CN112083474A - 一种地震传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地震传感器，包括固定架、外壳、电推杆、主弹簧，外壳固定安装于地表深处，其内部为充满干燥氮气的密闭腔体，固定架安装于外壳内部，内滑套安装于固定架内部并构成移动副，在主弹簧弹力作用下，内滑套可迅速向上弹起，使铜板将左插头和右插头的电路导通，左撑杆、右撑杆、左压板和右压板均与固定架构成转动副，左重块和右重块分别悬吊于左撑杆与右撑杆的外端，在重力作用下使左撑杆和右撑杆分别通过左调整螺钉和右调整螺钉按压左压板和右压板，从而使左压板上所设的左摩擦片和右压板上所设的右摩擦片压紧内滑套，在摩擦力的作用下锁止内滑套向上的移动，安装于固定架顶端的电推杆可推动内滑套向下移动到电路断开的初始位置。

Description

一种地震传感器

技术领域

本发明涉及一种地震传感器。

背景技术

地震是以波的形式从震源向四周传播的，这种由地震而产生的波称为地震波，根据地震波的传播特点，地震波可分为纵波、横波和面波；纵波(P波)是由震源向外传递的压缩波，质点的振动方向与波的前进方向一致，纵波在固体、液体里都能传播，这种波传播速度快，在地壳中的传播速度，约为每秒5～6公里，纵波的周期短，振幅小，能引起地面的上下跳动；横波(S波)是由震源向外传递的剪切波，质点的振动方向与波的前进方向相垂直，横波只能在固体里传播，其传播速度较慢，在地壳中的传播速度约为每秒为3～4公里，周期较长，振幅较大，能引起地面水平晃动；面波只限于沿着地球表面传播的一种波，一般认为面波是纵波和横波经地下岩层分界面多次反射的次生波，波速慢，每秒仅3.5公里左右，地震对建筑物的破坏主要是面波作用的结果；强烈地震发生时，从震源发出的地震波中，纵波首先到达震中，此时震中区的人会感到上下颠簸，接着横波传来，震中区的人会感到前后左右摇晃。

横波(S波)传播方向与地震振动方向垂直，是造成灾害的主要原因，但在地壳中传播速度较慢，纵波(P波)传播方向与地震波振动方向一致，在地壳中传播较快，因此可利用两者的时间差发出预警；地震预警系统是一套可迅速侦测地震并藉由震灾区之预估发布警讯的系统，对一特定地区而言，该系统能在地震发生后，地表面强烈震动之前，争取地震能量传递的数秒钟乃至数十秒的黄金逃生时间，以空间换取时间，发出地震警讯。

地震传感器是地震预警系统重要的组成部分，要求在第一时间检测到地震产生的纵波(P波)，并将震动信息转化为电信号，利用电信号传递迅速的特点及时发出地震警讯，尽可能加长黄金逃生时间，挽救人民的生命财产；现有地震传感器多采用由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源等组成的复杂电路设备，结构原理较为复杂，制造成本高，可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地震传感器，由地震波中的纵波(P波)自动触发，触发时间短暂，结构原理简单可靠。

本发明采取的技术方案为：一种地震传感器，包括固定架、外壳、右插头、右电极、电推杆、左插头、左电极、左撑杆、左重块、左压板、右压板、右重块、右撑杆、铜板、内滑套、主弹簧、底盖，其特征在于：外壳通过四个地脚螺栓紧固安装于地表深处，其内部为充满干燥氮气的密闭腔体，固定架安装于外壳内部，其顶部安装有左插头和右插头，内滑套安装于固定架内部并构成移动副，底盖安装于固定架下端，内滑套与底盖之间设有主弹簧，在主弹簧弹力作用下，内滑套可迅速向上弹起，使内滑套顶端的铜板将左插头和右插头的电路导通，左撑杆与右撑杆均与固定架构成转动副，左压板和右压板与固定架构成转动副，左重块和右重块分别悬吊于左撑杆与右撑杆的外端，在重力作用下使左撑杆和右撑杆分别通过左调整螺钉和右调整螺钉按压左压板和右压板，从而使左压板上所设的左摩擦片和右压板上所设的右摩擦片压紧内滑套，在摩擦力的作用下锁止内滑套向上的移动，安装于固定架顶端的电推杆可推动内滑套向下移动到电路断开的初始位置。

