CN2854624Y

CN2854624Y - 地震电磁波检测器

Info

Publication number: CN2854624Y
Application number: CN 200520032556
Authority: CN
Inventors: 丁斌磊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2015-11-04

Abstract

本实用新型公开了一种地震电磁波检测器，包括处理采集并处理地震数据的数据采集仪和与其连接的计算机，还包括电磁波接收装置、隔离放大电路、低通电路、带通电路和快速反应电路，电磁波接收装置通过数据传输线与隔离放大电路连接，隔离放大电路分别与低通电路、带通电路、快速反应电路连接，将接收的电磁波信号放大并隔离干扰信号输送到低通电路、带通电路、快速反应电路，低通电路、带通电路、快速反应电路均与数据采集仪连接。本实用新型在电磁波接收装置中加入标定线圈，可每隔一段时间即进行一次标定，保证电磁波接收装置的精确度；并采用悬挂磁铁，使检测器不仅可以检测到平时和震前异常的电磁波，还可以检测地震时的振动情况。

Description

地震电磁波检测器

技术领域：

本实用新型涉及一种地震预报用设备，具体的说是一种检测地震前电磁辐射的设备。

背景技术：

在地震预测研究与实践中，地震电磁波(又称地震电磁辐射，地震电磁扰动)异常现象在国内外普遍受到关注，特别是对震前的高频、低频之极低频电磁辐射尤其关注，人们在研制电磁波接收设备的同时，同时注重了对频段的选择以避免人工电磁辐射对接收检测设备的影响，公开号为CN1335517的中国专利公开了一种“接收震前低频高值电磁辐射的方法和设备”，采用“两根相互平行间距为0.5-50厘米、长度为0.5-5米的磁棒作为信息天线”接收震前的电磁辐射，然后将信号输入低频滤波器、数模转换器和计算机进行处理，因而人工电磁辐射干扰小，预报的可靠性强，但却很难屏蔽掉高频信号的干扰，在数据传输的过程中，难以去除共模干扰信号，而且震中的振动情况也很难进行检测。

发明内容：

本实用新型就是针对以上不足而提供一种可靠性强、精确度高的地震电磁波检测器，主要利用电磁感应原理将电磁波转化成电信号，以观测震前电磁波异常现象，从而为地震预报提供一个有效手段。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种地震电磁波检测器，包括处理采集并处理地震数据的数据采集仪和与其连接的计算机，其特征在于：还包括电磁波接收装置、隔离放大电路、低通电路、带通电路和快速反应电路，电磁波接收装置通过数据传输线与隔离放大电路连接，隔离放大电路分别与低通电路、带通电路、快速反应电路连接，将接收的电磁波信号放大并隔离干扰信号输送到低通电路、带通电路、快速反应电路，低通电路、带通电路、快速反应电路均与数据采集仪连接，低通电路、带通电路经整流滤波分别输出两个不同频段的信号，快速反应通路则主要用于输出地震时的电磁波信号。

所述的电磁波接收装置由标定线圈、接收线圈、磁芯、悬挂磁铁、金属屏蔽层和壳体构成，壳体内层为金属屏蔽层，壳体内设有磁芯，标定线圈套接在磁芯两端，接收线圈套接在磁芯中间，磁芯竖直放置，磁芯上方竖直悬挂一条形磁铁，接收线圈和金属屏蔽层接地。

所述的壳体为塑料壳体，金属屏蔽层为铝层。

所述的电磁波接收装置由金属网、金属环、金属管构成，金属网敷设于地表，金属环位于金属网下方0.5-5米，金属环直径1-10米，金属管与金属环垂直，置于金属环中心，金属环与金属管接数据传输线。

所述的数据传输线为双绞线。

所述的隔离放大电路主要由低功耗运算放大器U1、四运放U2(LM324)构成的多级低通滤波电路和隔离放大器IC1(ISO124P)构成；电磁波接收装置接J1，经电阻R1、R2连接到低功耗运算放大器U1的2、3脚，低功耗运算放大器U1的2、3脚之间并接滤波电容C1和二极管D1、D2，1脚与8脚之间串接电阻R3；低功耗运算放大器U1的6脚输出信号，经电阻R4、R5接运算放大器U2A的3脚，运算放大器U2A与电阻R4、R5、电容C2构成一个频率略高于20Hz的低通滤波器，运算放大器U2A的1脚经电阻R6、R8接入U2B的5脚，运算放大器U2B、U2C、U2D构成20Hz的低通滤波器，运算放大器U2D的14脚接入隔离放大器IC1(ISO124P)。

所述的低通电路主要由运算放大器U3(LM324)、精密运算放大器U4(OP07)构成。隔离放大器IC1(ISO124P)的15脚接三路选择开关S1，三路选择开关S1后经电阻R23、R25接运算放大器U3A的3脚，运算放大器U3A、U3B构成2Hz的低通滤波器，运算放大器U3B的7脚经电阻R31接运算放大器U3C的9脚，运算放大器U3C、U3D构成全波整流滤波电路，运算放大器U3D的14脚经电阻R38、R39分压接入精密运算放大器U4(OP07)，精密运算放大器U4(OP07)与数据采集仪连接。

