數(shù)字壓力傳感器在地震監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

2013年4月20日雅安市蘆山縣遭遇7級(jí)大地震，地震給當(dāng)?shù)貛?lái)巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)也牽動(dòng)著全國(guó)億萬(wàn)人民的心。地震是目前科學(xué)界最難預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害，直至目前為止，有關(guān)它的預(yù)測(cè)都是一個(gè)難以攻克的困難。地震也分為陸地地震和海洋地震，對(duì)于陸地地震，科學(xué)家多采用實(shí)時(shí)對(duì)地震多發(fā)地帶進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控，來(lái)對(duì)可能發(fā)生的地震災(zāi)害做一個(gè)粗略預(yù)測(cè)。但海洋地震就不行了，就目前的科學(xué)水平來(lái)說(shuō)監(jiān)控還很困難。而傳感器的出現(xiàn)，為地震監(jiān)測(cè)的應(yīng)用帶來(lái)新的希望。

對(duì)于地震發(fā)生的記錄，科學(xué)界采用的儀器是地震檢波器。地震檢波器是用于地質(zhì)勘探和工程測(cè)量的專用傳感器，是一種將地面振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的傳感器，能把地震波引起的地面震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)、運(yùn)算處理。

有了這樣的檢波器作為基礎(chǔ)，便可通過(guò)其原理進(jìn)一步探索更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)傳感器。其中有可能采用的傳感器為光柵位移傳感器、加速度傳感器、傾角傳感器以及加速度傳感器。

1、光柵位移傳感器

光柵位移傳感器與經(jīng)典慣性擺地震儀是兩種原理完全不同的儀器，在測(cè)量物體位置移動(dòng)方面具有更大的優(yōu)勢(shì)，如果將其與激光技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合，其靈敏度將進(jìn)一步大大提高。

2、加速度傳感器

加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備，典型應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、步程計(jì)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等。采用加速度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)地震檢波器測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，其具有信號(hào)調(diào)理、溫度補(bǔ)償、自測(cè)，以及可配置到檢測(cè)0g或脈沖檢測(cè)快速運(yùn)動(dòng)等功能，還具有功耗低、便于攜帶、精度高、速度快的特點(diǎn)。

3、傾角傳感器

傾角傳感器用于各種測(cè)量角度的應(yīng)用中，傾角傳感器還可以用來(lái)測(cè)量相對(duì)于水平面的傾角變化量。人們總是時(shí)刻在想著如何提前得知地震的發(fā)生，通常地震發(fā)生前會(huì)有大量的氣體先釋放出來(lái)，通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象可以預(yù)知，但現(xiàn)在有一種實(shí)時(shí)檢測(cè)的方法就是使用傾角傳感器，把傾角傳感器埋置在地震發(fā)生地附近的地下深處，當(dāng)?shù)卣饘⒁l(fā)生的時(shí)候，地殼會(huì)存在運(yùn)動(dòng)，這樣就可以對(duì)地殼運(yùn)動(dòng)引起的角度變化進(jìn)行檢測(cè)。

4、光纖傳感器

光纖傳感器可以對(duì)各類參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確丈量，可以順應(yīng)極端惡劣的情形。同時(shí)，因?yàn)楣饫w傳輸損耗低、頻帶寬，使得光纖傳感器在組網(wǎng)和傳輸間隔方面，與傳統(tǒng)的傳感器比擬具有無(wú)可比擬的上風(fēng)。

近些年來(lái)我國(guó)地震信號(hào)記錄器以及信號(hào)處理器技術(shù)都有了很大的進(jìn)步，但是用于接收地震信號(hào)的傳感器卻沒(méi)有大的突破，仍然延續(xù)了原來(lái)的機(jī)電轉(zhuǎn)換模式和模擬信號(hào)傳輸，這一切嚴(yán)重的制約了我國(guó)地震監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，于是迫切的需要提高傳感器的性能。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，傳感器在地震的監(jiān)測(cè)也取得重大突破，給我們帶來(lái)新的希望。