专利名称：地震短临预报仪的制作方法
地震短临预报仪
本发明是关于地震发生前的短期临震预报的仪器，尤指一种自动监测地震 前兆电磁辐射的智能化地震短临预报的仪器。
一个典型的现有技术是，由本发明人等原先开发的《地震预测预报仪》(原
实用新型专利号ZL97203809.4)，它是由多参数检测电路和微型计算机系统构 成，对地下的电磁辐射信号、地温和水位等地震前兆信号进行巡回监测、显示和 记录，用模糊规则对地震进行预测预报的仪器。但是，该《地震预测预报仪》其 接收电磁辐射信号的天线的参数未确定，而它是与监测距离等有直接关系的重 要参数，影响震中位置的预报；同时，该《地震预测预报仪》对地震前兆电磁 辐射的最佳监测频段数偏少，影响识别与量化的准确度，而地温和地下水位与 地震的对应性和特征的确定性不佳，其对预报判据的贡献不大。同时，随着科 学技术的发展，特别是电子技术和计算机技术的迅猛发展，原先所用元件已落 后或已被淘汰。综上所述，该《地震预测预报仪》难于准确的判定地震预报的 三要素——震中位置、发震时间和震级，难于实现地震的短临预报。
本发明的目的在于，提供一种用特定参数的钻井垂直天线对临震电磁辐射 关键的三个频段进行监测，配之相适应的测量放大和转换电路以及单片计算机 系统，提高模糊识别和量化的准确度，能更准确的确定地震预报的三要素——震 中位置、发震时间和震级，实现地震短临预报。
本发明是这样实现的，由钻井垂直天线接收地下的电磁波信号，经前置放 大器放大后，分别把l 15Hz， 1.9KHz和1Hz 5KHz三个频段信号送入各相应 频道进行放大，再由交直流信号转换器把交变信号变为直流信号，进入单片计算 机系统中进行模数转换、模糊识别和量化处理，用模糊判据对地震作出短临预 报。
本发明的钻井垂直天线[1]可以是，安装在50 100米范围深的钻井内的 垂直天线。
本发明可以是，1 15Hz极低频频段的测量放大和转换通道，由15Hz低通 放大器[3]、程控增益放大器[6]和交直流信号转换器[9]组成:1.9KHz频率 的测量放大和转换通道，由1.9KHz选频放大器[4]和程控增益放大器[7]和 交直流信号转换器[10]组成;而1Hz 5KHz频段的测量放大和转换通道，由5KHz 低通放大器[5]、 50Hz/60Hz带阻滤波器[8]、程控增益放大器[11]和交直流 信号转换器[12]组成。
本发明的交直流信号转换器[9]、 [10]、 [12]，可以是真有效值转换器， 也可以是检波电路。本发明的单片计算机系统可以是，由单一单片计算机或多单片计算机构成， 也可以由一个或多个微控制器或微处理器构成。
单片计算机系统中的多路模数转换器[13]，可以是单独的电路，也可以包 含在内含模数转换功能的单片计算机[15]中。
单片计算机系统还可以有，实时时钟[14],图文显示器[17],微型打印 机[19]和无线通讯与报警器[16]。
本发明的地震短临预报仪，用安装在50 100米范围深的钻并内的垂直天 线，监测地下1Hz 15Hz, 1.9KHz和1Hz 5KHz三个频段的电磁波信号，应用 单片计算机对它们进行模糊识别和量化处理，能用模糊判据对监测点周围100千 米范围内，强度为4级以上的地震，在震前约20天左右作出异常警示，在震前 约2 7天作出紧急报警，实现地震的短临预报。
本发明的地震短临预测预报仪的最佳实施例的钻井深度为60米，天线的最
佳有效接收长度为30米。
图1所示为本发明的地震短临预报仪的优选实施例的原理框图。
图2所示为本发明的地震短临预报仪的最佳实施例的测量放大和转换的电
子线路图。由钻井垂直天线接收到的电磁波信号，经阻容低通滤波器滤去10KHz
