Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРИБОР
СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРИБОР

СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРИБОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: сейсмический прибор относится к сейсмическим приемникам и может быть применен для оперативного информирования населения о параметрах произошедшего землетрясения и прогнозирования землетрясений. Сущность изобретения: сейсмический прибор содержит блок управления, к которому подсоединены выключатель, источник питания и выход преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, выход блока управления подключены к преобразователю механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал и к блоку формирования звуковых сигналов для подачи напряжения питания, а звуковой излучатель подключен к выходу блока формирования звуковых сигналов. Сейсмически прибор также может содержать блок ручного выбора звуковых сигналов, блок световой сигнализации, ЭВМ с дисплеем, подключенные к прибору определенным образом. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2097792
Класс(ы) патента: G01V1/16
Номер заявки: 95118228/25
Дата подачи заявки: 24.10.1995
Дата публикации: 27.11.1997
Заявитель(и): Ефремов Владимир Анатольевич
Автор(ы): Ефремов Владимир Анатольевич
Патентообладатель(и): Ефремов Владимир Анатольевич
Описание изобретения: Изобретение относится к сейсмическим приемникам и может быть применено для оповещения населения о землетрясении.
Известны сейсмические приборы общего типа, позволяющие выделить необходимые компоненты упругих колебаний и провести регистрацию сейсмических колебаний на магнитной ленте или с помощью самописцев [1]
Известен сейсмограф для регистрации землетрясений, содержащий маятниковый сейсмометр, преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический ток, мостовую схему, генератор частоты, фазочувствительный мост, амплитудный детектор, усилитель, перопишущий гальванометр [2]
Сейсмограф позволяет регистрировать смещение почвы с выбранным увеличением. Наличие преобразователя смещения почвы в электрическое напряжение дает возможность получать не только графическую запись смещения почвы, но и применять для записи параметров землетрясений магнитную ленту. Запись может производиться в аналоговом или цифровом виде.
Прибор требует специальной подготовки оператора, способного расшифровать информацию, полученную с помощью перопишущего гальванометра. Прибор имеет сложную габаритную и энергоемкую конструкцию. Прибором не могут пользоваться незрячие люди.
Наиболее близким к изобретению является прибор для регистрации землетрясений, содержащий маятниковый сейсмометр, преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, блок формирования звуковых сигналов, звуковой излучатель, соединенные последоватльно, а также источник питания и выключатель, подсоединенные к указанным блокам определенным образом [3]
Прибор позволяет максимально быстро оповестить индивидуально потребителя о факте землетрясения, сила которого выше заранее установленного порога срабатывания прибора.
Недостатком прибора является его малая информативность реакция прибора на землетрясения различной силы одинакова, в связи с чем потребителю сложно оперативно определиться и принять адекватное ситуации решение. Прибор не сохраняет информацию о предыдущих толчках земли и не позволяет осуществлять обработку этой информации для прогнозирования землетрясений. Прибором не могут пользоваться люди с плохим слухом.
Задача изобретения повышение информативности сигналов тревоги при оповещении индивидуального потребителя, в том числе и потребителя с плохим зрением или слухом, малогабаритным, с автономным питанием сейсмическим прибором.
Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является формирование звуковых сигналов тревоги, отражающих параметры землетрясения, обеспечение экономичного потребления прибором электрической энергии.
Дополнительный технический результат, который может быть получен, - формирование световых сигналов тревоги, отражающих параметры землетрясения, автоматическая запись в "память" параметров землетрясений, обработка параметров землетрясения и прогнозирование землетрясений.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном сейсмическом приборе, содержащем маятниковый сейсмометр, преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, блок формирования звуковых сигналов, звуковой излучатель, источник питания и выключатель, согласно изобретению введен блок управления, к которому подсоединены выключатель, источник питания и выход преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, выходы блока управления подключены к преобразователю механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал и к блоку формирования звуковых сигналов для подачи напряжения питания, а звуковой излучатель подключен к выходу блока формирования звуковых сигналов.
