JP3185969U - 地震検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】地震波がＰ波であるかＳ波であるかを決定し、地震の強さを特定する地震検出器を提供する。
【解決手段】地震検出器１０は、ケーシング、およびケーシング内に設置された、第１の卵形の凹状表面４２を含み、ここで、第１の卵形の凹状表面４２は、導電性材料のリング４４を含み、リングの間に断熱性材料３８のリングを有する。また、第１の卵形の凹状表面４２上に置かれた、水銀の塊４０、およびケーシング内に設置された、第２の卵形の凹状表面５２を含み、ここで、第２の卵形の凹状表面５２は、導電性材料のリング５４を含み、リングの間に断熱性材料のリングを有する。第２の卵形の凹状表面５２はまた、第１の卵形の凹状表面４２より凹状であり、ここで、コントローラー２６は、時間に応じて導電性のリング間でそれらが水銀４０と接触することによって作られた短絡を決定し、地震の波がＰ波であるかＳ波であるかを決定する。
【選択図】図３

Description

本考案は、地震検出の分野に関する。

地震は、地球の構造プレート間の境界近くで主として生じる自然な地質現象であり、大陸移動に関係する。地震中に、圧力は、プレート間から放出され、結果として地面の震動をもたらす。地震研究の有意な部分は、十分な警告時間を可能にするための、今後の地震の潜在的な予測にある。しかしながら、現在まで、地震の長期予測は、少なくとも科学的および技術的な手段によって、意のままに行うことができていない。

以下の２つの群の波が、地震中に確認され得る。
ａ．被害をもたらす可能性が低い、Ｐ波
ｂ．被害をもたらす可能性が高い、Ｓ波。

Ｐ波は、近く起こる破壊的なＳ波を警告する警報として使用され得る。

波は、異なる速度で地殻を介して拡散するため、異なる時間に任意の所与の時点で測定器に到着する。複数の時点での異なる波の到着間の時間差を測定することによって、地震の震央が正確に示され得る。

これらの波の時間の現象（ｔｉｍｉｎｇ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）は、雷および稲妻のそれと類似している。最初に、稲妻は、閃きが見られ、その直後、雷が続き、その時間差は、観察者と嵐の間の距離に依存する。これは地震と同じであり、低力の、非破壊的なＰ波が最初に現われる。地震の震央の距離に依存する期間の後、Ｓ波が到着する。しかしながら、高強度を有するＳ波は破壊的である。

地震の強度はリヒター値として知られる尺度で測定され、これは、地震のその震源の地点での震度に関する情報を与える。この地点は、その震央として知られている。

リヒター値は、地震の強度を表わすために使用される対数尺である。尺度上の各々の続く数は、それより下の数をとり、それに具体的な数学的な対数を適用する。それ故、異なる数によって表わされる地震の強度間にかなりの差がある。

震度を測定するための代替尺度は、メルカリ震度階として知られている。メルカリ震度階は、測定されている場所の被害および破壊の観察に基づいた地震の重大度の指標を与える。メルカリ震度階は、１２段階の破壊を表わし、地震の震央からの特定の距離での特定の場所で何が起こっているかに関する情報を提供する。

地震の震央が遠ければ遠いほど、地震のＰ波は早く現われ、測定点は長くなる。リヒター値で測定された地震の強度は、地震学的機械上で計算された数学アルゴリズムの実行により測定され得る。データは、複数の地震観測所からリアルタイムで測定され得る。

被害を最小化し、死傷者を救うために、特定の場所にいる全ての人が、起こり得る近く起こる地震の初期兆候を知ることに関心がある。

上述の問題および先行技術の他の問題に対する解決策を提供することが本考案の目的である。

本考案は、地震の発生を検知するための装置（１０）に関する。検出器は、３つの感度を使用して、震動の強さを特定する。さらに、検出器は、それらの地理的な方向を検出する。

低感度のメーターは、凹状の卵形面（または特定のタイプの卵形面である、球面）上に置かれた水銀（導電性の液体金属）の塊で構成される。凹状表面は、導電性材料の平行帯（リング）を包含し、その間に、非導電性材料の断熱帯（リング）が置かれる。したがって、震動によって水銀が凹状表面上のまわりを移動するとき、それは２つの隣接した帯間の電気接触をもたらす。震動が強ければ強いほど、水銀は、最も外側の帯間でより多くの電気接触をもたらす。

