CN111311880A - 一种电磁波激发式地震预警器 - Google Patents

一种电磁波激发式地震预警器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁波激发式地震预警器，包括埋设在地下的箱体，所述箱体内固定设有放置架、固定盒和供电器，所述固定盒内固定安装有多个螺线管，且每个螺线管均与供电器电连接，所述箱体的内侧壁上对称焊接有两个滑座，每个所述滑座上均滑动设置有连接座，每个所述连接座均为U形并在相对的两个侧壁上分别安装有感应片，两个所述连接座之间放置有浮杆，所述浮杆的侧壁上对称设置有四个触发块，且每个触发块的位置均与对应感应片的位置相对应。本发明通过监测地下电磁波的变化来获取地震信息，因为电磁波的传播速度大于地震波的传播速度，因此监测人员可以更快获取相关数据并及时向人们发出预警，以减少人员的伤亡与财产损失。

Description

一种电磁波激发式地震预警器
技术领域
本发明涉及地震预警技术领域，尤其涉及一种电磁波激发式地震预警器。
背景技术
地球上板块之间的相互挤压碰撞是引起地震的主要原因，地震强度也会随着板块破损、错位的严重程度而增大，地震的出现不仅会使房屋倒塌、道路塌陷，甚至还会导致其他地质灾害的发生，现有的地震检测装置多采用深井监测方式，通过探测地震发生最初时发射出来的无破坏性的地震波来计算出震级、烈度、震源以及震中位等关键数据，然后模拟出受灾区域并发出预警。
对于强度较高的地震，在应力作用下，地下岩石会被压缩或拉伸，引起电阻率的变化，从而使电磁场发生相应的局部变化，此外，岩石在应力作用下也会出现“压磁效应”，使电磁场变化更加明显，由于电磁波的传播速度大于地震波的传播速度，因此，监测地下电磁波的变化能更快收到地震信号，从而增加预警时间、减少人员的伤亡与财产的损失。
为此，我们提出一种能更快接收到地震信号的电磁波激发式地震预警器。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中多通过探测地震波的变化来预警地震的发生时间及范围，而忽略了地震发生前地下电磁场的变化情况，从而导致接受地震信号的耗时较长的缺点，而提出的一种电磁波激发式地震预警器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电磁波激发式地震预警器，包括埋设在地下的箱体，所述箱体内固定设有放置架、固定盒和供电器，所述固定盒内固定安装有多个螺线管，且每个螺线管均与供电器电连接，所述箱体的内侧壁上对称焊接有两个滑座，每个所述滑座上均滑动设置有连接座，每个所述连接座均为U形并在相对的两个侧壁上分别安装有感应片，两个所述连接座之间放置有浮杆，所述浮杆的侧壁上对称设置有四个触发块，且每个触发块的位置均与对应感应片的位置相对应；
每个所述滑座上均对称安装有两个距离传感器，所述放置架上固定设置有分析仪，所述分析仪通过两根传输线分别与对应两个感应片电连接，所述分析仪和多个距离传感器均通过导电线缆与供电器电连接；
所述地面上设有报警器，所述报警器与分析仪之间电连接有光缆。
优选地，所述报警器包括连接电缆、警示灯和高音喇叭。
优选地，所述浮杆包括绝缘外壳和磁芯，所述磁芯位于绝缘外壳内并与固定盒共轴。
本发明的有益效果：
1、通过设置螺线管、浮杆、供电器等装置，可使螺线管产生恒定的磁场，从而使浮杆处于悬浮状态，保证触发块不与感应片相接触，以避免装置发出错误警示信息。
2、通过在连接座以及浮杆的上下两侧安装距离传感器，可方便判断浮杆与连接座的相对位置，若浮杆不处于连接座上两个感应片中间，则可通过调节通过螺线管处电流大小的方式来改变箱体内的磁场强度，从而保证浮杆无论是向上移动还是向下移动都能快速激发电信号的产生。
3、因为电磁波的传播速度大于地震波的传播速度，因此本装置能更快的获取地震信息，使地震预警中心提前向人们发出警报，尽可能的减少人员的伤亡与财产的损失。
