有红外探测测距传感器，上述红外探测测距传感器其随内滑筒的上下位移从而发生移动；上述红外探测测距传感器主要探测与延伸环套筒的距离，而当内滑筒发生上下位移时，则红外探测测距传感器检测的距离便会发生变化，从而得出内滑筒的上下位移具体数据，从而得知地震横波的力度，

上述盖体内装有摄像头和数据传输模块，上述摄像头用于监测地震检测箱体的活动轨迹，上述数据传输模块可将处理器收集到的光电式液位传感器、红外探测测距传感器和摄像头的数据传输给外部设备，同时，还可接受外部设备传回的数据，对内部的检测器进行重启和调整。

工作原理是：1、光电式液位传感器：当设备启动后，传感器开启定时器功能，与此同时将光电式液位传感器红外脉冲发射端的引脚置为低电平，这样发生端就发出红外脉冲，红外脉冲遇到液面就会反射回来，这样反射回来的脉冲信号就会被接手装置接收，接收装置接收到脉冲后，输出低电位，这个负脉冲就会启动另外一个外部中断，内部定时器就会停止计时，根据定时器的计时长短来换算成距离，将地震来临后的监测到的距离与无地震时候的距离进行对比，通过距离测算地震的强度；2、红外探测测距传感器：当设备启动后，传感器开启定时器功能，利用的是红外线传播时的不扩散原理 ，红外线在穿越其它物质时折射率很小，而红外线的传播是需要时间的，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离，上述红外探测测距传感器主要探测与延伸环套筒的距离，而当内滑筒发生上下位移时，则红外探测测距传感器检测的距离便会发生变化，利用红外线往返产生的时间△t，从而根据D＝C△t/2得到距离D，距离D越小，说明地震纵波的强度越强。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上上述为本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种流体式地震监测器，其特征在于：包括底座（1）、晃动保护套（2）、延伸支撑杆（45）、电源模块（13）、处理器（12）、地震检测箱体（4）和盖体（3），其特征在于：所述底座（1）中心设有安装槽（14）；所述安装槽（14）安装有底部支撑套筒（43），所述底部支撑套筒（43）内还活动套接有内滑筒（44）；所述内滑筒（44）和底座（1）之间还设有复位弹簧（46）；所述延伸支撑杆（45）的顶端设有球状体（451）；所述地震检测箱体（4）由底箱（41）和箱盖（42）组成，所述底箱（41）的底部设有卡槽（411），所述延伸支撑杆（45）自上而下穿过卡槽（411），其球状体（451）卡于卡槽（411）内无法穿出，而延伸支撑杆（45）另一端则螺纹安装于内滑筒（44）的顶部中心；所述地震检测箱体（4）和内滑筒（44）之间还设有锥形弹簧（47）；所述卡槽（411）上设有密封板（412），所述密封板（412）和底箱（41）的内壁形成容积腔室，所述容积腔室内还设有流体（5），所述箱盖（42）内至少设有两个用于检测流体（5）变化的光电式液位传感器（6）；所述电源模块（13）和处理器（12）装于底座（1）的底部；

所述光电式液位传感器（6）用于检测与流体（5）之间的距离L，所述距离L随流体（5）的变化而变化，所述流体（5）随地震检测箱体（4）的晃动变化而变化；

所述盖体（3）内还装有摄像头（61）和数据传输模块（63）；所述摄像头（61）用于监测地震检测箱体（4）的活动轨迹；所述数据传输模块（63）将处理器（12）收集到的光电式液位传感器（6）、红外探测测距传感器（62）和摄像头（61）的数据传输给外部设备，同时，还接收外部设备传回的数据，对内部的检测器进行重启和调整；

所述晃动保护套（2）往外延伸，为外环凸状，其延伸幅度为地震检测箱体（4）的晃动幅度；具体为地震检测箱体（4）晃动最大幅度+允许误差幅度；

所述底部支撑套筒（43）的上沿环圈处延伸设有倾斜的延伸环套筒（431）；所述延伸环套筒（431）呈夹角往四周斜上方延伸，并且延伸环套筒（431）顶端距地震检测箱体（4）至少保持距离X；所述距离X为地震检测箱体（4）受震动下移的最大幅度距离+允许误差距离；

所述内滑筒（44）的侧面水平安装有红外探测测距传感器（62），所述红外探测测距传感器（62）随内滑筒（44）的上下位移而发生移动；当内滑筒（44）发生上下位移时，红外探测测距传感器（62）检测的距离便会发生变化，从而得出内滑筒（44）的上下位移具体数据，获取地震横波的力度。

2.根据权利要求1所述的一种流体式地震监测器，其特征在于：所述盖体（3）与晃动保护套（2）之间、晃动保护套（2）和底座（1）之间均通过螺纹配合，且均设有密封环圈（8）。

3.根据权利要求1所述的一种流体式地震监测器，其特征在于：所述底座（1）的底部还设有重置按钮（11），所述重置按钮（11）需要工作人员手动到现场进行按压操作。

4.根据权利要求1~3任一所述的一种流体式地震监测器，其特征在于：所述底座上还设有USB模块（15）和设备检修接口（16）；所述USB模块（15）用于给维修设备快速供电，而设备检修接口（16）便于工作人员进行现场数据修正。

5.根据权利要求4所述的一种流体式地震监测器，其特征在于：所述延伸环套筒（431）对地震检测箱体（4）的最大晃动范围进行限定；避免当震级过大时，因地震检测箱体（4）晃动力度过大破坏锥形弹簧（47），也避免箱盖（42）和晃动保护套（2）发生撞击。

6.根据权利要求5所述的一种流体式地震监测器，其特征在于：所述数据传输模块（63）、光电式液位传感器（6）、红外探测测距传感器（62）、USB模块（15）、摄像头（61）皆和电源模块（13）电线连接。

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