Возможны варианты выполнения сейсмического прибора, в которых целесообразно, чтобы:
блок управления был дополнительно подсоединен к блоку формирования звуковых сигналов для автоматического изменения звуковых сигналов;
преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал был выполнен в виде N контактов, где 2≅N<∞> установленных с зазором друг относительно друга и выполненных с возможностью их замыкания при колебаниях маятника сейсмометра, при этом один из контактов является входом, а другие выходами преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал;
преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал был выполнен в виде намагниченного элемента, установленного на маятнике сейсмометра и магнитоэлектрического преобразователя, установленного с возможностью взаимодействия с намагниченным элементом, выход которого является выходом, а цепь питания входом преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал;
преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал выполнен в виде намагниченного элемента, установленного на маятнике сейсмометра, магнитоэлектрического преобразователя, установленного с возможностью взаимодействия с намагниченным элементом и двух или трех контактов, установленных с зазором друг относительно друга, которые выполнены с возможностью их замыкания при колебаниях маятника сейсмометра, при этом один из контактов, а также цепь питания магнитоэлектрического преобразователя являются входами преобразователя механических перемещений маятника мейсмометра в электрический сигнал, а другой или два других контакта и выход магнитоэлектрического преобразователя являются выходами преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал;
магнитоэлектрический преобразователь был выполнен в виде по крайней мере одного геркона, при этом один из контактов геркона является входом, а другой
выходом магнитоэлектрического преобразователя;
дополнительно был введен блок ручного выбора звуковых сигналов, вход которого подключен к блоку управления, а выход к блоку формирования звуковых сигналов.
Для достижения дополнительного технического результата могут быть введены блок световой сигнализации, подключенный к блоку управления, дисплей и ЭВМ, которая входом подсоединена к выходу блока управления, а выходом к дисплею.
За счет введения блока управления, который управляет работой остальных блоков прибора удается организовать экономичное потребление прибором электроэнергии и повысить информативность формируемых прибором сигналов тревоги.
На фиг. 1 изображена функциональная схема сейсмического прибора; на фиг. 2-5 варианты выполнения преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал; на фиг. 6 то же, что на фиг. 1 с дополнительной функциональной связью между блоками прибора; на фиг. 7 то же, что на фиг. 6 с дополнительными блоками и функциональными связями между ними.
Сейсмический прибор (фиг. 1) содержит маятниковый сейсмометр 1, преобразователь 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал, блок формирования звуковых сигналов 4, подключенный к звуковому излучателю 5, источник питания 6 и выключатель 7, которые подсоединены к блоку управления 8. К блоку управления 8 также подсоединен выход преобразователя 2 механический перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал. Выходы блока управления 8 подключены к преобразователю 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал и к блоку формирования звуковых сигналов 4 для подачи напряжения питания.
Сейсмический прибор ( фиг. 1) работает следующим образом.
При замыкании контактов выключателя 7 включается в работу блок управления 8, который подает напряжение питания на вход преобразователя 2, при этом преобразователь 2 включается в работу.
Для любого момента времени выходные электрические сигналы преобразователя 2 зависят и определяются механическими перемещениями маятника 3 сейсмометра 1. Эти сигналы поступают на вход блока управления 8.
В зависимости от параметров выходных сигналов преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал, блок управления 8 формирует выходные сигналы, которые поступают на вход блок формирователя звуковых сигналов 4. В соответствии с этими сигналами в блоке 4 формируются те или иные звуковые сигналы тревоги, которые посредством звукового излучателя 5 максимально быстро оповещают индивидуального потребителя как о факте землетрясения, так и о тех или иных параметрах землетрясения.
Работа сейсмического прибора (фиг. 1) во временной области зависит от конструктивных особенностей и типа используемого преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал и выбранного алгоритма формирования блоком управления 8 выходных управляющих сигналов.
Рассмотрим некоторые из возможных вариантов реализации преобразователей 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал (фиг. 2 5) и более подробно работу сейсмического прибора (фиг. 1) с указанными преобразователями 2.
Преобразователи 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал, показанные на фиг. 2 и 3, представляют собой электромеханические преобразователи 2, которые выполнены в виде N контактов 9. На фиг. 2 клеммы для подключения контактов 9 к блокам сейсмического прибора обозначены символами 0a, 1a, 2a,Pa. На фиг. 3 клеммы для подключения контактов 9 к блокам сейсмического прибора обозначены символами 0a, 1a, I1a, 2a, 21a, Pa, P1a
Контакты 9 установлены с зазором друг относительно друга и выполнены с возможностью их замыкания при колебаниях маятника 3 сейсмометра 1.
