[实用新型]一种适用于大地震临震监测的电磁传感系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及集成电路设计技术、超低频电磁波传感器设计和地震监测领域，具体涉及一种适用于大地震临震监测的电磁传感系统。

【背景技术】

我国是一个地震频发的国家，尤其是大地震(大于等于7级)对人民的生命财产安全具有巨大的危害。近5年来，在我国就连续发生了3次大地震，分别是2008年汶川8.0级大地震，2010年玉树7.1级大地震和2013年雅安7.0级大地震，如此频繁的大地震发生，让国家和人民蒙受了巨大的损失。

地震监测主要是对地震的前兆进行捕捉，电磁辐射作为一种地震前兆已经在多次震例和实验数据中被证实。地震电磁波频段为零点几Hz到几十兆Hz，然而只有低频的可以长距离传输，所以通过对超低频的电磁辐射信号的异常监测，可以捕捉地震的孕育和发震过程。目前的电磁异常监测仪器有DWMJ-89A/B，GS-2000-DC，CGY-1以及MDCB等。采用的电电磁波天线有埋地天线、磁感应式天线和井垂天线三大类，还有各类电磁波传感器，如平板式电容传感器等电场和磁场传感器。这些仪器目前都还没有进行密集布设(小于等于10公里)，其主要原因在于这些仪器的设计不适宜密集布设，在安装和选址方面具有较高的要求。同时由于台站较少导致获得的有效数据较少，在有限的数据中提取地震三要素与这些数据的相关性，其复杂度和难度较高。地震研究工作者池顺良[地应力应变监测]、丁跃军[电磁监测]等认为如果可以加大台网密度分布，有可能预测区域性地震。

本实用新型公开一种适用于大地震临震监测的电磁传感系统，通过采用小体积的磁天线，垂直放在深井中，配合高分辨率的信号处理，使得该传感系统可以方便、密集的布设，从而监测一个区域的电磁异常情况，对该地区进行大地震临震预测。

【发明内容】

本实用新型的目的是解决大地震临震监测中电磁异常监测点的密集布设问题而提出一种适用于大地震临震监测的小型、高精度的电磁传感系统。

为实现上述目的，本实用新型提出一种适用于大地震临震监测的电磁传感系统，所述系统由超低频电磁接收天线、信号采集电路、传输屏蔽电缆、无线传输模块、flash存储器和电源电路组成。

所述超低频电磁接收天线采用带磁芯的环形线圈天线，天线的放置方向垂直地面，易放入深井，具有体积小的特点；

所述超低频电磁接收天线的信号频段为0～20Hz的超低频地震电磁波；

所述超低频电磁接收天线的环形线圈中的磁性导体，为铁氧化锰材质，还可作为其他传感器的力、声、温度等物理量的传递导体，所述其他传感器分布于天线的上方，这使得传感系统的体积在横向上面积较小，在沿深井的方向上可以进行多参量的感知扩展；

所述信号采集电路位于超低频电磁接收天线的上方，由前置放大电路、低通滤波电路(0～20Hz)、sigma-delta模数转换器组成；

所述sigma-delta模数转换器采用3阶，14bit精度，4kHz的采样频率，可实现较高的信号分辨率；

所述超低频电磁接收天线和信号采集电路封装在直径小于10cm，长度小于1米的柱形圆柱塑胶材料中，垂直放在直径10cm的深井中，通过传输屏蔽电缆与地上的无线传输模块、flash存储器和电源电路相连，干扰小；

所述深井的深度与安装地点的基岩与地面的距离决定；

所述无线传输模块与中心台站实时进行数据交互，所述flash存储器用于在无线传输中断时进行数据暂存，避免数据丢失；

所述传感系统采用市电和蓄电池的方式供电；

所述地上系统放在地面或地上(地上约1米)，占地面积小。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种适用于大地震临震监测的传感系统，采用环形线圈的接收天线，并放置在深井中，具有体积小和干扰小的特性；同时通过磁性导体将力、声和温度等物理量传递给其他传感器，使得本系统具有在沿深井方向的多参量感知扩展的能力，同时不在横向增加系统的体积；采用sigma-delta的模数转换器，可提高信号的分辨率。本系统可以在地震频发和地震带上进行密集的布设，从而监测一个区域的电磁异常情况，并由大量的可靠数据作为分析与判断的参考，可实时、更加准确的进行大地震临震预测。

【附图说明】

图1为一种适用于大地震临震监测的电磁传感系统；

【具体实施方式】

本申请的特征及优点将通过实施例，结合附图进行说明。