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地震提前预警,这颗传感器太重要!

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发表于 2019-6-20 13:36:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
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昨晚22时55分,四川宜宾市长宁县发生6.0级地震,震源深度16千米。四川、重庆、云南多地震感比较强烈。值得注意的是,这次地震发生之后,包括成都主城区在内的不少地方都提前发出了地震预警,并通过电视、大喇叭等多种手段提醒民众及时避险。

据悉,预警信息由成都高新减灾研究所发出,提前10秒给宜宾市预警,提前61秒向成都预警,提醒地震横波到达时间,请民众合理避险。对此,有网友表示,这样的提醒相当及时,也是我国最近这些年大力推动防灾减灾的实质性成果。


一直以来,地震预报是一个难题!如果做好地震预警,能够大幅减少地震造成的危害。汶川地震的时候,我国在地震预警领域还是一片空白,经过十年时间的发展,我国的地震预警网覆盖了220万平方公里,覆盖了中国地震区人口的90%,这个预警网已经连续预警了50次破坏性地震而且没有一次是误报的。

大部分情况下,地震台是通过地震计(即地震传感器)、数据采集器、数据记录器等协同工作来记录地震的。其中,地震计里面的传感器是最早接触地震波的,这颗能够救命的传感器,实在是太重要了!

地震计预测地震的原理

地震计分为东西、南北、垂直三个维度,可监测地震信号。

当地震发生时,地震波会以每秒5到7公里的速度传向地震计。紧接着,地震计会将检测到的机械信号转化为电信号,并通过模拟数字信号转换器传输到数据采集室测报员的电脑上。

常见的地震计及内部构造

测报员在第一时间接收到信号后,可通过专业软件对信号进行放大及模数转换,约只需要1分多钟,实时分析出时间、地点、震级三要素,同时,在电子显示器上显示震动记录波形,也就是地震波形图。

借此,根据捕捉到的地震波信息,科学家便可计算出地震台到震源的距离、方位角,确定震中位置。

具体来说,通过分析地震波形图记录的横轴-时间轴,就可以得到识别出各种地震波到达的时间,如P波(地震纵波)和S波(地震横波)的到达的时间,由此也可得出地震发生的时间和地震发生的地点。而通过分析记录图的纵轴-振幅轴,就可以计算出地震的震级。

地震波形图,资料图

比如,5月7日5时许,在巴布亚新几内发生了一次7.1级地震,从地震发生,南京台地震计受到感应,再到工作人员计算出地震要素,整个过程只需要1到2分钟。

地震计传感器工作原理

以前,老式地震监测设备采用的是速度型地震计。

这种地震计采用的是电磁感应原理,即在封闭的磁场内放置一个线圈,摆体的相对运动速度与其线圈输出呈正比。

不过,速度型地震计只能检测到相对而言比较大的运动量,目前,面对监测范围和精度的提升需求,新式地震加速度计应用而生。

地震计内部构造示意图,图中左、右分别为地震计水平、垂直分向摆体

究其原因,是因为与速度型检波器相比,在内部摆体完全静止时,速度型地震计基本不会有响应,加速度计却能够检测到摆体的某些运动倾向,也就是加速度状态。

因此,速度型检波器只能检测到相对而言比较大的运动量,而加速度计可以检测到极其微小的运动量。

目前,伺服加速度传感器被广泛的应用在地震计当中,因具备线性响应好、工作状态稳定等优点,这种地震加速度传感器测量的位移在低频的时候也会非常灵敏,而这也是目前应用广泛的宽频带和甚宽频地震计的核心工作原理。

地震预警的作用

地震预警只有短短几秒钟或者几十秒钟,时间确实很短,但作用却相当巨大。

举个列子,有3秒钟的时间,小朋友们在学校就可以迅速的躲在桌子底下,在家里的可以躲在角落边或者卫生间去;而5秒钟的时间,足以把一楼的人员疏散到楼外;10秒钟的时间,一楼二楼都可以进行疏散,也有足够离开电梯的时间了。

对那些工程,化工厂、核电站来说,提前预警更为有用,比如,工程设施在收到1秒预警的时候,电磁阀可以关闭;2秒的预警时间,已经可以让核电站的核反应堆紧急关停;3秒已经可以让很多化工厂处在安全状态。

对地震预警而言,或者是地震导致的一些不安全的因素,如果能监测到,提前几秒钟就可以解决很多的问题。理论研究表明,3秒的预警时间,可以减少人员伤亡14%;10秒减少39%;20秒减少63%。

虽然预警能够一定程度上的减少伤亡和损失,并不能达到100%,毕竟大自然的灾难面前,这点时间太有限了,愿平安!

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    发表于 2019-7-9 09:53:10 | 显示全部楼层
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