Маятник 3 (фиг. 2 и 3) может быть выполнен в виде пружинящей токопроводящей пластины 10, один конец которой жестко закреплен на основании 11 посредствм монтажного уголка 12 и крепежного винта 13. Другой конец маятника 3 имеет противовес 14 и контакт 9. Клемма этого контакта 9 обозначена на фиг. 2 и 3 символом 0a. Данный контакт 9 является входом преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал и подключается к выходу блока управления 8. Другие контакты 9 могут быть расположены несимметрично (фиг. 2) или симметрично (фиг. 3) по отношению к контакту 9 0a и являются выходами преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал. Эти контакты 9 могут быть выполнены в виде токопроводящих пружинящих пластин или пружинящих проволочных контактов 9.
Собственная резонансная частота маятника 3 определяется длиной и упругостью пружинящей пластины 10 и массой противовеса 14 и выбирается порядка 1 5 Гц. Собственная резонансная частота маятника 3 должна быть ниже собственных резонансных частот выходных контактов 9.
На фиг. 2 и 3 также показаны юстировочное средство 15 для регулировки зазора между контактом 9 0a и контактом 1a (фиг. 2) или контактами 1a и I1a (фиг. 3), элементы крепления контактов 9 - диэлектрические прокладки 16 с винтами крепления 17.
Преобразователи 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал (фиг. 2 и 3) работают следующим образом.
Во время толчков земной поверхности маятник 3 сейсмометра 1 отклоняется и контакт 9, обозначенный на фиг. 2 и 3 символом 0a, перемещаясь относительно других контактов 9, соприкасается с ними. В результате происходит кратковременное замыкание между теми или иными контактами 9. Например, вследствие колебаний земной поверхности, при землетрясении силой в 1 балл происходит замыкание контактов 9, обозначенных символами 0a и 1a (фиг. 2) и 0a и 1a или 0a и I1a (фиг. 3), при землетрясении силой в 3 балла происходит замыкания контактов 9 0a с 1a 2a, 3a (фиг. 2) и 0a с 1a или I1a 2a или 21a 3a или 31a
Если на входной контакт 9 0a с блока управления 8 подано напряжение, то на соответствующих выходных контактах 9 появляются импульсы напряжения. Выбрав соответствующим образом зазоры между контактами 9 и пружинящими свойствами маятника 3 и контактов 9, можно получить требуемое соответствие между амплитудой смещения земли (силой землетрясения в баллах) и импульсами напряжения на выходных контактах 9.
Особенностью преобразователей 2, показанных на фиг. 2 и 3, является эффект демпфирования контактами 9 собственных резонансных колебаний маятника 3, что обеспечивает быстрое затухание колебание маятника 3 и исключает ложные срабатывания сейсмометра 1. Данный эффект является следствием указанного выше соотношения собственных резонансных частот маятника 3 и пружинящих контактов 9.
При использовании в качестве преобразователей 2 электромеханических преобразователей 2, показанных на фиг. 2 и 3, алгоритм работы сейсмического прибора (фиг. 1) может быть следующим.
При включении выключателя 7 блок управления 8 включается в работу и подает не изменяющееся в процессе работы прибора напряжение питания на вход блока 2, т.е. на контакт 9 0a. При этом на выходе блока управления 8, связывающего его с блоком формирования звуковых сигналов 4, отсутствует напряжение питания, блок формирования звуковых сигналов 4 не потребляет энергии, чем обеспечивается экономичный режим работы прибора.
В данном режиме режиме ожидания землетрясения прибор находится большую часть времени и потребление энергии происходит только за счет блока управления 8, который анализирует выходные сигналы преобразователя 2.
При колебаниях земной поверхности маятник 3 сейсмометра 1 отклоняясь на величину, пропорциональную силе землетрясения, замыкает соответствующие контакты 9 1a, 2a, и т.д. или 1a, I1a 2a, 21a и т.д. с контактом 9 0a. Импульсы напряжения с выходных контактов 9 поступают на входы блока управления 8, который в соответствии с этими сигналами формирует выходной сигнал, посредством которого осуществляется энергетическое питание формирователя звуковых сигналов 4. Например, сигналы с контактов 9 1a, 2a и т.д. могут управлять работой входящих в состав блока управления 8, последовательно включенных таймеров и стабилизаторов напряжения, выходные сигналы которых через балансные сопротивления подаются на эмиттерный повторитель, выход которого является выходом блока управления 8.