中感度のメーターは、低感度のメーターと同様の方法で造られるが、このメーターの表面は、低感度のメーターの凹状表面ほど凹状ではない。

高感度のメーターは、中感度のメーター上の水銀を照らす光源で構成され、その反射光は、（その表面上へのセンサーの一様分布を有する）センサーの「ビーハイブ（ｂｅｅｈｉｖｅ）」によって吸収される。図で示される例において、センサーは、凹状表面上に分布される。この方法においては、水銀の非常にわずかな移動でさえ検出することができる。センサーのビーハイブはまた、移動の方向が検出されることを可能にし、それによって、地震の震央の方向が発見され得る。

凹状表面上の水銀の移動に関するデータは、グラフに図示され得、低強度の震動に対処するときに増加した感度を示す。このグラフは、震動がＰ波であるか、または別の原因（例えば通過するトラック）であるかを測定するために震動の分析に使用され得る。低強度の震動を有するグラフの感度によって、デバイスが比較的単純であるという事実にもかかわらず、信頼できる結論が導き出される。

３つのセンサー（高、中、および低感度）は、検出器における領域と同じ領域に位置付けられる。ケーシング内の空間は、腐食を予防するために、空気よりも重いガス（例えばフレオン）で充填され得る。

中感度のセンサーの凹性は、中感度のセンサー上の水銀の塊からのみのＰ波の分析を可能にするように調節され得る。例えば、凹性の程度は、特定のスペクトル内の振幅を有するサンプル震動（ｓａｍｐｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ）に調節され得る。言いかえれば、中感度のセンサーは、その振幅が１つの閾値を超え、異なる閾値を下回る震動のみを検出するであろう。このような震動の発見は、それがＰ波であり、警告の手順がとられなければならないことを意味する。

検出器はまた、その前面上に時計表示を含み、ユーザーはそれを見ることができる。押しボタンは、ユーザーが検出器を起動および停止し、その活動に加え、検出された震動の強度を示すディスプレイなどを制御することを可能にする。

図１は、本考案の１つの構成に従う、地震検出器（１０）の斜視図を示す。 図２は、図１に示される地震検出器の後部の斜視図を示す。 図３は、図１に示される地震検出器の二次元の縦の断面図である。 図４は、図１に示される地震検出器の三次元の縦の断面図である。

図１は、本考案の１つの構成に従う、地震検出器（１０）の斜視図を示す。

地震検出器（１０）は、時計（１６）を組み込むケーシング（２２）、警報を鳴らすスピーカー（１４）、（例えば難聴の人々のための）地震が起こったときの表示灯（１２）、地震の強度を示すディスプレイ（２０）、および地震センサーを操作するための押しボタン（１８）から組み立てられる。地震のＰ波の検出で、警告表示灯（１２）の点滅と一緒に、警報を鳴らすことができる。

ケーシング（２２）は、表面上に置かれるように適応され得る。本考案の代替の構成に従って、ケーシングは、壁に取り付けられ得る。ケーシングは、安定した、頑丈な表面（大理石カウンターなど）、壁などに取り付けられることが好ましく、地面に接続された場所で固定されずにテーブル上に置かれた検出器が、いくらかの震動を見逃し、それ故、得られた結果が十分に信頼できないものとなるため、単にテーブル上に置かれないことが好ましい。壁または表面に対する接続の手段は、これらの図で示されていない。

図２は、図１に示される地震検出器の後部の斜視図を示す。

地震検出器（１０）の後部のこの図は、検出器を電気コンセントに接続するために使用される、そのプラグを備えた電気ケーブル（２４）を示す。

図３は、図１に示される地震検出器の二次元の縦の断面図であり、図４は、図１に示される地震検出器の三次元の縦の断面図である。

断面は、空気より重いガス（３０）を充填した、気密の卵形容器（２８）を示す。
このガスの目的は、容器内の金属部分、特に導電性材料（４４）および（５４）から作られたリングの腐食を予防することである。卵形容器（２８）は、コネクター（３６）によってケーシング（２２）に固定される。

卵形容器（２８）の内部に、２つの卵形の凹状表面がある。上部表面は、（４２）の番号が付けられ、下部表面は、（５２）として記される。

上部表面（４２）には、水銀（４０）の塊があり、それは導電性の液体金属である。
導電性金属で作られたリング（４４）は、表面に固定され、リング（４４）間の空間は、断熱の非導電性材料（３８）が充填されている。リングは、ワイヤー（４６）を介して接続箱（４８）に接続されている。