作为优选，固定架为绝缘材质的圆柱空腔结构，其上端设有圆环状的安装板，安装板上设有用于实现固定架与外壳紧固连接的螺纹孔，固定架两侧设有贯通的凸字形开窗，其左侧上端设有左上连接耳，左侧下端设有左下连接耳，右侧上端设有右上连接耳，右侧下端设有右下连接耳，固定架内部纵向设有两个导条，底盖与固定架下端构成螺纹副，其中心位置设有的方孔可实现空气的流通，并且可通过与方头扳手的配合实现与固定架的螺纹副拧紧。

作为优选，左插头和右插头安装于固定架顶端，均采用通用快插结构，左插头底端设有的左电极位于固定架内部顶端左侧，右插头底端设有的右电极位于固定架内部顶端右侧。

作为优选，内滑套为圆柱空腔结构，采用质轻且绝缘的材质制作，其顶端设有中心开孔的圆形铜板，内滑套顶端和铜板上均设有两个长条状通气孔，内滑套其前后两侧各设有一个纵向导槽，内滑套左右两侧下端均设有一个莫氏锥面，莫氏锥面采用锥度为1:19.212且具有自锁特性的莫氏锥度。

作为优选，内滑套安装于固定架内部，内滑套外侧的两个导槽与固定架的两个导条配合安装，使内滑套与固定架构成移动副，内滑套与底盖之间安装有主弹簧，主弹簧所提供的弹力可使内滑套迅速向上弹起，从而使铜板与左电极和右电极接触，实现左插头与右插头电路的导通。

作为优选，左压板右侧设有锥度为1:19.212的左摩擦片，其下端与左下连接耳构成转动副，左重块为铅材质，其上端与左撑杆左端构成转动副，左撑杆右端与左上连接耳构成转动副，左调整螺钉与左撑杆下端构成螺纹副，且其右端压紧于左压板上端；右压板左侧设有锥度为1:19.212的右摩擦片，其下端与右下连接耳构成转动副，右重块的结构尺寸和材质均与左重块相同，右重块上端与右撑杆右端构成转动副，右撑杆左端与右上连接耳构成转动副，右调整螺钉与右撑杆下端构成螺纹副，且其左端压紧于右压板上端。

初始状态时，内滑套处于行程下端位置，铜板与左电极和右电极断开连接，主弹簧处于压缩量最大的状态；左重块在重力作用下有向下运动的趋势，使左撑杆有逆时针转动的趋势，通过左调整螺钉压紧左压板上端，使其有顺时针转动的趋势，从而通过杠杆作用使左摩擦片向右压紧内滑套左侧的莫氏锥面；右重块在重力作用下有向下运动的趋势，使右撑杆有顺时针转动的趋势，通过右调整螺钉压紧右压板上端，使其有逆时针转动的趋势，从而通过杠杆作用使右摩擦片向左压紧内滑套右侧的莫氏锥面；在左摩擦片和右摩擦片的共同夹紧状态下，使内滑套处于行程下端位置静力平衡的初始状态。

纵波(P波)传递至地震传感器位置后，外壳会在竖直方向上下震动，在此过程超重和失重状态交替出现，在失重状态时，左重块和右重块的重力作用消失，则左摩擦片和右摩擦片夹持在内滑套两侧莫氏锥面上的压力消失，由压力产生的摩擦力也消失，则内滑套的静力平衡状态被打破，内滑套在主弹簧弹力作用下迅速向上弹起，使内滑套顶端的铜板与左电极和右电极接触，实现左插头和右插头的电路实现导通。

作为优选，电推杆安装于固定架顶端中心位置；当需要复位地震传感器时，即使位于上端位置的内滑套复位到下端位置的初始状态时，只需给电推杆通电，使其伸出杆下端推动内滑套向下移动至初始位置，在左摩擦片和右摩擦片的夹持下，内滑套处于初始位置并达到静力平衡状态。

本发明的有益效果：

①本发明中地震传感器的触发为依据机械原理所设计的机械结构，原理简单可靠，动作灵敏，不产生电噪干扰，不受电磁环境的影响；

②本发明由地震波中的纵波(P波)自动触发，触发时间短暂，能最大限度加长黄金逃生时间，挽救人民的生命财产；

③左插头和右插头均采用通用快插结构，能够快速且可靠地实现电路的连接；

④采用了电推杆对地震传感器的初始状态进行复位，操作方便，使用次数不受限制。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明部分结构示意图。