При смещении земли, эквивалентной, например, 1 баллу, импульсный сигнал с контакта 9 1a включает соответствующий таймер на время τ1 например 3 с. В выхода таймера сигнал подается на вход управляемого стабилизатора напряжения, сигнал с выхода которого поступает на эмиттерный повторитель и далее на вход формирователя звуковых сигналов 4, т.е. выходной сигнал блока управления 8, соответствующий землетрясению силой в 1 балл, представляет собой импульс напряжения длительностью τ1 3 с и амплитудой U1 (например, 3 В).
Этот импульс напряжения включает на время τ1 блок формирования звуковых сигналов 4, который вырабатывает, например, прерывистый тональный сигнал, частота прерывания которого F1, частота тона f1 и выходная мощности P1 зависят от амплитуды напряжения питания U1 и для землетрясения силой в 1 балл, например, составляют F1 1 Гц, f1 500 Гц, P1 50 мВт.
При более сильном землетрясении, например, силой в 5 баллов выходной импульс напряжения, поступающий с блока управления 8 на блок формирования звуковых сигналов 4, имеет длительность τ2 20с и амплитуду U2 9 В и соответствующие ему звуковые сигналы тревоги будут представлять собой прерывающийся, например, с частотой F2 2 Гц тональный сигнал частоты f2 2000 Гц и мощностью P2 500 мВт.
В данном примере в качестве блока формирования звуковых сигналов 4 могут быть использованы два связанных мультивибратора с усилителем мощности, выполненные, например, как в [3] или по другим общеизвестным схемам.
Когда число контактов 9 N 2, алгоритм работы сейсмического прибора согласно функциональной схеме (фиг. 1) сохраняется, однако выходное напряжение блока управления 8 будет зависеть не от номеров (символов) сработавших контактов 9, а от числа произошедших замыканий контактов 9 и соответственно импульсов напряжения, поступивших на вход блока управления 8, поскольку, чем больше отклонение маятника 3 (выше сила землетрясения), тем большее число раз произойдет замыкание контактов 9 при их упругом взаимодействии во время колебаний маятника 3.
Например, одному импульсу на выходе блока управления 8 соответствует землетрясение силой в 1 балл, трем импульсам землетрясение силой в 5 баллов и т.д.
При использовании двухконтактного преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал блок управления 8 должен содержать в своем составе преобразователь числа импульсов в напряжение, который может быть выполнен, например, в виде счетчика импульсов, управляющего работой мультиплексора, управляющего в свою очередь работой вышеописанных цепей из таймеров, стабилизаторов напряжений и эмиттерного повторителя, или по любой другой известной схеме.
В приведенных примерах указанные функциональные блоки могут быть реализованы как в аналоговом, так и в цифровом виде.
Таким образом потребитель, услышав звуковые сигналы сейсмического прибора, по громкости, частоте звука и частоте повторения может быстро сориентироваться относительно параметров землетрясения и принять своевременное решение покинуть помещение, которое может разрушиться.
В сейсмическом приборе (фиг. 1) в качестве преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал могут быть задействованы преобразователи 2 с использованием любого известного принципа преобразования механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал, например, преобразователи 2 с использованием магнитоэлектрического принципа преобразования механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал аналоговый или импульсный (цифровой) (фиг. 4) или комбинационные преобразователи 2 - магнитоэлектрический совместно с электромеханическим аналогово-цифровой или цифровой (фиг. 5).
Преобразователь 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал (фиг. 4) выполнен в виде намагниченного элемента 18 (например, постоянного магнита), установленного на маятнике 3 сейсмометра 1, магнитоэлектрического преобразователя 19, установленного с возможностью взаимодействия с намагниченным элементом 18. Входом преобразователя 2 является цепь питания магнитоэлектрического преобразователя 19, а его выход является выходом преобразователя 2 и подключается к блоку управления 8 согласно фиг. 1.
В качестве аналогового магнитоэлектрического преобразователя может быть использована катушка индуктивности, подключенная к усилителю напряжения или специализированная микросхема "магнитоэлектрический преобразователь", а в качестве импульсного (цифрового) магнитоэлектрического преобразователя 19 могут быть использованы герконы.