所述的带通电路主要由运算放大器U5(LM324)、精密运算放大器U6(OP07)构成，运算放大器U5A、U5B构成2Hz的高通滤波电路，运算放大器U5C、U5D构成全波整流滤波电路，运算放大器U5D的14脚输出经电阻R51、R52分压接入精密运算放大器U6(OP07)，精密运算放大器U6(OP07)与数据采集仪连接。

所述的快速反应电路主要由运算放大器U7、电位器W1构成。运算放大器U7B、U7C构成20Hz的低通滤器电路，运算放大器U7D构成半波整流电路，运算放大器U7D的14脚与电位器W1连接，经电位器W1分压后输出到数据采集仪。

本实用新型所能达到的积极效果是：

1、本实用新型在电磁波接收装置中加入标定线圈，可每隔一段时间即进行一次标定，保证电磁波接收装置的精确度。

2、本实用新型在电磁波接收装置中采用悬挂磁铁，使检测器不仅可以检测到平时和震前异常的电磁波，还可以检测地震时的振动情况。

3、本实用新型的电磁波接收装置采用金属屏蔽层，金属屏蔽层一般为铝壳，可屏蔽掉高频信号和静电场的干扰。

4、本实用新型采用双绞线传输，可屏蔽掉共模干扰信号。

附图说明：

图1为本实用新型的逻辑结构示意图。

图2为电磁波接收装置的结构示意图。

图3为隔离放大电路的电路原理图。

图4为低通电路的电路原理图。

图5为带通电路的电路原理图。

图6为快速反应电路的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示：电磁波接收装置将接收到的电磁波信号转换成电信号后，送入隔离放大电路，信号经隔离放大电路放大并隔离干扰后分别送入低通电路、带通电路和快速反应电路，三个电路分别输出频率及反应速度不同的信号送入数据采集仪，供比较判断。图2A中电磁波接收装置的标定线圈用来对接收线圈进行标定，标定时输入1T、1Hz的磁感、电感强度，使接收线圈有一个标准输出，调节电阻R3的大小，使低功耗运算放大器U1的6脚输出一个标准值。线圈中间的磁芯可增强磁性，一般采用软铁芯，其剩磁较小。磁芯上方悬挂的条形磁铁在地震时摆动，使线圈切割磁力线，可反应出震时情况。接收线圈用于感应电磁波信号，接屏蔽线输出信号，屏蔽线一般采用双绞线，可屏蔽掉共模干扰信号。电磁波接收装置用金属屏蔽层屏蔽，金属屏蔽层一般为铝壳，可屏蔽掉高频信号和静电场的干扰。电磁波接收装置全部封装在塑料外壳内。图2B中电磁波接收装置中由金属网敷设于地表，用于屏蔽地上电磁波干扰。金属环位于金属网下方0.5-5米，金属环直径1-10米，金属管与金属环垂直，置于金属环中心。金属环与金属管利用电容原理感应电磁波信号，感应信号经屏蔽线输出。

输出信号接入J1，首先经电阻R1、R2限流、电容C1滤波、二极管D1、D2限压后接入低功耗运算放大器U1，低功耗运算放大器U1为AD620。信号经低功耗运算放大器U1放大后从运算放大器U1的6脚输入出后，接入运算放大器U2A构成的低通滤波器，运算放大器U2为四运放LM324。电阻R4、R5、电容C2用于限制低通滤波的频率。经运算放大器U2A构成的低通滤波器滤波的信号滤除了较高频率的干扰信号，继续送入下一级由运算放大器U2B、U2C、U2D构成20Hz的低通滤波器。电阻R6、R8、R10、R12、R14、R16与电容C3、C4、C5、C6、C7、C8用于限制低通滤波的频率，电阻R7、R9、R11、R13、R15、R17用选择信号的放大倍数。只保留了频率低于20Hz的信号送入隔离放大器IC1，隔离放大器IC1为ISO124P，可以隔离输入信号的干扰。

从隔离放大器IC1输出的信号先经电阻R18由三路选择开关S1选择信号的放大比例，再分别送入、2～20Hz带通电路和0～20Hz快速反应电路。这三条通路的运算放大器U3、U5、U7均为四运放LM324。0～2Hz低通电路的运算放大器U3A、U3B构成2Hz的低通滤波器。电阻R23、R25、R27、R29与电容C10、C11、C12、C13用于限制低通滤波的频率，电阻R24、R26、R28、R30用选择信号的放大倍数。经2Hz的低通滤波器波波的信号送入运算放大器U3C、U3D构成全波整流滤波电路，再经电阻R38、R39分压、电容C15滤波接入精密运算放大器U4构成的跟随器输出。精密运算放大器U4为OP07。此通道测量0～2Hz的较低频率的信号。

2～20Hz带通电路的运算放大器U5A、U5B构成2Hz的高通滤波电路。电阻R40、R41、R42、R43和电容C16、C17、C18、C19用于限制高通滤波的频率。经过高通滤波电路滤波的信号保留了频率在2～20Hz的信号，送入运算放大器U5C、U5D构成全波整流滤波电路，再经电阻R51、R52分压、电容C21滤波接入精密运算放大器U6构成的跟随器输出。精密运算放大器U6为OP07。此通道测量2～20Hz的较高频率的信号。将该通道与上一通道输出信号的进行相位对比可提供日常和震前异常电磁波以供预报地震的资料。