图3为本发明初始状态剖视示意图。

图4为本发明触发状态剖视示意图。

图5为本发明复位状态剖视示意图。

图6固定架局部剖视示意图。

图7内滑套结构示意图。

附图标号：1固定架、1.1安装板、1.2导条、1.3左上连接耳、1.4左下连接耳、1.5右下连接耳、1.6右上连接耳、2外壳、3右插头、3.1右电极、4电推杆、5左插头、5.1左电极、6左撑杆、7左重块、8左压板、8.1左摩擦片、9右压板、9.1右摩擦片、10右重块、11右撑杆、12铜板、13内滑套、13.1莫氏锥面、14主弹簧、15底盖、15.1方孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3所示，一种地震传感器，包括固定架1、外壳2、右插头3、右电极3.1、电推杆4、左插头5、左电极5.1、左撑杆6、左重块7、左压板8、右压板9、右重块10、右撑杆11、铜板12、内滑套13、主弹簧14、底盖15，其特征在于：外壳2通过四个地脚螺栓紧固安装于地表深处，其内部为充满干燥氮气的密闭腔体，固定架1安装于外壳2内部，其顶部安装有左插头5和右插头3，内滑套13安装于固定架1内部并构成移动副，底盖15安装于固定架1下端，内滑套13与底盖15之间设有主弹簧14，在主弹簧14弹力作用下，内滑套13可迅速向上弹起，使内滑套13顶端的铜板12将左插头5和右插头3的电路导通，左撑杆6与右撑杆11均与固定架1构成转动副，左压板8和右压板9与固定架1构成转动副，左重块7和右重块10分别悬吊于左撑杆6与右撑杆11的外端，在重力作用下使左撑杆6和右撑杆11分别通过左调整螺钉6.1和右调整螺钉11.1按压左压板8和右压板9，从而使左压板8上所设的左摩擦片8.1和右压板9上所设的右摩擦片9.1压紧内滑套13，在摩擦力的作用下锁止内滑套13向上的移动，安装于固定架1顶端的电推杆4可推动内滑套13向下移动到电路断开的初始位置。

如图6所示，固定架1为绝缘材质的圆柱空腔结构，其上端设有圆环状的安装板1.1，安装板1.1上设有用于实现固定架1与外壳2紧固连接的螺纹孔，固定架1两侧设有贯通的凸字形开窗，其左侧上端设有左上连接耳1.3，左侧下端设有左下连接耳1.4，右侧上端设有右上连接耳1.6，右侧下端设有右下连接耳1.5，固定架1内部纵向设有两个导条1.2，底盖15与固定架1下端构成螺纹副，其中心位置设有的方孔15.1可实现空气的流通，并且可通过与方头扳手的配合实现与固定架1的螺纹副拧紧。

如图3所示，左插头5和右插头3安装于固定架1顶端，均采用通用快插结构，左插头5底端设有的左电极5.1位于固定架1内部顶端左侧，右插头3底端设有的右电极3.1位于固定架1内部顶端右侧。

如图7所示，内滑套13为圆柱空腔结构，采用质轻且绝缘的材质制作，其顶端设有中心开孔的圆形铜板12，内滑套13顶端和铜板12上均设有两个长条状通气孔，内滑套13其前后两侧各设有一个纵向导槽，内滑套13左右两侧下端均设有一个莫氏锥面13.1，莫氏锥面13.1采用锥度为1:19.212且具有自锁特性的莫氏锥度。

如图3所示，内滑套13安装于固定架1内部，内滑套13外侧的两个导槽与固定架1的两个导条1.2配合安装，使内滑套13与固定架1构成移动副，内滑套13与底盖15之间安装有主弹簧14，主弹簧14所提供的弹力可使内滑套13迅速向上弹起，从而使铜板12与左电极5.1和右电极3.1接触，实现左插头5与右插头3电路的导通。

如图3所示，左压板8右侧设有锥度为1:19.212的左摩擦片8.1，其下端与左下连接耳1.4构成转动副，左重块7为铅材质，其上端与左撑杆6左端构成转动副，左撑杆6右端与左上连接耳1.3构成转动副，左调整螺钉6.1与左撑杆6下端构成螺纹副，且其右端压紧于左压板8上端；右压板9左侧设有锥度为1:19.212的右摩擦片9.1，其下端与右下连接耳1.5构成转动副，右重块10的结构尺寸和材质均与左重块7相同，右重块10上端与右撑杆11右端构成转动副，右撑杆11左端与右上连接耳1.6构成转动副，右调整螺钉11.1与右撑杆11下端构成螺纹副，且其左端压紧于右压板9上端。

