EA003798B1 - Earthquake detecting device - Google Patents

Earthquake detecting device Download PDF

Info

Publication number
EA003798B1
EA003798B1 EA200100719A EA200100719A EA003798B1 EA 003798 B1 EA003798 B1 EA 003798B1 EA 200100719 A EA200100719 A EA 200100719A EA 200100719 A EA200100719 A EA 200100719A EA 003798 B1 EA003798 B1 EA 003798B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cylinder
housing
inert mass
elastic
rigidly
Prior art date
Application number
EA200100719A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200100719A1 (en
Inventor
Эльчин Нусрат оглы ХАЛИЛОВ
Шагин Рафик оглы Айда-Заде
Original Assignee
Международный Научно-Технический Комплекс "Интергео-Тетис"
Эльчин Нусрат оглы ХАЛИЛОВ
Шагин Рафик оглы Айда-Заде
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Международный Научно-Технический Комплекс "Интергео-Тетис", Эльчин Нусрат оглы ХАЛИЛОВ, Шагин Рафик оглы Айда-Заде filed Critical Международный Научно-Технический Комплекс "Интергео-Тетис"
Publication of EA200100719A1 publication Critical patent/EA200100719A1/en
Publication of EA003798B1 publication Critical patent/EA003798B1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

An earthquake detecting device, comprising a housing, an impulse sensor with an inert mass, a power source, a tone signal block, sensibility adjustment screw, characterized in that the device further comprises a series-connected prime amplifier with a sensibility adjuster, analog-digital converter, a number of storeys regulator, a frequency filter with a vibration analyzer, a light signal block, a manual signalling breaker, a volume regulator in the tone signal block, the control inputs of which are connected via a common busbar to the power source, and the inert mass of the impulse sensor is made in the form of a cylinder axially-arranged inside a cylindrical spiral spring, the cylinder is rigidly fixed from the upper side to a vertical side of an elastic Gamma-shaped element, the horizontal part of which is rigidly connected to one end of the spiral spring, while the other end of which is rigidly connected to the housing via an another elastic element, the length of the vertical part of said elastic Gamma-shaped element exceeds the height of the inert mass cylinder by 3 to 5 times, and the length of its horizontal part exceeds by at least 2.5 times the radius of the inert mass cylinder, a permanent magnet is rigidly fixed on the cylinder bottom adapted to magnetic interaction with an induction coil core, which is rigidly connected strictly vertical to the housing, wherein central axes passing through the centers of the inert mass cylinder and the induction coil core coincide.

Description

Изобретение относится к области аварийной сигнализации, в частности к сигнализации в момент, предшествующий основному толчку землетрясения.The invention relates to the field of alarm, in particular to the alarm at the time preceding the main shock of the earthquake.

Известны различные изобретения, разработанные для определения землетрясения, где в основном используют различные переключатели маятникового типа, которые помещаются в корпуса. Когда внешняя сила воздействует на маятник, это способствует замыканию электрических контактов и сигнальная схема срабатывает (1, 2).There are various inventions designed to determine earthquakes, where they mainly use various pendulum switches that fit in shells. When an external force acts on the pendulum, it contributes to the closure of the electrical contacts and the signal circuit is activated (1, 2).

Недостатком известных устройств является то, что используют точки опоры рычага или опоры, где свободное движение гири маятника замедляется до определенной степени посредством силы трения.A disadvantage of the known devices is that they use pivot points of a lever or a support, where the free movement of the pendulum weights is slowed down to a certain degree by means of friction.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чувствительный детектор землетрясения, способный определять такие состояния, как наклон, вибрацию или ускорение (3).The closest in technical essence and the achieved result is a sensitive earthquake detector capable of detecting conditions such as tilt, vibration or acceleration (3).

