Сейсмодатчик 2 и способ его использования Российский патент 2019 года по МПК G01V1/16 G01V9/00 G01F23/02 

Изобретение относится к области измерительной техники, приборостроения, средств защиты от колебаний при землетрясении и, в частности, может быть использовано для проведения дальнейших исследования в сфере сейсмологии.

Известно, что оценка силы землетрясения оценивается по видам разрушений в зоне сейсмических колебаний.

Известен сейсмограф, содержащий рабочий элемент в виде жидкой инерционной массы (молекулярно-электронной), три идентичных взаимно ортогональных сейсмодатчика, блок аналоговой обработки сигнала, поверх которого размещен 24-разрядный цифровой регистратор, см., например, http://www.xn--e1aalmalqbco.xn--p1ai/tech.html.

Известен также сейсмодатчик, включающий корпус, внутри которого размещен чувствительный элемент, выполненный в виде волоконного световода, снабженного инертной массой. На локальном участке волоконного световода, составляющем чувствительный элемент датчика, поперечное сечение световода уменьшено и/или продольная ось подвергнута изгибу, см. RU 2184383, G01V 1/16, G01H 9/00 от 25.05.2000

Однако известный высокотехнологичный сейсмограф является функционально ограниченным, т.к. как правило, до своего разрушения, способен зафиксировать только один параметр - величину отклонения пишущего пера при сейсмическом толчке. Кроме того, известный сейсмодатчик является сложным в производстве, эксплуатации, а значит ненадежным в силу наличия тонких и чувствительных к разрушениям элементов. Другим его недостатком является необходимость источника электропитания. При сильном землетрясении связь с источником питания нарушается, световолокно ломается, что приводит к потере информации.

Целью создания изобретения является достижение технического результата по расширению информационных возможностей при эксплуатации сейсмодатчика, повышению его надежности, способного работать в экстремально высоких сейсмических колебаниях.

Указанный технический результат для устройства датчика достигается тем, что в известном устройстве, содержащем рабочий орган, предлагается рабочий орган выполнить виде прозрачного герметично закрытого сосуда, наполовину заполненного цветной жидкостью, в котором вертикально установлена линейка с цифровыми метрическими значениями вдоль одного ее края и миллиметровыми рисками вдоль другого края.

Указанный технический результат для способа использования датчика достигается тем, что сейсмодатчики устанавливают в различных точках исследуемой сейсмической зоны, на поверхности или в глубине земли, на географической карте отмечают места их установки. После окончания землетрясения фиксируют значения максимальной высоты всплеска цветной жидкости в прозрачных сосудах и, сопоставляя их с линейными значениями высоты всплеска, фиксируют эти значения на географической карте местности, после чего определяют, границы зоны землетрясения путем выявления соседних сосудов, в одном из которых будет обозначен всплеск, а соседнем его не будет, очаг возникновения сейсмических колебаний, направление и границы распространения сейсмической волны на поверхности и глубину ее распространения.

Изобретение поясняется графическими материалами. На Фиг. 1 представлена конструкция сейсмодатчика, на Фиг. 2 представлен фрагмент карты силового поля максимальных значений сейсмических колебаний.

Сейсмодатчик включает:

1. Прозрачный, герметично закрытый сосуд;

2. цветная жидкость;

3. линейка с цифровыми метрическими значениями вдоль одного края и миллиметровыми рисками вдоль другого края;

4. защитный колпак;

5. метрические обозначения

6. риски миллиметровые;

Сейсмодатчик состоит из прозрачного герметично закрытого сосуда 1, наполовину заполненного цветной, контрастной относительно цвета линейки 3, жидкостью 2. В сосуде вертикально установлена линейка 3 с цифровыми метрическими значениями длины 5 вдоль одного края и миллиметровыми рисками 6 вдоль другого края, см. Фиг. 1.

С сейсмодатчиком работают следующим образом.

Несколько сейсмодатчиков устанавливают а поверхности земли в различных точках предполагаемой зоны сейсмических колебаний (известна по статистике) и закрывают прозрачный, герметичный сосуд 1 защитным колпаком 4, который позволяет исключить выпаривание цветной жидкости 2 под воздействием солнца или на разных уровнях в глубине земли. Установка сосудов 1 производится так, чтобы была обеспечена возможность наблюдения показаний на линейке 3, см. Фиг. 1. В сосудах 1 периодически контролируют уровень цветной жидкости 2, который должен быть постоянно одинаковым. Во время сейсмических колебаний происходят всплески цветной жидкости 2, которые западают в риски на линейке 3, оставляя окрашенный след в рисках. После окончания сейсмических колебаний максимальную высоту всплеска жидкости всех сосудов 1 фиксируют и затем сопоставляют с цифровым метрическим значением, на другом краю линейки 3. На географической карте зоны сейсмических колебаний, в местах установки сейсмодатчиков наносят значения высоты всплесков подкрашенной жидкости 2 в миллиметрах, см. Фиг. 2. По границам расположения соседних сейсмических датчиков, в одном из которых зафиксирован всплеск, а в соседнем нет, определяют границы зоны действия сейсмических волн. Проведя линии по датчикам, в направлении возрастания значений высоты всплеска, до максимального значения, после которого датчики покажут снижение значений высоты всплеска, определяется очаг землетрясения. Если значений высоты на карте нет, то очаг землетрясения определяют путем экстраполяции по имеющимся значениям в направления их возрастания.

Зафиксировав значения высоты всплеска цветной жидкости в сейсмодатчиках, погруженных в землю, и, отметив значения погружения на масштабной карте разреза, после фиксации высоты всплеска цветной жидкости можно определить глубину расположения очага землетрясения непосредственно или методом экстраполяции.

Изобретение относится к области измерительной техники, приборостроения, средствам защиты от колебаний при землетрясении и, в частности, может быть использовано для проведения исследования в сфере сейсмологии. Заявлен сейсмодатчик, рабочий орган которого выполнен в виде прозрачного герметично закрытого сосуда, наполовину заполненного цветной жидкостью, в котором вертикально установлена линейка с цифровыми метрическими значениями вдоль одного ее края и миллиметровыми рисками вдоль другого края. Также заявлен способ использования данного сейсмодатчика, согласно которому сейсмодатчики устанавливают в различных местах исследуемой сейсмической зоны и на географической карте отмечают места их установки. После землетрясения фиксируют значения максимальной высоты всплеска цветной жидкости в прозрачных сосудах и, сопоставляя их с линейными значениями высоты, фиксируют эти значения на географической карте. Далее определяют границы зоны землетрясения, очаг возникновения сейсмических колебаний, направление распространения сейсмической волны и глубину ее распространения. Технический результат - повышение надежности сейсмодатчика, способного работать в условиях экстремально высоких сейсмических колебаний, и¸ как результат, повышение информативности получаемых данных. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сейсмодатчик, содержащий рабочий орган, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен виде прозрачного герметично закрытого сосуда, наполовину заполненного цветной жидкостью, в котором вертикально установлена линейка с цифровыми метрическими значениями вдоль одного ее края и миллиметровыми рисками вдоль другого края.

2. Способ использования сейсмодатчика по п. 1, отличающийся тем, что сейсмодатчики устанавливают в различных местах исследуемой сейсмической зоны, на географической карте отмечают места их установки, после землетрясения фиксируют значения максимальной высоты всплеска цветной жидкости в прозрачных сосудах и, сопоставляя их с линейными значениями высоты, фиксируют эти значения на географической карте, после чего определяют границы зоны землетрясения, источник возникновения сейсмических колебаний, направление распространения сейсмической волны и глубину ее распространения.