[發(fā)明專利]電子感應震前特征性磁異常的防震預警器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010121208.0
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN102193105A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓蘊慧;鄭堅
• 申請（專利權(quán)）人: 韓蘊慧
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V3/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一：技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震預警領(lǐng)域，其特征是一種用電子測磁感應并測量分析地震前異常地磁信號進行臨震報警的裝置。

二：背景技術(shù)

準確的地震預報現(xiàn)在還是世界難題，地震研究中以測震學研究為主的參數(shù)指標難以用做臨震預警的根據(jù)。在準確的地震預報還難做到的現(xiàn)實情況下，如果能以有效的手段和工具實現(xiàn)地震前的短臨預警，可以大為減小震災損失。目前國內(nèi)外有測震原理的利用地震波P-S波時間差，由探測地震發(fā)生后先行傳到的縱波P發(fā)出地震報警，但不足的是在造成災害最重的震中區(qū)這種報警與災害的到來幾乎是同步發(fā)生，在震中以外的地區(qū)所得到的也僅是數(shù)以秒計的預警時間，難以讓人有足夠時間做好防震避險的準備，所起的防震預警的實際作用不足。

防震預警需要有能提供更長時間的預警裝置。研究地震史料和科學調(diào)查發(fā)現(xiàn)越來越多的證據(jù)表明，大地震前明顯的磁異常可發(fā)生在地震前的數(shù)分鐘到數(shù)小時。如2008年5.12日汶川特大地震前，極震區(qū)北川縣有群眾發(fā)現(xiàn)從地震前的6個多小時到地震前的10多分鐘，當?shù)爻霈F(xiàn)了包括鴿子迷航到指南針異常偏向，指南針的磁針不規(guī)則運動甚至轉(zhuǎn)圈的嚴重的磁場紊亂現(xiàn)象。據(jù)《NATURE》雜志報告，1964年美國阿拉斯加發(fā)生9級大地震，美國地質(zhì)調(diào)查局USGS研究人員在震前1小時多，于震中附近記錄下地震前劇烈磁變化。磁場異常變化早在地震前的數(shù)小時就已發(fā)生，采用測磁預警的方法比起測震原理的P-S波地震報警，能提供更充裕的足夠的預警時間。

感應地磁變化，對地震前的磁異常進行監(jiān)測和測量，用于地震預警已經(jīng)成為可能。地磁防震預警可以克服震波產(chǎn)生在地震發(fā)生之后的天然限制，在時間提前量上占有優(yōu)勢。國內(nèi)外已有使用指南針的磁針順應磁場變動進行震前磁異常觀測預警的設(shè)計和嘗試，但這種測磁方式由于磁針的機械特性及制造工藝的差異會影響其對磁場的反應，如磁針充磁量的多少，形狀尺寸不同，磁針與支軸摩擦系數(shù)以及磁針運動對于震前磁異常信號頻率不同的響應有限制等因素，都影響著指針運動對局部磁場的反應，如偏角和傾角變化與地震前的磁異常變化不能完全對應，根據(jù)指南針異動所感應的磁場變化，難以進行磁異常信號的數(shù)理計算和比較分析，由此影響有效的地震探測和臨震預警。電子測磁技術(shù)可以克服上述指南針機械特性影響磁針運動的不足，使用磁通門和磁阻的磁場感應傳感器，可以針對地磁信號異常的特征實現(xiàn)更寬的頻率響應范圍，靈敏度和分辨率更高，并且在制造工藝上能以標準化避免差異，對磁信號的感應做到準確的量化，可開發(fā)成測磁效果更好的防震預警工具。

使用磁通門和磁阻的電子測磁技術(shù)探測感應地磁場，已被廣泛應用于航空、航天、航海、探礦、導航等領(lǐng)域，在技術(shù)上電子測磁儀器對地磁場方向和強度的測量已相當成熟，元件也足夠小型化，精度也非常的高，但以往由于震磁關(guān)系研究沒突破，學術(shù)研究以前沒有確立地震震級與震前磁異常大小的量化關(guān)系，以往震磁關(guān)系研究僅停留于對震磁效應理論模型的理解和專業(yè)地磁臺站數(shù)據(jù)的分析，并沒有用到實際的地震預警中來，即使是采用電子測磁技術(shù)的專業(yè)地磁觀測臺站，由于其測磁設(shè)備不包含有震磁關(guān)系的特征算法，也還不能對特征性的震前磁異常信號數(shù)據(jù)進行實時處理分析，只是起到記錄的作用。我們通過震例分析和對大量的震區(qū)地磁數(shù)據(jù)研究，在震磁關(guān)系上明確了震前磁異常的時空分布特征，并確立了地震震級與地磁場異常之間的數(shù)理關(guān)系，這使得震前地磁異常能夠被量化并與地震對應起來，在以測磁敏感性和分辨力好的電子測磁感應監(jiān)測地磁異常時，可以找出地震前地磁擾動有預警意義的磁異常信息，及時做出預警反應。

隨著震磁研究的深入所帶來的震磁關(guān)系新進展，以及磁探測技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的成熟，利用地磁監(jiān)測預警地震變得越來越現(xiàn)實和容易，預警的有效性和可靠性也優(yōu)于其他手段，技術(shù)成本也越來越低。本發(fā)明針對地震前特征性磁異常信號進行磁場監(jiān)測和預警，可以供民用和地震研究專業(yè)的防震預警。符合國家法律倡導的加強群測群防，實現(xiàn)防震減災的要求。

三：發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用電子測磁并計算處理符合震前磁異常信號特征的地磁變化進行防震預警，目的在于提供一種實用性強，靈敏準確，與震前磁異常對應關(guān)系好，操作方便的電子測磁感應震前磁變化進行臨震預警的裝置。本發(fā)明不但提供比使用地震波原理P-S波預警足夠充裕的預警時間，而且在測磁方式上，完全克服了通常的指南針原理的地磁感應預警器因指南針的磁針機械特性以及響應頻率范圍的限制，產(chǎn)生其磁針運動顯示的偏角及傾角對應震前磁變化不準確，對于微細磁場變化反應不靈敏而影響報警的不足。