专利名称：一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器的制作方法
—种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器本发明涉及一种优良可靠，高抗干扰的地震地磁异常临震报警器。它还涉及高抗共模电磁干扰，高灵敏度，权限分级报警……等优良特性。现有技术的地磁测量报警器与系统，普遍存在抗电磁干扰特性差，无法抵消并去除误报干扰信号，导致误报警，关键在于使报警灵敏度无法提高，进而导致最小动态与最大动态之间，可观测动态范围不足，即分级报警范围不足，等重大缺陷。根据NASA美国国家航空和宇宙航行局科学家研究认为，地震前随着岩层压力增加积累，岩层处于高温和高压环境中，产生电导晶体和氧气，岩石中氧分子发生化学变化，产生正电子向地球表面散发，相当于充电电池电流活动，出现低频电磁发射和其它电磁现象，影响正常电磁场。也就是可以确定，只要获得准确无误的、干净，无干扰的地磁异常信号，且保持足够可用的原始信号强度，就可以获得准确的地震地磁异常临震报警功能，使人员得到临震前的保贵时间得以安全疏散。本发明的任务是，提供能准确无误的、干净，无干扰的地磁异常信号报警功能。本发明是以如下的方法完成:本发明的地磁测量报警器与系统的制造与使用、管理如下。地磁异常，在强地震中有显著的强度变化与发生方向变化，以及振荡，同时结合其它地表与高空热红外、电场、电离层主要参量异常，以及地震P波(纵波)探测，可提前发出预警的P波类感应器探测警报器，以及其它已知异常现象，则效果更佳。但是，强烈地震中， 由于上述原因，地磁异常一定会变生，因此，高灵敏度观测记录，以及无误报、可靠的地磁观察与预报，就成为重大参考与报警信号依据。问题是，如何即能测出其上述微弱的异常，同时又能测出它的最强烈异常改变，区分出不同等级的预警，强报警，临振报警……。首先，地磁异常信号应保持足够可用的原始信号强度，并且无其它空间电磁干扰，本发明特别使用了可以几乎完全抵消空间杂散电磁信号的抗共模电感电桥回路，参见图1，图2，图3。图1中，由几何形状完全相同的，贴在一齐的，并相联接的两亇线圈LI与L2，但LI的绕向与L2相反，LI的3端点与L2的2端桌相联，这样，I端桌至4端点之间，对于空间电磁干扰信号可以反相抵消为零；一亇磁转针置于L2的中心位置之上，例如磁转动针式指南针Q，这样当地磁异常变化转动时，主要在L2的1、2端桌之间产生感生电势，它是单个差模信号，而LI上产生远小于L2上的信号，I端桌至4端点之间,会产生一个差模信号输出。由可调整电阻W与R1，L1，L2组成一亇平衡电桥，信号输出平衡点为地端(即3端点与2端桌相联处接地点，这里称它为b点)，与W、RU R2相联的中点之间，这里称它为a点。即使I端点与4端桌之间有共模信号，理论上无论信号大小，平衡点:a点至b点之间也不会有信号输出，这是电桥抗电磁干扰共模信号的极大的优势；而单模信号则会在平衡点a点至b点之间会有正常信号输出，即地磁异常变动信号输出，可以完全无其它任何电磁干扰共模信号出现，这是非常重要的设计。图2，为一亇附加的电场屏蔽外壳K，通常为无磁铜、铝材料，接地GND，可进一步降低电场干扰。图3中，由R2，R3，RA, RB, Cl，C2，放大器Al，组成一亇两阶低通放大滤波器，以进一步降低干扰信号，提高有用信号的灵敏度，即地磁异常变动信号输出，而由由R4，R5，R6，R7，R8，R9，C3，C4，放大器A2，组成另一亇两阶低通放大滤波器，更进一步降低干扰信号，提高有用信号的地磁异常变动信号输出，可以再增加一级与Al相同的两阶滤波放大器，以提高性能。一亇抽头开关在端桌5、6、7之间滑动，改变报警级别即灵敏度。由RIO, Rll, R12，C5，声光报警集成IC,喇叭Y，LED发光管，电源+V，-V接于GND,组成声光报警器，声光可任取一种或二种。不同权限用户，配用不同报警等级的报警器；它不仅是一亇技术问题，而涉及统计科学与正确使用方面的管理。各级专门管理部门，则负责地磁微弱异常改变与振荡的磁分布地图的计量，广泛地域同时刻的即时改变地磁图显示与记录(例如有电脑分析、记录的显示屏)，不同等级管理的地磁图，并有不同色彩与面积分别表示其强烈程度，例如红色为临振报警。面积与色彩烈度为乘积关系，表示地震能量大小与临震级别。综上所述，故而不同用户与管理部门，配用不同报警等级的报警器，临振报警器为最低等级用户使用，综合与高灵敏度报警器，以及广域布局的分级地磁图，则由最高权限用户使用并管理。如图1，图2，图3，最基本的 地磁异常报警器，是由高抗干扰，高灵敏度地磁异常磁感应电桥、低通滤波放大器、分级可调增益滤波放大器、多分级的报警器，电源等掏成的。很显然，本发明中所述的提及的所有方法、方案、装置、设备，以及人工控制等，均可以任意结合、组合、排列，进一步优化，形成各种组态的装置、系统总成。实施例，参见图1，图2，图3，不同处:在电桥I端与2端间可加入直流、交流低频电压，它的频率分四亇范围=DC ；0 50Hz，低于50Hz ；50Hz IOOKHz ;可以提高超低频与直流地磁异常信号输出与检测灵敏度及准确性；图1，图3中的磁针可与线圈轴向C垂直放置；图3中，W与R1，LI，L2组成平衡电桥可以放置多亇，线圈L轴方向可以在360度内均匀分布，多亇电桥各自等效b端均相联，各自的等效R3 (即R3-n)右侧均接在Al的+输入端，各自均包含等效R2，R3，C2，即η个电桥，由各自的与原电桥等效原件:Q_n(例如Q-n等效 Q…)，ff-n,与 Rl-n，Ll-n, L2_n，R2_n，R3_n，C2_n，b_n 端点，a_n 点端组成，C2~n 右侧均接至Al的输出uol端，与原接法相同，这些措施都可提高灵敏度与准确性，其中可放置单个磁针Q-m，用于指示整亇报警系统的正常准确的南北方向放置位置，整亇电桥或整亇报警系统都可放置于图2的屏蔽壳K当中，η亇电桥，则可放于X个屏蔽壳之中，前文已详细描述部分不再重复。