Известный детектор состоит из корпуса, маятника, средства для подвешивания, нижнего контакта переключателя, опорного средства нижнего контакта переключателя для крепления нижнего контакта переключателя к внутреннему нижнему концу корпуса, винта настройки чувствительности, электрического устройства, электролитического конденсатора для поддержания аудиосигнала и кнопки тестирования для механически тестированного аудиосигнала. Кнопка тестирования присоединяется к средствам для подвешивания, посредством чего производимое движение кнопки тестирования будет возмущать маятник, в результате чего нижний конец маятника будет активизировать нижний контакт переключателя. Принцип работы известного детектора заключается в следующем: при прохождении сейсмической волны маятниковый переключатель отклоняется от состояния покоя и касается удлинителя маятника нижнего контакта переключателя, при этом маятник крепится к корпусу, установленному строго в вертикальном положении. Прикосновение маятника к контакту включает звуковое сигнальное устройство, производящее резкий звук, который может быть выделен среди других окружающих звуков. После прохождения сейсмической волны детектор принимает первоначальное положение - размыкая нижний контакт, тем самым отключает сигнальное устройство, производящее звук.The known detector consists of a housing, a pendulum, a means for hanging, a lower switch contact, a supporting means for the lower contact of the switch for fixing the lower contact of the switch to the inner lower end of the housing, a sensitivity adjustment screw, an electrical device, an electrolytic capacitor for maintaining the audio signal and a test button for mechanically tested audio signal. The test button is attached to the hanging means, whereby the movement of the test button will disturb the pendulum, with the result that the lower end of the pendulum will activate the lower contact of the switch. The principle of operation of the known detector is as follows: during the passage of a seismic wave, the pendulum switch deviates from the resting state and touches the pendulum extension of the lower contact of the switch, while the pendulum is attached to the body that is installed strictly in the vertical position. The touch of the pendulum to the contact includes an audible warning device that produces a sharp sound, which can be distinguished from other surrounding sounds. After passing through the seismic wave, the detector assumes its original position - opening the bottom contact, thereby turning off the signaling device that produces sound.

Недостатками известного детектора землетрясения являются следующие:The disadvantages of the famous earthquake detector are the following:

1. Детектор землетрясения требует строго вертикального положения, т.к. в случае незначительных отклонений происходит замыкание цепи инертной массы и включения сигнализации;1. The earthquake detector requires a strictly vertical position, since in case of minor deviations, the circuit of the inert mass and the alarm are activated;

2. Сигнализация включается только в момент прохождения волны, а затем происходит отключение, при этом короткий период времени работы сигнализации может быть неощутим человеком, как в ночное время, так и при наличии внешних шумов;2. The alarm is turned on only at the time of the passage of the wave, and then the shutdown occurs, with a short period of time the alarm can be imperceptible to a person, both at night and in the presence of external noise;

3. Отсутствует регулятор балльности сейсмических волн во время землетрясения;3. There is no regulator of seismic wave intensity during an earthquake;

4. Нет возможности регуляции громкости звука сигнала.4. There is no possibility of adjusting the sound volume of the signal.

5. Отсутствует световой индикатор.5. There is no indicator light.

6. Отсутствует система, учитывающая этаж здания, в котором используется детектор.6. There is no system that takes into account the floor of the building in which the detector is used.

Задачей изобретения является повышение чувствительности детектора землетрясения к продольным волнам, точности настройки на силу землетрясения, а также повышение эффективности сигнализации.The objective of the invention is to increase the sensitivity of the earthquake detector to longitudinal waves, the accuracy of tuning to the force of the earthquake, as well as improving the effectiveness of the alarm.