如图3所示，电推杆4安装于固定架1顶端中心位置。

本发明的实施例：

如图3所示，初始状态时，内滑套13处于行程下端位置，铜板12与左电极5.1和右电极3.1断开连接，主弹簧14处于压缩量最大的状态；左重块7在重力作用下有向下运动的趋势，使左撑杆6有逆时针转动的趋势，通过左调整螺钉6.1压紧左压板8上端，使其有顺时针转动的趋势，从而通过杠杆作用使左摩擦片8.1向右压紧内滑套13左侧的莫氏锥面13.1；右重块10在重力作用下有向下运动的趋势，使右撑杆11有顺时针转动的趋势，通过右调整螺钉11.1压紧右压板9上端，使其有逆时针转动的趋势，从而通过杠杆作用使右摩擦片9.1向左压紧内滑套13右侧的莫氏锥面13.1；在左摩擦片8.1和右摩擦片9.1的共同夹紧状态下，使内滑套13处于行程下端位置静力平衡的初始状态。

如图4所示，纵波(P波)传递至地震传感器位置后，外壳2会在竖直方向上下震动，在此过程超重和失重状态交替出现，在失重状态时，左重块7和右重块10的重力作用消失，则左摩擦片8.1和右摩擦片9.1夹持在内滑套13两侧莫氏锥面13.1上的压力消失，由压力产生的摩擦力也消失，则内滑套13的静力平衡状态被打破，内滑套13在主弹簧14弹力作用下迅速向上弹起，使内滑套13顶端的铜板15与左电极5.1和右电极3.1接触，实现左插头5和右插头3的电路实现导通。

如图5所示，当需要复位地震传感器时，即使位于上端位置的内滑套13复位到下端位置的初始状态时，只需给电推杆4通电，使其伸出杆下端推动内滑套13向下移动至初始位置，在左摩擦片8.1和右摩擦片9.1的夹持下，内滑套13处于初始位置并达到静力平衡状态。

“前”、“后”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

Claims (4)

1.一种地震传感器，包括固定架(1)、外壳(2)、右插头(3)、右电极(3.1)、电推杆(4)、左插头(5)、左电极(5.1)、左撑杆(6)、左重块(7)、左压板(8)、右压板(9)、右重块(10)、右撑杆(11)、铜板(12)、内滑套(13)、主弹簧(14)、底盖(15)，其特征在于：外壳(2)通过四个地脚螺栓紧固安装于地表深处，其内部为充满干燥氮气的密闭腔体，固定架(1)安装于外壳(2)内部，其顶部安装有左插头(5)和右插头(3)，内滑套(13)安装于固定架(1)内部并构成移动副，底盖(15)安装于固定架(1)下端，内滑套(13)与底盖(15)之间设有主弹簧(14)，在主弹簧(14)弹力作用下，内滑套(13)可迅速向上弹起，使内滑套(13)顶端的铜板(12)将左插头(5)和右插头(3)的电路导通，左撑杆(6)与右撑杆(11)均与固定架(1)构成转动副，左压板(8)和右压板(9)与固定架(1)构成转动副，左重块(7)和右重块(10)分别悬吊于左撑杆(6)与右撑杆(11)的外端，在重力作用下使左撑杆(6)和右撑杆(11)分别通过左调整螺钉(6.1)和右调整螺钉(11.1)按压左压板(8)和右压板(9)，从而使左压板(8)上所设的左摩擦片(8.1)和右压板(9)上所设的右摩擦片(9.1)压紧内滑套(13)，在摩擦力的作用下锁止内滑套(13)向上的移动，安装于固定架(1)顶端的电推杆(4)可推动内滑套(13)向下移动到电路断开的初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种地震传感器，其特征在于：固定架(1)为绝缘材质的圆柱空腔结构，其上端设有圆环状的安装板(1.1)，安装板(1.1)上设有用于实现固定架(1)与外壳(2)紧固连接的螺纹孔，固定架(1)两侧设有贯通的凸字形开窗，其左侧上端设有左上连接耳(1.3)，左侧下端设有左下连接耳(1.4)，右侧上端设有右上连接耳(1.6)，右侧下端设有右下连接耳(1.5)，固定架(1)内部纵向设有两个导条(1.2)，底盖(15)与固定架(1)下端构成螺纹副，其中心位置设有的方孔(15.1)可实现空气的流通，并且可通过与方头扳手的配合实现与固定架(1)的螺纹副拧紧；