Работает сейсмический прибор (фиг. 1) при использовании магнитоэлектрического принципа преобразования механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал (фиг. 4) аналогично вышеописанному сейсмическому прибору с электромеханическим преобразователем 2.
Размещая соответствующим образом герконы относительно намагниченного элемента 18, можно получить требуемую зависимость их переключений при колебаниях маятника 3 с намагниченным элементом 18.
При небольших амплитудах колебаний маятника 3 срабатывает геркон, расположенный ближе других к намагниченному элементу 18, при большой амплитуде колебаний маятника 3 срабатывают герконы, расположенные дальше от намагниченного элемента 18 и т.д. Соответственно переключению герконов изменяется характер звукового сигнала, информируя потребителя о силе землетрясения.
При использовании аналогового варианта магнитоэлектрического преобразователя 19, в блоке управления 8 дополнительно осуществляется дискретизация аналогового сигнала по уровню с помощью, например, многопороговых схем анализа амплитуды сигнала или аналого-цифрового преобразователя, с выхода которых по вышеописанному алгоритму осуществляется управление работой блока формирования звуковых сигналов 4 и излучение звуковых сигналов тревоги.
Преобразователь 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал (фиг. 5) выполнен в виде комбинации электромеханического преобразователя, состоящего из контактов 9 0a, 1a и преобразователя 2, состоящего из намагниченного элемента 18 и магнитоэлектрического преобразователя 19. Входом преобразователя 2 (фиг. 5) являются контакт 9 0a и цепь питания магнитоэлектрического преобразователя 19, а выходами контакты 9 1a и выход магнитоэлектрического преобразователя 19. В качестве контактной группы могут быть использованы три контакта 9 0a, 1a, I1a причем контакты 9 1a и I1a могут быть электрически соединены друг с другом и иметь общую клемму 1a (фиг. 5).
Работает сейсмический прибор (фиг. 1) с преобразователем 2 (фиг. 5) следующим образом.
При замыкании контактов выключателя 7 включается в работу блок управления 8, который подает не изменяющееся во времени напряжение питания на первый вход блока 2, а именно на контакт 9 0a. В это время на других выходах блока управления 8 отсутствует напряжение и следовательно магнитоэлектрический преобразователь 19 и блок формирования звуковых сигналов не потребляют электроэнергии от источника питания 6, чем обеспечивается экономичное электропотребление в режиме ожидания землетрясения.
При землетрясении, сила которого превышает порог срабатывания электромеханического преобразователя 2, на выходном контакте 1a (фиг. 5) появляется импульс напряжения, который поступает на 1-й вход блока управления 8, при этом блок управления 8 переводит в рабочий режим магнитоэлектрический преобразователь 19 и блок формирования звуковых сигналов посредством подачи на них напряжения питания. Магнитоэлектрический преобразователь 19 преобразует механические колебания маятника 3 сейсмометра 1 в электрические сигналы, которые поступают на 2-й вход блока управления 8. В соответствии с параметрами этих сигналов, блок управления 8 вырабатывает выходной сигнал, который управляет работой блока формирования звуковых сигналов 4
Например, с помощью таймера, управляющего работой по цепям питания магнитоэлектрического преобразователя 19, осуществляется его включение на некоторое время τ3 с момента замыкания контактов 9 0a и 1а (например, на 30 с), при этом также включаются соответствующие цепи в блоке управления 8, которые обрабатывают сигналы с выхода магнитоэлектрического преобразователя 19 и вырабатывают соответствующие выходные сигналы блока управления 8, которые управляют работой блока формирования звуковых сигналов 4.
Сформированные таким образом сигналы тревоги информируют потребителя, как о факте землетрясения, так о его параметрах. По истечении времени τ3 блок управления 8 автоматически переводит прибор из режима формирования звуковых сигналов в режим ожидания землетрясения, отключая вышеуказанные цепи и блоки от питания.
При очередном толчке земли, силой свыше порога срабатывания электромеханического преобразователя 2, описанный цикл работы сейсмического прибора (фиг. 1) повторяется и т.д.
В сейсмическом приборе (фиг. 1) в качестве преобразователей 2 могут также использоваться оптоэлектрические, пьезоэлектрические преобразователи 2.