Поставленная задача решается тем, что заявляемый детектор землетрясения, включающий корпус, датчик колебаний с инертной массой, источник питания, блок тонального сигнала, винт настройки чувствительности, дополнительно содержит последовательно соединенные между собой предварительный усилитель с регулятором чувствительности, аналоговоцифровой преобразователь, регулятор этажности, фильтр частоты с анализатором колебаний, блок светового сигнала, ручной прерыватель сигнализации, регулятор громкости в блоке тонального сигнала, управляющие входы которых соединены через общую шину с источником питания, а инертная масса выполнена в виде цилиндра по всей высоте соосно расположенного внутри винтовой пружины с верхней стороны в центре жестко закрепленного с вертикально расположенной стороной упругого Г- образного элемента, горизонтально расположенная часть которого жестко соединена с одним концом винтовой пружины, второй конец которой через другой упругий элемент жестко закреплен к корпусу, при этом длина вертикальной части упругого Г-образного элемента от 3 до 5 раз; превышает высоту цилиндра инертной массы, а длина его горизонтальной части не менее чем в 2,5 раза превышает радиус цилиндра инертной массы, на нижней стороне которого жестко установлен постоянный магнит с возможностью магнитного взаимодействия с сердечником индукционной катушки, неподвижно закрепленной к корпусу в строго вертикальном положении, причем центральные оси, проходящие через центры цилиндра инертной массы и сердечника индукционной катушки совпадают друг с другом.The problem is solved by the fact that the inventive earthquake detector, which includes a housing, an inert mass oscillation sensor, a power source, a tone unit, a sensitivity adjustment screw, additionally contains a preamplifier connected in series with a sensitivity regulator, an analog-to-digital converter, a number of floors, a frequency filter with vibration analyzer, light signal unit, manual alarm interrupter, volume control in tone unit, control The inlets of which are connected via a common bus with a power source, and the inert mass is made in the form of a cylinder along the entire height of a helical spring coaxially located inside the upper side in the center of an elastic H-shaped element rigidly fixed to a vertically spaced part, the horizontal part of which is rigidly connected to one end of the coil spring, the second end of which, through the other elastic element, is rigidly fixed to the body, while the length of the vertical part of the elastic L-shaped element is 3 to 5 times; exceeds the height of the cylinder of inert mass, and the length of its horizontal part is not less than 2.5 times the radius of the cylinder of inert mass, on the bottom side of which a permanent magnet is fixed with the possibility of magnetic interaction with the core of the induction coil fixed to the body in a strictly vertical position , with the central axis passing through the centers of the cylinder of inertial mass and the core of the induction coil coincide with each other.

Как известно, при землетрясениях к поверхности земли менее разрушительные продольные волны приходят на 5-15 с раньше, чем разрушительные поперечные.As is known, with earthquakes to the surface of the earth, less destructive longitudinal waves come 5–15 s earlier than destructive transverse ones.

Поэтому создан детектор землетрясения с повышенной чувствительностью к продольным волнам, сущность которого заключается в том, что повышение чувствительности детектора землетрясения к продольным волнам, точности настройки на силу землетрясения, а также повышение эффективности сигнализации достигаются за счет выполнения инертной массы датчика колебаний в виде цилиндра по всей высоте соосно расположенного внутри винтовой пружины, верхний конец которой жестко закреплен к вертикально расположенной стороне Г- образного элемента, другой конец винтовой пружины через другой упругий элемент жестко закреплен к корпусу детектора, где в нижней части цилиндра жестко установлен магнит с возможностью магнитного взаимодействия с сердечником индукционной катушки, неподвижно закрепленной к корпусу детектора, позволяющего иметь магниту многие степени свободы. При этом точность настройки достигается установкой предварительного усилителя с регулятором чувствительности и регулятора этажности, аналогово-цифрового преобразователя, а повышение эффективности сигнализации достигается путем использования фильтра частот сейсмических колебаний и использования ручного отключения сигнализации. Причем наряду со звуковым сигналом во время землетрясения включается и световая сигнализация.Therefore, an earthquake detector with an increased sensitivity to longitudinal waves was created, the essence of which is that increasing the sensitivity of an earthquake detector to longitudinal waves, tuning accuracy for an earthquake force, and improving the signaling efficiency are achieved by performing an inert mass of an oscillation sensor in the form of a cylinder throughout height coaxially located inside the coil spring, the upper end of which is rigidly fixed to the vertically located side of the L-shaped element, the other end of the helicoidal spring through another elastic member is rigidly fixed to the housing of the detector, wherein the bottom of the cylinder is rigidly mounted magnet, with magnetic interaction with the induction coil core fixedly attached to the housing of the detector, which allows the magnet to have many degrees of freedom. At the same time, tuning accuracy is achieved by installing a pre-amplifier with a sensitivity regulator and a number of floors regulator, an analog-to-digital converter, and an increase in signaling efficiency is achieved by using a seismic vibration frequency filter and using a manual alarm cut-off. And along with the sound signal during an earthquake, the light alarm is also activated.