左插头(5)和右插头(3)安装于固定架(1)顶端，均采用通用快插结构，左插头(5)底端设有的左电极(5.1)位于固定架(1)内部顶端左侧，右插头(3)底端设有的右电极(3.1)位于固定架(1)内部顶端右侧；

内滑套(13)为圆柱空腔结构，采用质轻且绝缘的材质制作，其顶端设有中心开孔的圆形铜板(12)，内滑套(13)顶端和铜板(12)上均设有两个长条状通气孔，内滑套(13)其前后两侧各设有一个纵向导槽，内滑套(13)左右两侧下端均设有一个莫氏锥面(13.1)，莫氏锥面(13.1)采用锥度为1:19.212且具有自锁特性的莫氏锥度；

内滑套(13)安装于固定架(1)内部，内滑套(13)外侧的两个导槽与固定架(1)的两个导条(1.2)配合安装，使内滑套(13)与固定架(1)构成移动副，内滑套(13)与底盖(15)之间安装有主弹簧(14)，主弹簧(14)所提供的弹力可使内滑套(13)迅速向上弹起，从而使铜板(12)与左电极(5.1)和右电极(3.1)接触，实现左插头(5)与右插头(3)电路的导通。

3.根据权利要求1所述的一种地震传感器，其特征在于：左压板(8)右侧设有锥度为1:19.212的左摩擦片(8.1)，其下端与左下连接耳(1.4)构成转动副，左重块(7)为铅材质，其上端与左撑杆(6)左端构成转动副，左撑杆(6)右端与左上连接耳(1.3)构成转动副，左调整螺钉(6.1)与左撑杆(6)下端构成螺纹副，且其右端压紧于左压板(8)上端；右压板(9)左侧设有锥度为1:19.212的右摩擦片(9.1)，其下端与右下连接耳(1.5)构成转动副，右重块(10)的结构尺寸和材质均与左重块(7)相同，右重块(10)上端与右撑杆(11)右端构成转动副，右撑杆(11)左端与右上连接耳(1.6)构成转动副，右调整螺钉(11.1)与右撑杆(11)下端构成螺纹副，且其左端压紧于右压板(9)上端；

初始状态时，内滑套(13)处于行程下端位置，铜板(12)与左电极(5.1)和右电极(3.1)断开连接，主弹簧(14)处于压缩量最大的状态；左重块(7)在重力作用下有向下运动的趋势，使左撑杆(6)有逆时针转动的趋势，通过左调整螺钉(6.1)压紧左压板(8)上端，使其有顺时针转动的趋势，从而通过杠杆作用使左摩擦片(8.1)向右压紧内滑套(13)左侧的莫氏锥面(13.1)；右重块(10)在重力作用下有向下运动的趋势，使右撑杆(11)有顺时针转动的趋势，通过右调整螺钉(11.1)压紧右压板(9)上端，使其有逆时针转动的趋势，从而通过杠杆作用使右摩擦片(9.1)向左压紧内滑套(13)右侧的莫氏锥面(13.1)；在左摩擦片(8.1)和右摩擦片(9.1)的共同夹紧状态下，使内滑套(13)处于行程下端位置静力平衡的初始状态；

纵波(P波)传递至地震传感器位置后，外壳(2)会在竖直方向上下震动，在此过程超重和失重状态交替出现，在失重状态时，左重块(7)和右重块(10)的重力作用消失，则左摩擦片(8.1)和右摩擦片(9.1)夹持在内滑套(13)两侧莫氏锥面(13.1)上的压力消失，由压力产生的摩擦力也消失，则内滑套(13)的静力平衡状态被打破，内滑套(13)在主弹簧(14)弹力作用下迅速向上弹起，使内滑套(13)顶端的铜板(15)与左电极(5.1)和右电极(3.1)接触，实现左插头(5)和右插头(3)的电路实现导通。

4.根据权利要求1所述的一种地震传感器，其特征在于：电推杆(4)安装于固定架(1)顶端中心位置；

当需要复位地震传感器时，即使位于上端位置的内滑套(13)复位到下端位置的初始状态时，只需给电推杆(4)通电，使其伸出杆下端推动内滑套(13)向下移动至初始位置，在左摩擦片(8.1)和右摩擦片(9.1)的夹持下，内滑套(13)处于初始位置并达到静力平衡状态。

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