Более широкие функциональные возможности сейсмического прибора могут быть получены, если дополнительно ввести функциональную связь между блоком управления 8 и формирователем звуковых сигналов 4 (фиг. 6). Данная функциональная связь служит для автоматического изменения звуковых сигналов в соответствии с параметрами землетрясения.
Работает сейсмический прибор по схеме (фиг. 6) аналогично сейсмическому прибору по функциональной схеме (фиг. 1) с той лишь разницей, что изменение характера звуковых сигналов, например частоты повторения F1, частоты сигнала f1 или мощности P1, осуществляется не посредством изменяющегося напряжения питания, подаваемого на блок формирования звуковых сигналов 4, а посредством дополнительно введенных цепей управления работой блока формирования звуковых сигналов 4 при постоянной величине питающего блок 4 напряжения, которое, например, в соответствии с толчками земной поверхности периодически подается на блок 4.
Алгоритм формирования звуковых сигналов тревоги может быть различным, например, после очередного толчка земной поверхности сначала раздается тональный сигнал тревоги, имеющий те или иные параметры и служащий для привлечения внимания пользователя, затем раздается синтезированное, в блоке формирования звуковых сигналов 4, речевое сообщение, например, в виде "Землетрясение 3 балла" или "Землетрясение 5 баллов, срочно покиньте помещение!" и т.д.
Таким образом пользователь, получив оперативно и в доступной форме сигналы предупреждения с информацией о параметрах землетрясения, может быстро сориентироваться и принять адекватное обстановке решение, подготовиться к эвакуации из помещения и своевременно его покинуть, так как известно, что обычно максимально сильному толчку предшествует серия толчков, значительно меньших по интенсивности, разделенных временным интервалом.
Описанный выше пример работы сейсмического прибора по функциональной схеме (фиг. 6) служит для пояснения максимально возможных функциональных возможностей прибора и не исчерпывает всех возможных вариантов работы блоков прибора во временной области.
Например, если задача экономичного потребления прибором электроэнергии решена на схемотехническом уровне блоки прибора синтезированы на электронных элементах КМОП- серии, то отпадает необходимость в прерывании во время работы прибора подачи напряжения питания на блоки прибора (блок формирования звуковых сигналов 4 или магнитоэлектрический преобразователь 19). Напряжение питания после замыкания контактов выключателя 7 с выходов блока управления 8 может быть сразу подано на эти блоки (или блок, например, блок формирования звуковых сигналов 4) и не изменяться в зависимости от выходных сигналов преобразователя 2 механических перемещений маятника 3 сейсмометра 1 в электрический сигнал.
Кроме того, расширить функциональные возможности сейсмического прибора можно за счет дополнительного введения блока ручного выбора сигналов 20, блока световой сигнализации 21, дисплея с ЭВМ 23 (фиг. 7).
Блок ручного выбора звуковых сигналов 20 подключается входом к выходу блока управления 8, а выходом к блоку формирования звуковых сигналов 4.
Посредством блока ручного выбора сигналов 20 потребитель может осуществить регулировку параметров звуковых сигналов тревоги и адаптировать прибор под параметры помещения или свои слуховые возможности, например, путем изменения длительности сигнала тревоги τ1 частоты повторения F1, частоты сигнала f1, мощности P1.
Посредством блока световой сигнализации 21, работа которого определяется сигналами с выхода блока управления 8, возможно формирование тех или иных световых сигналов тревоги.
Например, в качестве блока световой сигнализации может быть использована любая электробытовая осветительная лампа, которая посредством соответствующего переходника подключается к сейсмическому прибору и электрической сети. При землетрясении посредством блока управления 8 осуществляется периодическое прерывание подачи напряжения сети на лампу, которая пульсирующим светом, частота пульсаций которого также может изменяться соответственно силе землетрясения, предупреждает пользователя о факте землетрясения и его параметрах.
Введение блока световой сигнализации позволяет пользоваться прибором потребителям с плохим слухом, а также повышает эффективность прибора при побудке потребителя ночью.
В качестве блока световой сигнализации может быть использовано устройство, содержащее дешифратор сигналов блока управления 8, подсоединенный к светодиодному или жидкокристаллическому индикатору дисплею, на котором отражается та или иная информация о параметрах землетрясения, например, сила толчка в баллах и письменные рекомендации оптимального поведения для пользователя.