Таким образом, предлагаемый детектор землетрясения позволяет более эффективно регистрировать продольные волны, излучаемые очагом землетрясения и подходящие к поверхности земли на ~15 с раньше разрушительной поперечной волны.Thus, the proposed earthquake detector makes it possible to more effectively register longitudinal waves emitted by an earthquake source and approaching the earth's surface by ~ 15 s before the destructive shear wave.

Этого вполне достаточно, чтобы занять безопасное место в помещении. Детектор в ночное время, в случае опасности, разбудит и повысит шанс на спасение.This is quite enough to take a safe place in the room. The detector at night, in case of danger, will wake up and increase the chance of salvation.

Таким образом, в отличие от прототипа предлагаемый детектор землетрясения позволяет установить его чувствительность в соответствии с силой землетрясения на конкретный балл по 12-бальной шкале;Thus, unlike the prototype, the proposed earthquake detector allows you to set its sensitivity in accordance with the strength of an earthquake to a specific point on a 12-point scale;

кроме того, в детекторе предусмотрена система, учитывающая этаж помещения, на котором расположен детектор;in addition, the detector has a system that takes into account the floor of the room where the detector is located;

детектор позволяет регулировать громкость сигнализации;the detector allows you to adjust the volume of the alarm;

детектор имеет не только звуковую, но и световую сигнализацию, что позволяет пользоваться им глухим и людям со слабым слухом;the detector has not only sound, but also light signaling, which allows deaf people and people with poor hearing to use it;

детектор может работать не только в вертикальном, но и в любом другом положении;the detector can work not only in the vertical, but also in any other position;

детектор подает сигнализацию не только в момент прохождения сейсмической волны, но и после ее прохождения, сигнализация выключается путем нажатия на специальную кнопку;the detector gives an alarm not only at the time of the seismic wave, but also after its passage, the alarm is turned off by pressing a special button;

регистрирующая система детектора выполнена таким образом, что она более чувствительна к продольным, чем к поперечным сейсмическим волнам. На рисунке 1 (фиг. 1) представлена функциональная схема прибора.The detector's recording system is designed in such a way that it is more sensitive to longitudinal waves than to transverse seismic waves. Figure 1 (Fig. 1) shows the functional diagram of the device.

Предлагаемый чувствительный детектор землетрясения содержит корпус 1 (на фиг. 1 корпус показан условно пунктирной линией) и последовательно соединенные между собой датчик колебания 2, предварительный усилитель 3, соединенный с регулятором чувствительности 4, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 5, регулятор этажности 6, фильтр частоты 7, блок включения сигнализации 8 со сбросом тревоги 9, блок тонального сигнала 10 с регулятором громкости тревоги 11, блок светового сигнала 12, источник питания 13 и, наконец, выключатель питания 14.The proposed sensitive earthquake detector includes a housing 1 (in Fig. 1, the housing is shown conventionally with a dashed line) and an oscillation sensor 2 connected in series, a preamplifier 3 connected to a sensitivity regulator 4, an analog-to-digital converter (ADC) 5, a number of floors regulation 6, frequency filter 7, alarm activation unit 8 with alarm reset 9, tone signal unit 10 with alarm volume control 11, light signal unit 12, power supply 13 and, finally, power switch 14.

Датчик колебания, представленный на рисунке 2 (фиг. 2), в свою очередь содержит закрепленные на корпусе 1, последовательно соединенные между собой инертную массу в виде цилиндра 15, винтовую пружину 16, соединенную сверху Г- образным упругим элементом 17, второй упругий элемент, закрепляющий винтовую пружину к корпусу детектора 18, постоянный магнит 19, сердечник индукционной катушки 20, индукционную катушку 21, крепление индукционной катушки к корпусу детектора 22, клеммы индукционной катушки 23 (соединение с усилителем 3 на фиг. 2 не показано).The oscillation sensor, shown in Fig. 2 (Fig. 2), in turn, contains an inert mass in the form of a cylinder 15, a helical spring 16 connected from above by a L-shaped elastic element 17, a second elastic element, which are fixed on the housing 1, fixing the coil spring to the detector body 18, the permanent magnet 19, the core of the induction coil 20, the induction coil 21, mounting the induction coil to the body of the detector 22, the terminals of the induction coil 23 (connection to the amplifier 3 in Fig. 2 is not shown).