以上的干扰信号，送入由运算放大器组成的低噪音前置放大器放大后，分别送 到图2所示上、中、下三路选频放大和转换电路中。其中上面一路是1 15Hz 极低频信号的选频放大和转换电路，由15Hz低通放大器、50Hz/60Hz带阻滤波 电路、程控可变增益放大器LTC6910、真有效值转换器LTC1966组成，输出信号 接至STC12C5410单片机1内的ADC —个输入通道。图2所示的中间一路，是 1.9KHz信号选频放大和转换电路，由同相放大器、1.9KHz带通滤波电路、程控 可变增益放大器LTC6910、真有效值转换器LTC1966组成，输出信号接至 STC12C5410单片机1内的ADC另一输入通道。图2所示的最下面一路，是1Hz 5KHz信号的选频放大和转换电路，由同相放大器、50Hz/60Hz带阻滤波电路、 5KHz低通滤波器、程控可变增益放大器LTC6910、真有效值转换器LTC1966组 成，输出信号接至STC12C5410单片机1内的ADC另一输入通道。上述三只程控 可变增益放大器LTC6910的控制端，由STC12C5410单片机1直接控制。
本发明的地震短临预报仪的单片计算机系统，由两片单片机STC12C5410AD
构成，其内含模数转换，系统软件主要功能是对上述三个频段的地震前兆电磁 辐射信号进行模糊识别和量化处理，用模糊判据对地震作出短临预报。系统软 件可以升级。系统还包含有实时时钟、无线通信与报警、图文显示器和微型打 印机等。
权利要求
1.一种地震短临预报仪器，它由电磁波信号接收、放大和变换电路以及单片计算机系统组成，其特征在于，由钻井垂直天线、前置放大器、多频道信号放大和转换电路，以及单片计算机系统构成，对地下电磁波信号自动进行测量、放大和转换，并用模糊技术对检测到的各个频段的信号进行识别和量化处理，用模糊判据对地震作出短临预报的仪器。
2. 根据权利要求1所述的地震短临预报仪，其特征在于，其中的钻井垂直天线[1]可以是安装在50 100米范围深的钻井内的垂直天线。
3. 根据权利要求1所述的地震短临预报仪，其特征在于,其中的多频道信号放大 和转换电路,可以包括由15Hz低通放大器[3]、程控增益放大器[6]、交直 流转换器[9]组成的1 15Hz选频放大与转换通道由1.9KHz选频放大器[4]、 程控增益放大器[7]、交直流转换器[10]组成的1. 9KHz选频放大与转换通 道；以及由5KHz低通放大器[5]、 5朋z或60Hz带阻滤波器[8]、程控增益 放大器[ll]、交直流转换器[12]组成的1Hz 5KHz选频放大与转换通道。
4. 根据权利要求1和3所述的地震短临预报仪，其特征是，交直流转换器[9]、[10]和[12]可以是真有效值转换器，也可以是检波器。
5. 根据权利要求l所述的地震短临预报仪，其特征在于,其中的单片计算机系统, 可以由多单片计算机或者单一单片计算机组成，也可以由多个或一个微控制 器或微处理器组成。单片计算机对权利要求3所述三个频段的地震前兆电磁 辐射信号进行模糊识别和量化处理，用模糊判据对地震作出短临预报。
6. 根据权利要求1和5所述的地震短临预报仪，其特征在于，其中的多路模数转 换器[13]，可以是单独的模数转换器，也可以包含在内含模数转换器的单片 计算机[15]中。
7. 根据权利要求1所述的地震短临预报仪，其特征在于，单片计算机系统还可 以有，实时时钟[14]，图文显示器[17]，微型打印机[19]和无线通讯与 报警器[16]。
全文摘要
地震短临预报仪，它由钻井垂直天线接收监测点周围100千米范围内的地下电磁波信号，经前置放大器放大后，分别把1～15Hz，1.9KHz和1Hz～5KHz三个频段信号送入各相应频道进行放大，再由交直流信号转换器把交变信号变为直流信号，进入单片计算机系统中进行模数转换、模糊识别和量化处理，用模糊判据对监测点周围100千米范围内强度为4级以上的地震进行临预预报。仪器还具有显示、打印和无线通信与报警功能。该仪器主要应用于各地震台站作地震监测和预报。
文档编号G01V1/28GK101295025SQ20071010278
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者王海华 申请人:王海华