新研發(fā)的內(nèi)置前兆傳感器的地震預(yù)警監(jiān)測(cè)儀器，將于三個(gè)月內(nèi)開(kāi)始建設(shè)具備地震發(fā)生前的預(yù)報(bào)、地震發(fā)生時(shí)的預(yù)警、地震后的災(zāi)情速報(bào)等功能的地震預(yù)警系統(tǒng)，有望促進(jìn)地震預(yù)報(bào)研究的進(jìn)步。
阻礙地震預(yù)報(bào)進(jìn)步的一個(gè)重要原因是缺乏可靠的地震前兆數(shù)據(jù)。目前，中國(guó)已建成的包括地形變、電磁和地下流體等地震前兆觀測(cè)臺(tái)站平均間距近100公里，這樣大的臺(tái)站間距，一方面在地震孕育過(guò)程中，震源區(qū)周?chē)闹亓Α⒌仉姾偷卮诺牡任锢硇再|(zhì)的變化難以被監(jiān)測(cè)到；另一方面，個(gè)別前兆儀器監(jiān)測(cè)到異常變化后，難于確認(rèn)異常變化是由于地下結(jié)構(gòu)變化造成的還是由于人為干擾。
“鑒于有效的地震預(yù)警系統(tǒng)需要密集布設(shè)地震預(yù)警監(jiān)測(cè)儀器，儀器間距小于20千米，若在這些儀器中都內(nèi)置前兆傳感器如重力加速度傳感器等，則可在建成地震預(yù)警系統(tǒng)時(shí)，也建成密集的地震前兆監(jiān)測(cè)網(wǎng)。”據(jù)王墩介紹，基于高密度地震預(yù)警監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的地震前兆觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)，就是把上世紀(jì)六七十年代的基于“人”的群測(cè)群防，變?yōu)?/span>“儀器”的群測(cè)群防。
智能加速度傳感器的工作原理是 ：敏感元件將測(cè)點(diǎn)的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路改善信號(hào)的信噪比，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)，最后送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示。
當(dāng)傳感元件以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊受到一個(gè)與加速度方向相反的慣性力作用，發(fā)生與加速度成正比a的形變，使懸臂梁也隨之產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。該變形被粘貼在懸臂梁上的擴(kuò)散電阻感受到。根據(jù)硅的壓阻效應(yīng)，擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生與應(yīng)變成正比的變化，將這個(gè)電阻作為電橋的一個(gè)橋臂，通過(guò)測(cè)量電橋輸出電壓的變化可以完成對(duì)加速度的測(cè)量。
“通過(guò)高密度的前兆觀測(cè)儀器，能觀測(cè)到大地震前，震源區(qū)的地面傾斜、重力、地電和地磁等物理量的變化，為地震預(yù)報(bào)提供豐富的分析數(shù)據(jù)，解決目前因前兆臺(tái)站間距過(guò)大，難以監(jiān)測(cè)到大地震前大片區(qū)域的前兆異常，以及個(gè)別臺(tái)站觀測(cè)到前兆異常難以與地震發(fā)生必然聯(lián)系的問(wèn)題，能為地震預(yù)報(bào)技術(shù)研究提供大量的研究數(shù)據(jù)，有力地促進(jìn)地震預(yù)報(bào)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。”
據(jù)悉，該研究所今年3月已建成了世界上最大的地震預(yù)警系統(tǒng)，覆蓋40萬(wàn)平方公里，在此基礎(chǔ)上增加地震前兆功能只使得地震預(yù)警和烈度速報(bào)系統(tǒng)的成本增加有限。“新建設(shè)的地震預(yù)警系統(tǒng)將進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，將密集地震預(yù)警系統(tǒng)與地震前兆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)融合建設(shè)。”
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