Посредством дисплея 22 с ЭВМ 23 возможно осуществление операций по вводу в ЭВМ 23 сигналов с преобразователя 2, обработка этих сигналов (данных) и вывод на экран дисплея 22 обработанной в ЭВМ 23 информации.
Для подключения ЭВМ 23 к сейсмическому прибору (фиг. 7), блок управления 8 должен содержать интерфейс для ввода данных в ЭВМ 23. В качестве интерфейса, ЭВМ 23 и дисплея 22 могут быть использованы любые стандартные устройства, например, широко распространенные персональные ЭВМ 23, интерфейсы для ввода данных в ЭВМ 23 с датчиков, дисплеи 22.
В качестве интерфейса, ЭВМ и дисплея 22 могут быть также использованы специализированные микроЭВМ, аналогичные, например, микроЭВМ, используемых в телефонных аппаратах с определителем номера абонента, памятью, автодозвоном и т.д.
Использование в составе сейсмического прибора ЭВМ 23 и дисплея 22 позволяет реализовать ряд сервисных режимов внесение в память времени толчков земной поверхности, их силы, а также осуществлять обработку накопленных данных по той или иной программе и осуществлять предсказание возможных землетрясений, например, в форме расчета вероятности колебаний земной поверхности с той или иной силой в течение того или иного отрезка времени. В соответствии с этими расчетами могут быть даны в доступной для пользователя форме рекомендации и конкретные советы.
Например, приехав из отпуска или длительной командировки, пользователь может ознакомиться с сейсмической обстановкой, накопленной прибором за время его отсутствия, а также с сейсмическим прогнозом на будущее.
Программное обеспечение может быть изготовлено фирмами, специализирующимися на разработке и производстве прикладных программ для ЭВМ.
Таким образом предложенный сейсмический прибор может на практике широко использоваться как индивидуальное средство предупреждения и прогнозирования землетрясений.
Формула изобретения: 1. Сейсмический прибор, содержащий маятниковый сейсмометр, преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, блок формирования звуковых сигналов, звуковой излучатель, источник питания и выключатель, отличающийся тем, что в него введен блок управления, к которому подсоединены выключатель, источник питания и выход преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, выходы блока управления подключены к преобразователю механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал и к блоку формирования звуковых сигналов для подачи напряжения питания, а звуковой излучатель подключен к выходу блока формирования звуковых сигналов.
2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что блок управления дополнительно подсоединен к блоку формирования звуковых сигналов для автоматического изменения звуковых сигналов.
3. Прибор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал выполнен в виде N контактов, где 2 ≅ N < ∞ , установленных с зазором друг относительно друга и выполненных с возможностью их замыкания при колебаниях маятника сейсмометра, при этом один из контактов является входом, а другие выходами преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал.
4. Прибор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал выполнен в виде намагниченного элемента, установленного на маятнике сейсмометра и магнитоэлектрического преобразователя, установленного с возможностью взаимодействия с намагниченным элементом, выход которого является выходом, а цепь питания входом преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал.
5. Прибор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что преобразователь механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал выполнен в виде намагниченного элемента, установленного на маятнике сейсмометра, магнитоэлектрического преобразователя, установленного с возможностью взаимодействия с намагниченным элементом и двух или трех контактов, установленных с зазором друг относительно друга, которые выполнены с возможностью их замыкания при колебаниях маятника сейсмометра, при этом один из контактов, а также цепь питания магнитоэлектрического преобразователя, являются входами преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал, а другой или два других контакта и выход магнитоэлектрического преобразователя являются выходами преобразователя механических перемещений маятника сейсмометра в электрический сигнал.
6. Прибор по пп.4 и 5, отличающийся тем, что магнитоэлектрический преобразователь выполнен в виде по крайней мере одного геркона, при этом один из контактов геркона является входом, а другой выходом магнитоэлектрического преобразователя.
7. Прибор по пп. 1 6, отличающийся тем, что дополнительно введен блок ручного выбора звуковых сигналов, вход которого подключен к блоку управления, а выход к блоку формирования звуковых сигналов.
8. Прибор по пп. 1 7, отличающийся тем, что дополнительно введен блок световой сигнализации, подключенный к блоку управления.
9. Прибор по пп.1 8, отличающийся тем, что дополнительно введены дисплей и ЭВМ, которая входом подсоединена к выходу блока управления, а выходом к дисплею.