0～20Hz快速反应电路的运算放大器U7B、U7C构成20Hz的低通滤器电路。电阻R53、R55、R57、R59和电容C22、C23、C24、C25用于限制低通滤波的频率，电阻R54、R56、R58、R60用选择信号的放大倍数。隔离放大器IC1输出的信号再经此20Hz的低通滤器电路滤波后送入运算放大器U7D构成半波整流电路，经电位器W1分压后输出。该通道未设置滤波电路，可快速反应电磁波接收装置的变化，输出地震的振动情况。

Claims

1、一种地震电磁波检测器，包括处理采集并处理地震数据的智能数据采集仪和与其连接的计算机，其特征在于：还包括电磁波接收装置、隔离放大电路、低通电路、带通电路和快速反应电路，电磁波接收装置通过数据传输线与隔离放大电路连接，隔离放大电路分别与低通电路、带通电路、快速反应电路连接，将接收的电磁波信号放大并隔离干扰信号输送到低通电路、带通电路、快速反应电路，低通电路、带通电路、快速反应电路均与智能数据采集仪连接，低通电路、带通电路经整流滤波分别输出两个不同频段的信号，快速反应通路则主要用于输出地震时的电磁波信号。

2、如权利要求1所述的地震电磁波检测器，其特征在于：电磁波接收装置由标定线圈、接收线圈、磁芯、悬挂磁铁、金属屏蔽层和壳体构成，壳体内层为金属屏蔽层，壳体内设有磁芯，标定线圈套接在磁芯两端，接收线圈套接在磁芯中间，磁芯竖直放置，磁芯上方竖直悬挂一条形磁铁，接收线圈和金属屏蔽层接地。

3、如权利要求2所述的地震电磁波检测器，其特征在于：壳体为塑料壳体，金属屏蔽层为铝层。

4、如权利要求1所述的地震电磁波检测器，其特征在于：电磁波接收装置由金属网、金属环、金属管构成，金属网敷设于地表，金属环位于金属网下方0.5-5米，金属环直径1-10米，金属管与金属环垂直，置于金属环中心，金属环与金属管接数据传输线。

5、如权利要求2或4所述的地震电磁波检测器，其特征在于：数据传输线为双绞线。

6、如权利要求1所述的地震电磁波检测器，其特征在于：隔离放大电路主要由低功耗运算放大器(U1)、四运放(U2)构成的多级低通滤波电路和隔离放大器(IC1)构成；电磁波接收装置接(J1)，经电阻(R1)、(R2)连接到低功耗运算放大器(U1)的2、3脚，低功耗运算放大器(U1)的2、3脚之间并接滤波电容(C1)和二极管(D1)、(D2)，1脚与8脚之间串接电阻(R3)；低功耗运算放大器(U1)的6脚输出信号，经电阻(R4)、(R5)接运算放大器(U2A)的3脚，运算放大器(U2A)与电阻(R4)、(R5)、电容(C2)构成一个频率略高于20Hz的低通滤波器，运算放大器(U2A)的1脚经电阻(R6)、(R8)接入(U2B)的5脚，运算放大器(U2B)、(U2C)、(U2D)构成20Hz的低通滤波器，运算放大器(U2D)的14脚接入隔离放大器(IC1)。

7、如权利要求1所述的地震电磁波检测器，其特征在于：低通电路主要由运算放大器(U3)、精密运算放大器(U4)构成，隔离放大器(IC1)的15脚接三路选择开关(S1)，三路选择开关(S1)后经电阻(R23)、(R25)接运算放大器(U3A)的3脚，运算放大器(U3A)、(U3B)构成2Hz的低通滤波器，运算放大器(U3B)的7脚经电阻(R31)接运算放大器(U3C)的9脚，运算放大器(U3C)、(U3D)构成全波整流滤波电路，运算放大器(U3D)的14脚经电阻(R38)、(R39)分压接入精密运算放大器(U4)，精密运算放大器(U4)与智能数据采集仪连接。

8、如权利要求1所述的地震电磁波检测器，其特征在于：带通电路主要由运算放大器(U5)、精密运算放大器(U6)构成，运算放大器(U5A)、(U5B)构成2Hz的高通滤波电路，运算放大器(U5C)、(U5D)构成全波整流滤波电路，运算放大器(U5D)的14脚输出经电阻(R51)、(R52)分压接入精密运算放大器(U6)，精密运算放大器(U6)与智能数据采集仪连接。

9、如权利要求1所述的地震电磁波检测器，其特征在于：快速反应电路主要由运算放大器(U7)、电位器(W1)构成，运算放大器(U7B)、(U7C)构成20Hz的低通滤器电路，运算放大器(U7D)构成半波整流电路，运算放大器(U7D)的14脚与电位器(W1)连接，经电位器(W1)分压后输出到智能数据采集仪。