新研發(fā)的內(nèi)置前兆傳感器的地震預警監(jiān)測儀器，將于三個月內(nèi)開始建設具備地震發(fā)生前的預報、地震發(fā)生時的預警、地震后的災情速報等功能的地震預警系統(tǒng)，有望促進地震預報研究的進步。
阻礙地震預報進步的一個重要原因是缺乏可靠的地震前兆數(shù)據(jù)。目前，中國已建成的包括地形變、電磁和地下流體等地震前兆觀測臺站平均間距近100公里，這樣大的臺站間距，一方面在地震孕育過程中，震源區(qū)周圍的重力、地電和地磁的等物理性質的變化難以被監(jiān)測到；另一方面，個別前兆儀器監(jiān)測到異常變化后，難于確認異常變化是由于地下結構變化造成的還是由于人為干擾。
“鑒于有效的地震預警系統(tǒng)需要密集布設地震預警監(jiān)測儀器，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，則可在建成地震預警系統(tǒng)時，也建成密集的地震前兆監(jiān)測網(wǎng)。”據(jù)王墩介紹，基于高密度地震預警監(jiān)測臺網(wǎng)的地震前兆觀測臺網(wǎng)，就是把上世紀六七十年代的基于“人”的群測群防，變?yōu)?/span>“儀器”的群測群防。
智能加速度傳感器的工作原理是 ：敏感元件將測點的加速度信號轉換為相應的電信號，進入前置放大電路，經(jīng)過信號調理電路改善信號的信噪比，再進行模數(shù)轉換得到數(shù)字信號，最后送入計算機，計算機再進行數(shù)據(jù)存儲和顯示。
當傳感元件以加速度a運動時，質量塊受到一個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)生應力和應變。該變形被粘貼在懸臂梁上的擴散電阻感受到。根據(jù)硅的壓阻效應，擴散電阻的阻值發(fā)生與應變成正比的變化，將這個電阻作為電橋的一個橋臂，通過測量電橋輸出電壓的變化可以完成對加速度的測量。
“通過高密度的前兆觀測儀器，能觀測到大地震前，震源區(qū)的地面傾斜、重力、地電和地磁等物理量的變化，為地震預報提供豐富的分析數(shù)據(jù)，解決目前因前兆臺站間距過大，難以監(jiān)測到大地震前大片區(qū)域的前兆異常，以及個別臺站觀測到前兆異常難以與地震發(fā)生必然聯(lián)系的問題，能為地震預報技術研究提供大量的研究數(shù)據(jù)，有力地促進地震預報技術的進步與發(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警系統(tǒng)，覆蓋40萬平方公里，在此基礎上增加地震前兆功能只使得地震預警和烈度速報系統(tǒng)的成本增加有限。“新建設的地震預警系統(tǒng)將進行科學規(guī)劃，將密集地震預警系統(tǒng)與地震前兆監(jiān)測系統(tǒng)融合建設。”
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