:附图是对说明书结合并进一步的描述。图1中:图1中，由几何形状完全相同的，贴在一齐的，并相联接的两亇线圈LI与L2，但LI的绕向与L2相反，LI的3端点与L2的2端桌相联，这样，I端桌至4端点之间，对于空间电磁干扰信号可以反相抵消为零；一亇磁转针置于L2的中心位置之上，例如磁转动针式指南针Q，这样当地磁异常变化转动时，主要在L2的1、2端桌之间产生感生电势，它是单个差模信号，而LI上产生远小于L2上的信号，I端桌至4端点之间，会产生一亇差模信号输出。图2，为一亇附加的电场屏蔽外壳K，通常为无磁铜、铝材料，接地GND，可进一步降低电场干扰。图3中，由R2，R3，RA, RB, Cl，C2，放大器Al，组成一亇两阶低通放大滤波器，以进一步降低干扰信号，提高有用信号的灵敏度，即地磁异常变动信号输出，而由由R4，R5，R6，R7，R8，R9，C3，C4，放大器A2，组成另一亇两阶低通放大滤波器，更进一步降低干扰信号，提高有用信号的地磁异常变动信号输出，可以再增加一级与Al相同的两阶滤波放大器，以提高性能。由可调整电阻W与R1，L1，L2组成一亇平衡电桥，信号输出平衡点为地端(即3端点与2端桌相联处接地点，这里称它为b点)，与W、RU R2相联的中点之间，这里称它为a点，单模信号则会在平衡点a点至b点之间会有正常信号输出，即地磁异常变动信号输出，可以完全无其它任何电磁干扰共模信号出现。一亇抽头开关在端桌5、6、7之间滑动，改变报警级别即灵敏度。由RIO, Rll, R12，C5，声光报警集成IC,喇叭Y，LED发光管，电源+V，-V接于GND,组成报警器。
权利要求
1.一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其特征在于:它包括一个或多个由高抗干扰，高灵敏度地磁异常磁感应电桥、低通滤波放大器、多分级的报警器，电源等掏成的。
2.根据权项I所述一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其进一步特征在于:高灵敏度地磁异常磁感应电桥由Q，W与R1，LI，L2，R2，R3，Cl，C2，组成平衡电桥。
3.根据权项I所述一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其进一步特征在于:采用η个电桥，由各自的与原电桥等效原件:Q_n (例如Q-n等效Q…)，W-n，与Rl-n，Ll-n，L2-n，R2_n，R3_n，C2_n，b_n端点，a_n点端组成，C2_n右侧均接至Al的输出uol端，与原接法相同。
4.根据权项I所述一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其进一步特征在于:由R2，R3，RA, RB, Cl，C2，放大器Al，组成一亇两阶低通放大滤波器组成。
5.根据权项I所述一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其进一步特征在于:由R4，R5, R6, R7, R8, R9, C3, C4，放大器A2，一亇抽头开关在端桌5、6、7之间滑动，改变报警级别即灵敏度，组成另一亇输出分级别报警信号的两阶低通放大滤波器。
6.根据权项I所述一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其进一步特征在于:由R10，Rll, R12，C5，声光报警集成1C，喇叭Y，LED发光管，电源+V，-V接于GND，组成声光报警器，声光可任取一种或二种。
7.根据权项I所述一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器，其进一步特征在于:在电桥I端与2端间可加入直流、交流低频电压，它的频率分四亇范围:DC，0 50Hz，低于 50Hz，50Hz I OOKHzο
全文摘要
一种优良可靠高抗干扰的地震地磁异常临震报警器。它涉及高抗共模电磁干扰，高灵敏度，权限分级报警……等优良特性。特别使用了可以几乎完全抵消空间杂散电磁信号的抗共模电感与平衡抵消电桥回路，抗共模平衡抵消电感L1，L2，至少一亇两阶低通放大滤波器，更进一步降低干扰信号，提高有用信号的地磁异常变动信号输出与灵敏度，扩大可测量、观察动态范围数量级。
文档编号G01V3/40GK103207414SQ201210009219
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者王建成, 于志伟 申请人:王建成, 于志伟