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没有终点的地震仪研发路-筑龙新闻

2014-07-09 13:15:03 中国图纸交易网 MaiTu.CC 【字体:

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我国东汉时代的科学家张衡,在公元132年就制成了世界上最早的“地震仪”—地动仪。经过了一个世纪的发展,大致经历了从模拟光点地震仪、模拟磁带地震仪、数字磁带地震仪等六代仪器的变迁。但地震仪只能用于测量地震的强度、方向,并不能用于预测地震。

没有终点的地震仪研发路-筑龙新闻

地动仪工作原理

  我国东汉时代的科学家张衡,在公元132年就制成了世界上最早的“地震仪”—地动仪。但是,由于地动仪只是记录了地震的大致方向,而非记录地震波,所以相当于是验震器,而非真正意义上的地震仪。
  第一台真正意义上的地震仪由意大利科学家卢伊吉·帕尔米里于1855年发明,它具有复杂的机械系统。这台机器使用装满水银的圆管并且装有电磁装置。当震动使水银发生晃动时,电磁装置会触发一个内设的记录地壳移动的设备,粗略地显示出地震发生的时间和强度。
  第一台精确的地震仪,于1880年由英国地理学家约翰·米尔恩在日本发明,他也被誉为“地震仪之父”,约翰·米尔恩发明出多种检测地震波的装置,其中一种是水平摆地震波检测仪。这个精妙的装置有一根加重的小棒,在受到震动作用时会移动一个有光缝(一个可以通过光线的细长缝)的金属板。金属板的移动使得一束反射回来的光线穿过板上的光缝,同时穿过在这块板下面的另外一个静止的光缝,落到一张高度感光的纸上,光线随后会将地震的移动“记录”下来。
  1906年俄国王子鲍里斯·格里芩发明了第一台电磁地震仪,在这台机器的设计中,他利用了19世纪由英国物理学家迈克尔·法拉第提出的电磁感应原理。法拉第的感应原理认为磁铁磁力线密度的改变可以产生电荷。在此基础上,格里芩制造出一种仪器,可以在感受到震动时将一个线圈穿过磁场,产生电流并将电流导入检流计中,检流计可以测量并直接记录电流。电流随后移动一面镜子,如同米尔恩所制作的引导光线的金属板一样。
  20世纪时,核能测试检测系统的出现促进了现代地震仪的发展。尽管地震会对人身和财产安全造成巨大损失,但直到地下核爆炸的威胁促使世界性的地震监测仪网络(WWSSN)于1960年建立后,地震仪才被大规模地投入使用,在60多个国家共设立了120多台地震仪。
  第二次世界大战后,普雷斯·尤因地震仪使研究者能够记录长周期地震波—波在相对较慢的速度下传递很长时间。这种地震仪使用的摆与米尔恩模型中所使用的类似,不同的是使用一条有弹性的金属线代替枢轴支撑加重的小棒以减少摩擦。二战后科学家还对地震仪进行了更多改进,引进自动计时器使计时更加准确,可以将数据放入计算机中进行分析等。
  现代地震仪最重要的发展是应用地震检波器组合。这种组合,有些由几百个地震仪组成,都连接到一个单独的中心记录器上。通过对不同地点产生的地震波图进行比较,研究者可以确定震中位置。
  经过了一个世纪的发展,尤其是近半个多世纪以来数字电子技术和计算机技术的不断革新,促进了地震仪的快速发展。大致经历了从模拟光点地震仪、模拟磁带地震仪、数字磁带地震仪、遥测数字地震仪,采用Δ-Σ技术的24位A/D型遥测数字地震仪以及全数字地震仪等六代仪器的变迁。但值得注意的是,地震仪只能用于测量地震的强度、方向,并不能用于预测地震。
  地震仪在未来应该能更精确地辨别震波的效益,更清楚地接受并处理接收到的信号,或许能通过对地震之前的数据总结规律,最终实现预测地震,这将是最理想的方向。

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