Предлагаемый детектор работает следующим образом:The proposed detector works as follows:

Система активизируется включателем питания 12, которое поступает от источника питания 13. При сотрясениях индукционный датчик колебаний 2 вырабатывает электрический сигнал, который поступает на предварительный усилитель через регулятор чувствительности 4. Далее сигнал поступает на АЦП 5, порог срабатывания которого регулируется регулятором этажности 6. Сигнал с выхода АЦП поступает на вход фильтра частоты 7, если сигнал превышает определённое пороговое значение, блок включения сигнализации включает блок световых импульсов 12 и блок тонального сигнала 10, уровень громкости регулируется регулятором громкости 11. Систему в режим ожидания переводят нажатием кнопки сброса 9.The system is activated by the power switch 12, which comes from the power source 13. When shaken, the induction vibration sensor 2 generates an electrical signal that goes to the preamplifier through the sensitivity control 4. Next, the signal goes to the ADC 5, the response threshold of which is regulated by the number of floors control 6. Signal the output of the ADC is fed to the input of the frequency filter 7, if the signal exceeds a certain threshold value, the alarm activation block turns on the light pulses block 12 and the tone block Nogo signal 10, the volume level is regulated volume control system 11. The standby mode is transferred by pressing the reset button 9.

В датчике колебания 2 при появлении продольной волны, исходящей от очага землетрясения, инертная масса, выполненная в виде цилиндра 15, начинает колебаться, приводя в движение постоянный магнит 19, вибрирующий относительно сердечника 20 индукционной катушки 21, неподвижно закрепленной к корпусу детектора 1 с помощью крепления 22 в строго вертикальном положении.In the sensor oscillations 2 when a longitudinal wave emanates from the earthquake source, the inert mass, made in the form of a cylinder 15, begins to oscillate, setting in motion a permanent magnet 19 vibrating relative to the core 20 of the induction coil 21 fixedly fixed to the body of the detector 1 by mounting 22 in a strictly upright position.

В случае, если продольная волна подходит к поверхности земли не в строго вертикальном направлении, а под некотором углом, то инертная масса с магнитом колеблется как в вертикальном положении, что обеспечивается упругостью винтовой пружины 16, закрепленной неподвижно к корпусу детектора 1 с помощью упругого элемента 18, так и в горизонтальном положении, что обеспечивается Г- образным упругим элементом 17, жестко соединенным с верхним концом винтовой пружины 16. При этом в индукционной катушке 21 индуцируется переменный ток, подводимый к клеммам 23. Индукционный ток от клемм 23 поступает на предварительный усилитель 3.If the longitudinal wave approaches the earth’s surface not in a strictly vertical direction, but at a certain angle, then the inertial mass with a magnet oscillates as in a vertical position, which is ensured by the elasticity of the helical spring 16 fixed fixed to the housing of the detector 1 using an elastic element 18 , and in a horizontal position, which is provided by the G-shaped elastic element 17, rigidly connected to the upper end of the coil spring 16. In this case, an alternating current induced to the terminals is induced in the induction coil 21 23. The induction current from the terminals 23 is fed to the preamplifier 3.