下部表面（５２）には、別の水銀（５０）の塊がある。導電性金属のリング（５４）は、その表面に固定されている。リングは、ワイヤー（５６）を介して接続箱（５８）に接続されている。

消音モードのとき（即ち、震動がないとき）、水銀の塊（４０）および（５０）は、地球の引力の結果として、凹状の卵形面の中心に定着する。震動中に、水銀の塊（４０）および（５０）は、それぞれ、外リング（４４）および（５４）に接触する。震動が強ければ強いほど、水銀は、より外リングに接触する。水銀が、２つのリングに接触することで、それぞれ、接続箱（４８）および（５８）に達する、電気接続がもたらされる。

上部表面（４２）は、下部表面（５２）より平らであり、それ故、それほど感度はない。したがって、下部表面の感度は、地震のＳ波に適しているが、上部表面の感度は、地震のＰ波を検出するのに適している。

各表面（４２）および（５２）上で水銀が連続的に移動するにもかかわらず、読み取り（ｒｅａｄｉｎｇ）が連続的ではないことが留意されるべきである。不明情報は改ざんされ得る（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｅｄ）が、これは概算であり、特定の検出に適しているだけである。

震動、特に、地震のより弱いＰ波の震動の連続的な検出を可能にするために、卵形容器の上部には、上部凹状表面（４２）の中心上に、即ち、震動がないときにまだ残る水銀の塊の上に光線（６０）を照らす、ＬＥＤ（３２）が含まれる。水銀によって後ろに反射された光（６２）は、水銀上に位置した光センサー（３４）のビーハイブへ吸収される。センサー（３４）による読み取りは、ワイヤー（６４）を介してコントローラー（２６）に送られる。

この構造によって、水銀（４０）の最もわずかな移動が、上部凹状表面（４２）上で検出され得る。さらに、サンプリングされた情報が、水銀のチャック（ｍｅｒｃｕｒｙ ｃｈｕｃｋ）のリング（４４）および（５４）との接触とは対照的に光強度の情報であるため、センサー（３４）による光強度の読み取りは連続的である。その結果、光学的読み取りは、非常に高感度であり、それ故、震動がＰ波であるかそうでないかを好適に示す助けとなる、震動の非常に高い精度のグラフを得ることが可能である。

センサー（３４）は、表面（６６）上で一様に分配されるため、震動の方向、即ち、地震の震央の方向と読み取りとを区別することも可能である。

Claims (3)

1. 地震検出器（１０）であって、該地震検出器（１０）は：
   ケーシング（２２）；
   該ケーシング（２２）内に設置された、第１の卵形の凹状表面（４２）を含み、ここで、該第１の卵形の凹状表面（４２）は、導電性材料で作られたリング（４４）を含み、該リングの間に断熱性材料（３８）から作られたリングを有し；
   該地震検出器（１０）はまた、第１の卵形の凹状表面（４２）上に置かれた、水銀の塊（４０）；
   およびケーシング（２２）内に設置された、第２の卵形の凹状表面（５２）を含み、ここで、該第２の卵形の凹状表面（５２）は、導電性材料で作られたリング（５４）を含み、該リングの間に断熱性材料から作られたリングを有し、該第２の卵形の凹状表面（５２）はまた、第１の卵形の凹状表面（４２）より凹状であり；
   ここで、コントローラー（２６）は、時間に応じて導電性のリング間でそれらが水銀（４０）と接触することによって作られた短絡を決定し、地震の波がＰ波であるかＳ波であるかを決定するように適応される、ことを特徴とする地震検出器（１０）。
2. 容器（２８）は、腐食の可能性を減少させるために、容器の内部部品の断熱のために空気より重いガス（３０）によって密閉され充填されることを特徴とする、請求項１に記載の地震検出器（１０）。
3. 請求項１に記載の検出器であって、
   水銀の塊（４０）の上に光線（６０）を照らす、光源（３２）；
   水銀（４０）から反射されたビーム（６２）を吸収するために、表面（６６）上で一様に分配された光センサーのビーハイブ（３４）；
   およびＰ波の震動を継続的に検出するために調節することができるコントローラー（２６）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の地震検出器（１０）。