4、本装置中，浮杆位置的调节方式简单，通过计算机调节螺线管处电流强度以及对比距离传感器反馈数据即可实现浮杆位置的自动精调，不仅能保证装置响应的准确性，也能降低调试的繁琐度。
5、因为在长距离传输过程中，电信号受电磁波的影响较大，并且降噪效果差，传输时会产生一定的损耗，因此在本装置中，报警器与分析仪之间通过光缆相连接，光缆具有抗电磁干扰、传输损耗低、速度快等优点，保证报警器能快速接收到完整的信号并及时响应。
6、通过设置报警器，可及时提醒监测人员做出应急行动，同时源信号通过连接电缆发送至外界计算机或云端处，使地震预警中心及时分析数据得出震源、震级、烈度等信息，并通过电视和广播向人们发出警报，以减少人员伤亡。
综上所述，本发明通过监测地下电磁波的变化来获取地震信息，因为电磁波的传播速度大于地震波的传播速度，因此监测人员可以更快获取相关数据并及时向人们发出预警，以减少人员的伤亡与财产损失。
附图说明
图1为本发明提出的一种电磁波激发式地震预警器的结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为图1中B处放大图。
图中：1箱体、2传输线、3放置架、4分析仪、5光缆、6连接座、7浮杆、8螺线管、9固定盒、10滑座、11供电器、12固定锥、 13连接电缆、14警示灯、15高音喇叭、16报警器、17距离传感器、 18导电线缆、19触发块、20感应片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种电磁波激发式地震预警器，包括埋设在地下的箱体1，箱体1的外侧壁上焊接有多根固定锥12，用于插设在岩层或土层内，起到固定箱体1的作用，箱体1内固定设有放置架3、固定盒9和供电器11，固定盒9内固定安装有多个螺线管8，且每个螺线管8均与供电器11电连接，多个螺线管8以串联的方式相连接，当电路连通时，多个螺线管8产生的磁场方向相同，箱体1的内侧壁上对称焊接有两个滑座10，每个滑座10上均滑动设置有连接座6，连接座6与滑座10之间具有一定的摩擦，在没有外力作用下，连接座 6可以停留至滑座10上任意一处，每个连接座6均为U形并在相对的两个侧壁上分别安装有感应片20，两个连接座6之间放置有浮杆7，浮杆7的侧壁上对称设置有四个触发块19，且每个触发块19的位置均与对应感应片20的位置相对应；
自然状态下，浮杆7位于两个连接座6之间，并且与两个连接座 6之间的距离较小，但触发块19不与感应片20相接触，地震发生时，地下电磁波受到干扰发生改变，会影响箱体1内的磁场分布，从而导致浮杆7的位置发生变化，当触发块19与感应片20相接触时，会激发电信号的产生；
每个滑座10上均对称安装有两个距离传感器17，通过距离传感器17反馈的数据可计算出浮杆7与两个连接座6的距离，保证浮杆 7恰处于两个连接座6中间，放置架3上固定设置有分析仪4，分析仪4通过两根传输线2分别与对应两个感应片20电连接，传输线2 为弹性导线，分析仪4和多个距离传感器17均通过导电线缆18与供电器11电连接；
分析仪4可识别并自动分析感应片20处激发的电流强度的变化，从而判断是否有异常地下电磁波产生；
通过将距离传感器17内的电信号反馈至分析仪4处，可自动调节供电器11向螺线管8处输送的电流大小，从而使螺线管8激发的磁场克服浮杆7的重力并使浮杆7位于对应两个感应片20中间；
地面上设有报警器16，报警器16与分析仪4之间电连接有光缆5，光缆5具有抗电磁干扰、传输损耗低、速度快等优点，保证报警器16能快速接收到完整的信号并及时响应。
本发明中，报警器16包括连接电缆13、警示灯14和高音喇叭 15，连接电缆13与外界计算机相连接，用于将数据发送到控制端或云端，警示灯14以及高音喇叭15均具有即时提醒的作用。
浮杆7包括绝缘外壳和磁芯，磁芯位于绝缘外壳内并与固定盒9 共轴。