Claims (1)

Детектор землетрясения, содержащий корпус, датчик колебаний с инертной массой, источник питания, блок тонального сигнала, винт настройки чувствительности, отличающийся тем, что детектор дополнительно содержит последовательно соединенные между собой предварительный усилитель с регулятором чувствительности, аналогово-цифровой преобразователь, регулятор этажности, фильтр частоты с анализатором колебаний, блок светового сигнала, ручной прерыватель сигнализации, регулятор громкости в блоке тонального сигнала, управляющие входы которых соединены через общую шину с источником питания, а инертная масса датчика колебаний выполнена в виде цилиндра по всей высоте соосно расположенногоAn earthquake detector comprising a housing, an inertial vibration sensor, a power source, a tone block, a sensitivity adjustment screw, characterized in that the detector further comprises a preamplifier with a sensitivity regulator, an analog-to-digital converter, a floor regulator, a frequency filter, connected in series with an oscillation analyzer, a light signal block, a manual signal chopper, a volume control in the tone block, whose control inputs are connected through a common bus to a power source, and the inertial mass of the vibration sensor is made in the form of a cylinder along the entire height coaxially located Фиг. 1 внутри винтовой пружины с верхней стороны в центре жестко закрепленного с вертикально расположенной стороной упругого Г-образного элемента, горизонтально расположенная часть которого жестко соединена с одним концом винтовой пружины, второй конец которой через другой упругий элемент жестко закреплен к корпусу, при этом длина вертикальной части упругого Г-образного элемента от 3 до 5 раз превышает высоту цилиндра инертной массы, а длина его горизонтальной части не менее чем в 2,5 раза превышает радиус цилиндра инертной массы, на нижней стороне которой жестко установлен постоянный магнит с возможностью магнитного взаимодействия с сердечником индукционной катушки, неподвижно закрепленной к корпусу в строго вертикальном положении, причем центральные оси проходящие через центры цилиндра инертной массы и сердечника индукционной катушки совпадают друг с другом.FIG. 1 inside a coil spring from the upper side in the center of an elastic L-shaped element rigidly fixed to the vertically positioned side, a horizontally located part of which is rigidly connected to one end of the coil spring, the second end of which is rigidly fixed to the housing through the other elastic element, the length of the vertical part of an elastic L-shaped element is 3 to 5 times greater than the height of the inertial cylinder, and the length of its horizontal part is at least 2.5 times the radius of the inertial cylinder, at the bottom Rhone which is rigidly mounted a permanent magnet, with magnetic interaction with the core of the induction coil is fixedly attached to the body in the upright position, the central axis of the cylinder passing through the centers of the inertial mass and the core of the induction coil coincide with each other.
EA200100719A 2001-03-17 2001-07-26 Earthquake detecting device EA003798B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AZA20010055 2001-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200100719A1 EA200100719A1 (en) 2002-10-31
EA003798B1 true EA003798B1 (en) 2003-10-30

Family

ID=30449865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200100719A EA003798B1 (en) 2001-03-17 2001-07-26 Earthquake detecting device

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA003798B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
EA200100719A1 (en) 2002-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4297690A (en) Earthquake alarm system
US4689997A (en) Motion detector suitable for detecting earthquakes and the like
US5101195A (en) Discriminating earthquake detector
US5001466A (en) Earthquake detector
US4945347A (en) Motion and orientation responsive device for seismic, intrusion, and tilt alarms and the like
US4901569A (en) Motion sensors
US6121888A (en) Earthquake detector
US4359722A (en) Earthquake detection system with pendulum switch
US5475372A (en) Earthquake detector motion sensitive device
US4690242A (en) Sound actuated switch
JPH0921882A (en) Earthquake sensor device
CN201196825Y (en) Household earthquake alarm
EA003798B1 (en) Earthquake detecting device
WO2008143588A1 (en) Sensor for early warning of seismic activities
AU721303B2 (en) Earthquake sensor
JP2005337923A (en) Earthquake detector, and earthquake alarm using the same
MXPA97006603A (en) Sensor of sis
US3877296A (en) Strong motion accelerograph with self-starter and electrical as well as light outputs
US4636775A (en) Sensor for an alarm system
JP2017138294A (en) Deterioration detection method of structure and the like, and vibration sensor used therefor
CN2241346Y (en) Advanced alarm device for seism
JP3425226B2 (en) Vibration sensing device
JP2738415B2 (en) Earthquake detection alarm
GB2170008A (en) Vibration detecting device
JP4869865B2 (en) Vehicle glass breakage detector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU