一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器，用于采集被測(cè)水位的表壓或絕壓的模擬信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給微處理器模塊；所述微處理器模塊，用于將接收到的所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)判斷是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍，超過后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警。本發(fā)明提供的檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，基于單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地震探測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】 [0003]我國(guó)地處亞歐板塊邊緣，位于太平洋板塊、印度洋板塊和亞歐板塊的交界地帶，板塊運(yùn)動(dòng)相對(duì)活躍，地震發(fā)生頻繁，因此我國(guó)是世界上地震活動(dòng)水平最高、地震災(zāi)害最重的國(guó)家之一 O
[0004]近幾年來給國(guó)人留下印象深刻的汶川地震、玉樹地震、雅安地震，這些大地震給中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展造成了極大破壞，也給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成很大的威脅。因此做好各項(xiàng)防震減災(zāi)工作，科學(xué)地預(yù)測(cè)與防范地震帶來的自然災(zāi)害，是我國(guó)刻不容緩的需要解決的一個(gè)難題。
[0005]地震觀測(cè)的地下水位是指地下巖層含水層中的水滲透到觀測(cè)井的水面的高程。水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)，指觀測(cè)井水面隨時(shí)間變化的過程。測(cè)量的結(jié)果，常以時(shí)間序列上水位數(shù)值的變化表示，水位數(shù)值的基本單位是m。實(shí)時(shí)觀測(cè)震前地下水位的動(dòng)態(tài)變化，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際價(jià)值。
[0006]地震是地殼中巖石應(yīng)力不斷積累的結(jié)果，而地下水作為地殼中最活躍的組成部分之一，具有普遍性，流動(dòng)性與難壓縮性的特點(diǎn)，所以觀測(cè)井水位的變化可以靈敏地記錄巖石應(yīng)力的變化，因此利用科學(xué)的手段監(jiān)測(cè)觀測(cè)井地下水位的變化其對(duì)地震預(yù)報(bào)非常具有參考價(jià)值。水位的變化是震前預(yù)兆的一個(gè)十分重要的指標(biāo)。經(jīng)過這幾年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)建成了通過觀測(cè)地下水的動(dòng)態(tài)獲取地震孕育、發(fā)生、成災(zāi)過程中地球物理場(chǎng)變化的觀測(cè)網(wǎng)。觀測(cè)實(shí)踐表明，地震的孕育與發(fā)生離不開流體的作用，而歷史資料表明，在中國(guó)近幾年幾次比較成功的地震預(yù)報(bào)中，地下水位監(jiān)測(cè)都發(fā)揮了重要作用。
[0007]地下水對(duì)地震很敏感，說明地下流體具有很強(qiáng)的信息傳遞能力，但由于地下水分布達(dá)地下20-30千米，且地水位的異常變化會(huì)迅速伴隨著即將到來的地震，甚至有時(shí)候在震前的前幾十秒才能監(jiān)測(cè)得出來，再加上地下水位的采集點(diǎn)也要十分嚴(yán)格選取才能使其不受地震以外的因素影響。地下水位的動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)和分析一直是世界各國(guó)科研的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
[0008]近幾年我國(guó)的地震地下水位監(jiān)測(cè)開始得到國(guó)家相關(guān)部門的重視，經(jīng)過了創(chuàng)建、改革、發(fā)展、現(xiàn)代化技術(shù)更新的階段，建成了一個(gè)十分龐大的震前地下水位監(jiān)測(cè)網(wǎng)，這些水位觀測(cè)網(wǎng)對(duì)地震的預(yù)測(cè)與分析起到了巨大作用，對(duì)防震減災(zāi)工作產(chǎn)生了積極影響。但是，觀測(cè)網(wǎng)的布局、觀測(cè)井的設(shè)施、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)與觀測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀，還是其監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的效果，都有待調(diào)整、優(yōu)化、改造、提高與創(chuàng)新。特別在觀測(cè)技術(shù)方面要利用好現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地測(cè)量震前水位的異常變化。
[0009]我國(guó)現(xiàn)有的地下水位監(jiān)測(cè)的手段和工具有以下幾種:
1、地下水位測(cè)盅 地下水位測(cè)盅實(shí)際上是一個(gè)長(zhǎng)約10 Cm的金屬中空?qǐng)A筒，一端開口，另一端封閉，封閉端一頭系測(cè)繩。測(cè)量時(shí)，站在井上的人提著測(cè)繩，將開口端向下，把測(cè)盅放至井水面以下，拉動(dòng)繩子上下提放圓筒。當(dāng)圓筒開口端觸碰水面時(shí)會(huì)發(fā)出聲音，由此可以判斷到圓筒測(cè)盅已經(jīng)到達(dá)水面，接著讀取測(cè)繩上刻度，就得到地下水位埋深值。這種方法測(cè)量誤差較大，而且只能測(cè)量水面埋深，不能測(cè)量水位高度，所以這種方法不再適用。
[0010]2、電接觸懸錘式水尺
又名“懸錘式水位計(jì)”、“水位測(cè)尺”。水尺由水位懸錘、測(cè)尺、接觸水面指示儀、測(cè)尺收放圓盤等組成。測(cè)尺是一種柔軟的金屬長(zhǎng)卷尺，上面接有2根導(dǎo)線，卷尺上標(biāo)有準(zhǔn)確的刻度。水位懸錘有一定重量，其端部有2個(gè)相互絕緣的金屬觸點(diǎn)，觸點(diǎn)與導(dǎo)線相連。使用時(shí)，人工收放懸索，將懸錘放入水下，當(dāng)2個(gè)觸點(diǎn)接觸地下水時(shí)，電阻變小(導(dǎo)通)。
[0011]此時(shí)地面的指示儀上與2根導(dǎo)線相聯(lián)的喇叭、指示燈、指針等發(fā)出信號(hào)，表示已到達(dá)地下水水面。從測(cè)尺上讀出讀數(shù)，可以知道地下水位埋深。這種水位計(jì)同樣不能測(cè)量地下水位高度。
[0012]3、浮子式地下水位計(jì)
浮子式水位計(jì)，利用浮子跟蹤水位升降，以機(jī)械方式直接傳動(dòng)記錄。用浮子水位計(jì)需有測(cè)井設(shè)備。感應(yīng)水位變化的是浮子、并配有懸索、水位輪、平衡錘等。浮子檢測(cè)水位變化的靈敏度較差。地下水埋深較大，懸索長(zhǎng)，也影響水位感應(yīng)靈敏度。
[0013]4、壓力式地下水位計(jì)
壓力式地下水位計(jì)的原理是根據(jù)測(cè)量水壓來輸出對(duì)應(yīng)的水位高度信號(hào)。儀器測(cè)量出水平面以下某點(diǎn)的靜水壓力后，再根據(jù)水體的密度及重力加速度換算得到此測(cè)量點(diǎn)以上水位的高度。水面上承受著大氣壓力，所以水下測(cè)點(diǎn)測(cè)到的壓力是測(cè)量點(diǎn)以上水柱高度形成的水壓力與水體表面的大氣壓力之和。專門用于震前水位采集的點(diǎn)埋得很深，其水壓可以不受大氣壓的影響。傳感器用專用電纜聯(lián)接，本身帶有信號(hào)放大和溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｒ话闱闆r下壓力傳感器用專用纜索懸掛在地下水測(cè)井內(nèi)的最低水位以下，測(cè)控裝置在地面上。壓力式地下水位計(jì)的水位測(cè)量準(zhǔn)確性已高于浮子式地下水位計(jì)。
[0014]5、超聲波式水位計(jì)
超聲波式水位計(jì)利用聲波反射的原理來測(cè)量水位。按傳播介質(zhì)分為水介式和氣介式。
[0015]聲波在同一介質(zhì)中以恒定速度傳播，當(dāng)遇到不同密度的介質(zhì)分界面時(shí)，聲波發(fā)生反射。水介式是將發(fā)生器安裝在水底，垂直向水面發(fā)射超聲波；氣介式是將發(fā)生器固定在空氣中某一高處，向水面發(fā)射超聲波。水介式聲速受水溫、水壓及水中浮懸粒子濃度影響，在測(cè)量過程中要對(duì)聲波校正。氣介式要對(duì)氣溫影響進(jìn)行校正，其優(yōu)點(diǎn)是不受水中水草、泥沙等影響，缺點(diǎn)是容易受風(fēng)浪的影響，尤其是水流急，浪涌大的地方，不宜安裝超聲波水位計(jì)。
[0016]地震是巖石在地殼運(yùn)動(dòng)中應(yīng)力不斷增強(qiáng)，超過了巖體所承受最大強(qiáng)度而破裂產(chǎn)生地震波的結(jié)果。在大量的觀測(cè)和分析研究表明，地下水位能靈敏記錄巖石應(yīng)力變化，利用地下水位異常變化來進(jìn)行地震前兆預(yù)報(bào)是非常有意義的。目前我國(guó)地震地下水位前兆數(shù)據(jù)采集與管理水平較低，部分?jǐn)?shù)據(jù)需要人工輸入計(jì)算機(jī)中。因此，有必要開發(fā)出一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和傳輸。
[0017]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明提供一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和傳輸。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和微處理器模塊；
所述傳感器，用于采集被測(cè)水位的表壓或絕壓的模擬信號(hào)；
A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給微處理器模塊；
所述微處理器模塊，用于將接收到的所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)判斷是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍，超過后，驅(qū)動(dòng)所述報(bào)警模塊報(bào)警。
[0020]該系統(tǒng)還包括判斷模塊，用于判斷所述數(shù)字信號(hào)是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍。
[0021]所述微處理器模塊包括顯示模塊，用于將所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)信息顯示出來。
[0022]該系統(tǒng)還包括按鍵模塊，用于向所述微處理器模塊輸入控制指令及修改所述控制指令。
[0023]該系統(tǒng)還包括電源模塊，用于為整個(gè)系統(tǒng)供電。
[0024]本發(fā)明提供的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，以單片機(jī)控制器為核心，基于單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0025]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)示意圖。
[0027]
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:
如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括以下部分:
傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和微處理器模塊；
所述傳感器，用于采集被測(cè)水位的表壓或絕壓的模擬信號(hào)；
A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給微處理器模塊；
所述微處理器模塊，用于將接收到的所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)判斷是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍，超過后，驅(qū)動(dòng)所述報(bào)警模塊報(bào)警。
[0029]該系統(tǒng)還包括判斷模塊，用于判斷所述數(shù)字信號(hào)是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍。
[0030]所述微處理器模塊包括顯示模塊，用于將所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)信息顯示出來。
[0031]該系統(tǒng)還包括按鍵模塊，用于向所述微處理器模塊輸入控制指令及修改所述控制指令。
[0032]該系統(tǒng)還包括電源模塊，用于為整個(gè)系統(tǒng)供電。[0033]本發(fā)明提供的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，以單片機(jī)控制器為核心，基于單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0034]通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
[0035]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和微處理器模塊； 所述傳感器，用于采集被測(cè)水位的表壓或絕壓的模擬信號(hào)； A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給微處理器模塊； 所述微處理器模塊，用于將接收到的所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)判斷是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍，超過后，驅(qū)動(dòng)所述報(bào)警模塊報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括判斷模塊，用于判斷所述數(shù)字信號(hào)是否超過預(yù)存儲(chǔ)的測(cè)量范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器模塊包括顯示模塊，用于將所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)信息顯示出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括按鍵模塊，用于向所述微處理器模塊輸入控制指令及修改所述控制指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)地下水位的地震探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括電源模塊，用于為整個(gè)系統(tǒng)供電。
【文檔編號(hào)】G01V1/00GK103760591SQ201310725632
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】黃殿芳, 劉斌, 覃鈺峰 申請(qǐng)人:廣西科技大學(xué)