本发明使用时，连接座6滑动至滑座10上任意一处，浮杆7水平放置在连接座6之间，因为连接座6与滑座10之间具有一定的摩擦力，因此，不对连接座6施加外力时，连接座6可与滑座10保持静止，然后将箱体1埋设在地底深处，通过固定锥12加强对箱体1 的固定作用；
通过外部控制系统发送信号，控制供电器11向各个部件供电，因为多个螺线管8的连接方式为串联，所以螺线管8产生的磁场方向相同，由于浮杆7包括绝缘外壳和磁芯，磁芯位于绝缘外壳内，所以螺线管8产生的磁场会对磁芯产生向下或向上的作用力，在本发明中，通过改变电流的流动方向来控制磁场的方向，从而使磁芯受到向上的作用力，使浮杆7处于悬浮状态，保证触发块19不与感应片20 相接触；
距离传感器17可探测浮杆7与连接座6之间的距离，从而保证浮杆7侧壁上的任意一个触发块19与对应感应片20的距离都相等，在此需要说明的是，浮杆7与连接座6之间的距离较小，保证在磁场发生变化时，触发块19能快速与感应片20接触；
调试完成后，将光缆5与报警器16的信号输入端相连接，报警器16通过连接电缆13与外部计算机相连接；
当地震发生时，震中附近极震区的地磁场(主要为超低频磁场) 会发生变化，并且随着震级的增大，这一异常数值也会增大，以距离震中一千米处地区为例，面波震级在6.0-9.5级范围内的破坏性地震的磁场异常值约为102-105nT，甚至超出了地球磁场量级，并且由于压磁效应，当应变波通过岩石时，不论是否破坏岩石，均会激发出电磁效应，所以埋设在地底深处的箱体1内的磁场分布也会受到影响从而发生变化，因此螺线管8产生的磁场使浮杆7恰能保持悬浮状态，所以，当箱体1内的磁场发生变化时浮杆7会从平衡状态中脱离并发生移动；
当触发块19与感应片20接触时，会激发电信号产生并通过传输线2将这一变化的信号发送至分析仪4内，分析仪4通过分析信号的波形等其他特征来判断地震情况，若确认为地震发生则立刻通过光缆 5将源信号发送至报警器16内，警示灯14闪烁，高音喇叭15发出警示声，提醒监测人员做出应急行动，同时源信号通过连接电缆13 发送至外界计算机或云端处，使地震预警中心及时分析数据得出震源、震级、烈度等信息，并通过电视和广播向人们发出警报，以减少人员伤亡。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电磁波激发式地震预警器，包括埋设在地下的箱体(1)，其特征在于，所述箱体(1)内固定设有放置架(3)、固定盒(9)和供电器(11)，所述固定盒(9)内固定安装有多个螺线管(8)，且每个螺线管(8)均与供电器(11)电连接，所述箱体(1)的内侧壁上对称焊接有两个滑座(10)，每个所述滑座(10)上均滑动设置有连接座(6)，每个所述连接座(6)均为U形并在相对的两个侧壁上分别安装有感应片(20)，两个所述连接座(6)之间放置有浮杆(7)，所述浮杆(7)的侧壁上对称设置有四个触发块(19)，且每个触发块(19)的位置均与对应感应片(20)的位置相对应；
每个所述滑座(10)上均对称安装有两个距离传感器(17)，所述放置架(3)上固定设置有分析仪(4)，所述分析仪(4)通过两根传输线(2)分别与对应两个感应片(20)电连接，所述分析仪(4)和多个距离传感器(17)均通过导电线缆(18)与供电器(11)电连接；
所述地面上设有报警器(16)，所述报警器(16)与分析仪(4)之间电连接有光缆(5)。
2.根据权利要求1所述的一种电磁波激发式地震预警器，其特征在于，所述报警器(16)包括连接电缆(13)、警示灯(14)和高音喇叭(15)。
3.根据权利要求1所述的一种电磁波激发式地震预警器，其特征在于，所述浮杆(7)包括绝缘外壳和磁芯，所述磁芯位于绝缘外壳内并与固定盒(9)共轴。
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