Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

9 апреля 2007  |  Вибрационные, сейсмические, пьезоэлектрические, магнитометрические





Позвольте мне признаться в самом начале, что в связи с отсутствием землетрясений в Северной Ирландии этот проект никогда не был испытан на значимом движении земной коры. Тем не менее, установка достаточно чувствительна, чтобы обнаружить проходящие рядом автомобили, злых соседей, хлопающих дверьми в 10 метрах.

Большинство детекторов землетрясений используют тяжелый сердечник, прикрепленный к катушке и движущийся внутри магнитного поля. Движение Земли вызывает смещение груза. Катушки остаются неподвижным и, следовательно, генерируется сигнал. Электронные фильтры и амортизация используются для получения полезного сигнала.

Мой проект позволяет избежать некоторых из этих проблем путем использования готовых детекторов с низким сопротивлением и самостоятельно построенный в демпфирования. Ниже представлена блок-схема системы (рис.1).


Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

Рис.1.

Датчики движения

Ниже показано все устройство в сборе (рис.2). «А» и «В» два старых и теперь уже ненужные жесткие диски. Удаление диска дает доступ к съема рычага, который в свою очередь приводится в движение то, что известно как «звуковой катушкой». Эта катушка лежит между двух очень мощных магнитов. Подзарядку катушку будет реагировать с магнитным полем и диск пикап по всей поверхности диска. Как и во всех таких механизмов может быть использован в обратном направлении, то есть. при перемещении считывающей руку, ток вырабатывается в звуковой катушке, которая при усилении, можно интерпретировать с помощью компьютерной программы.


Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

Рис.2.

Груз «С» имеет очень большой вес и изготовлен из кровельного свинца. Он подвешен к потолку при помощи длиной проволоки. «D» представляет собой механизм, активатор, прикрепленные к весу. Они находятся в тесном контакте с приводом, который прижимается активатором на пружинах кабеля, который соединяет подающий узел к остальной части жесткого диска. Один датчик обнаружит горизонтальное - другой боковое движение. Когда земля движется, приостановлено свинцовый груз, как правило, остаются неподвижными и две движущиеся части привода будет смещаться активаторами, таким образом, генерируя небольшой ток в звуковых катушек.

«E» и «F» две свинцовые гири, которые держат аппарат устойчивым. Переключатель «G» позволяет выбирать ту или иную катушку.

Насколько я знаю, никто никогда не используется жесткие диски для этой цели, и мне нравится думать, что данный детектор землетрясения является оригинальным изобретением.

Устройство является очень эффективным, потому что две звуковые катушки были первоначально предназначены для привода подающего руки на высокой скорости, а это значит, что они имеют очень низкое сопротивление. Это в свою очередь означает, что они не страдают от

электромагнитных помех. Нет необходимости отфильтровывать «гул» электросети, не смотря на то, что четыре компьютера и монитора работали в метре от датчика.

Усилитель

Это довольно стандартная схема с использованием двух 741 операционных усилителей. Схема (рис.3) питается от двойного источника питания +-15В.


Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

Рис.3.

Входящий сигнал с L1 и L2 соединен с помощью селекторных переключателей и R1 или R2 на инвертирующий вход 741 ОУ. Это в сочетании с R3 дает КУ либо -1000 или -300, в зависимости от резистора выбора с L1. Большой коэффициент усиления нужен из-за того, что мы имеем дело с очень низкими частотами. Землетрясения, как правило, имеет частоту 1 Гц или ниже. Переменный резистор VR1 имеет сопротивление 10k и подключен к смещения нуля усилителей. Регулировка VR1 сдвигает выходной сигнал, пока он не находится в центре. Выход все это подается на буферный усилитель, а далее на любой 8-битный аналого-цифровой преобразователь. R5 и светодиод необходимы для индикации включения питания.

Если вы живете в районе, страдающего от частых землетрясений, то вам не нужна высокая чувствительность, и вы можете выбрать более низкие значения для R1 и/или R2, чтобы уменьшить коэффициент усиления. Но помните - R4 должны быть близки по значению к R1 и R2.Усиления схемы определяется формулой - (R3 / R1 или R2)

Ниже приведена печатная плата схемы.


Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

Рис.4.

Окончательная сборка устройства

Полная сборка устройства показана на рисунке 5, где «С» - плата усилителей, «А» - аналого-цифровой преобразователь, «В» - шлейф для подключения к компьютеру.


Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

Рис.5.

Программа

Первые два возмущения на верхней диаграмме (рис.6) являются результатом постукивая по потолку, а третье возмущение результат закрывая дверь в комнате. Остальные, это фоновый шум.


Простой сейсмометр (детектор землетрясения)

Рис.6.

Автор: НЕИЗВЕСТНО.


Код для размещения на форумах или блоге

«
»