專利名稱：大地微電流檢測儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用巖體在孕震應力場作用下產生的異常電流預報地震的大地微電流檢測儀。
地震往往給人們的生命、財產帶來極大的災難。為此人們一致在努力尋找能準確預報地震，特別是準確預報短期地震的方法。然而地震預報是一項非常困難的問題，盡管人們研制出了多種監測儀器，如測震儀、衛星定位儀、形變儀、水位儀、水溫儀、水氡儀等用于中、短期預報的儀器，但迄今為止，人們還沒有找出一種能準確作到臨震預報，即震前7小時至7天的預報器具。本發明人根據巖體在孕震應力場的作用下能發射大量異常電流的現象，通過對位于北京市昌平區東小口鄉太平莊村(116°24′44″E，40°04′12.5″N)內的地下流體觀測井180m深處水微電流變化規律的研究發現，在某些近小震和遠大震前，深水微電流出現突跳或緩變異常變化，最大變化量級在102量級，首次監測到大地微電流變化與地震的關系，并利用這一特定關系，創造出一種新的地震預報，特別是臨震預報的器具。
本發明的目的在于提供一種臨震預報用的、結構簡單、檢測速度快、靈敏度高、抗干擾性能好的大地微電流檢測儀。
本發明大地微電流檢測儀，包括一個密封的絕緣殼體和置于其中的信號檢測放大電路板，所述信號檢測放大電路板包括AD515靜電計型運算放大器，其管腳2與固定在所述殼體下端的錐形信號接收極相連，管腳3、4、7和6分別與安裝在所述殼體上端的與其相對應的接地、負極、正極和信號輸出引線柱連接，在所述管腳2和6之間接有109～12Ω的電阻和與其并聯的10PF電容，所述接地引線柱、正、負極引線柱和信號輸出引線柱通過屏蔽導線分別與地線±5～±15V直流電源和單片機數據采集器相連。
本發明大地微電流檢測儀，其中在管腳4、7和地線之間分別接有10μ/25V電容，在管腳4、7和負、正極引線柱之間分別接有25Ω電阻，所述直流電源為±15V。
本發明大地微電流檢測儀，其中所述引線柱的底部與引線柱固定件之間裝有密封圈。
本發明大地微電流檢測儀，其中所述殼體包括空心圓柱形本體，在所述本體的下端裝有下端蓋，在所述本體的上端依次裝有引線柱固定件和上端蓋，所述本體、下端蓋、引線柱固定件和上端蓋均用有機玻璃制成，其接合處用氯仿溶化密封，所述錐形信號接收極由不銹鋼制成，并通過螺紋與所述下端蓋固定在一起，在所述錐形信號接收極和下端蓋之間的間隙及引線柱固定件和上端蓋之間的空腔充填有密封防水膠。
本發明大地微電流檢測儀結構簡單，使用時將其插入深井水中直接進行測量，用四芯電纜把檢測儀與單片機、電源連接起來，測得的微電流經放大后，以電壓值的形式連續輸給單片機數據采集器，由單片機控制打印出整點值并繪制出24小時連續觀測電線，當測得的微電流變化量遠遠高于常值時，就可預測近期內有地震，經試驗得知，其檢測速度快、靈敏度高、抗干擾性能好。
本發明大地微電流檢測儀的其他細節和特點可通過閱讀下文結合附圖詳加描述的實施例即可清楚明了，其中
圖1是本發明大地微電流檢測儀的結構示意圖；圖2是本發明大地微電流檢測儀的電路原理圖；圖3是本發明大地微電流檢測儀的使用狀態圖；圖4是用本發明檢測儀測得的太平莊自流井微電流變化曲線圖；圖5是太平莊水電流與固體潮對比圖；圖6、7是太平莊震前微電流突變和緩變曲線圖。
參照圖1。圖1所示的本發明大地微電流檢測儀，其外殼呈圓柱形。外殼本體1為空心圓柱體，本體1的下端裝有下端蓋2，上端依次裝有引線柱固定件3和上端蓋4。本體1、下端蓋2、引線柱固定件3、上端蓋4均用有機玻璃制成，其接合處用氯仿溶化密封。在下端蓋2上裝有一個用不銹鋼制成的錐形信號接收極5。錐形信號接收極5通過螺紋固定在下端蓋2上。在錐開信號接收極5和下端蓋2的接縫6處充填防水膠密封，不銹鋼制的錐形信號接收極5有助于檢測儀在檢測時直立于水中不歪斜，在引線柱固定件3上裝有4個紫銅引線柱7。其中包括電源正、負極引線柱，信號輸出引線柱和接地引線柱。在引線柱7和引線柱固定件3之間裝有“O”形密封圈8。引線柱7通過四芯外屏蔽導線9與外部相連。在引線柱固定件3和上端蓋4之間的空腔10內也用防水膠充填密封。
在外殼本體1內裝有信號檢測放大電路板11。同時參照圖2。該信號放大電路板11包括AD515靜電計型運算放大器12。其管2與錐形信號接收極5相接，管腳3接地，管腳4、7通過負、正極引線柱7與±15V直流電源相接，管腳6通過引線柱7與普通的單片機采集器或數據記錄儀或數字萬用表相接。在管腳2和6之間接有109～12Ω的電阻和與其并聯的10PF電容，此外，最好在管腳4、7和地線之間裝有10μ/25V電容，在管腳4、7和負、正極引線柱之間分別接有25Ω電阻。
參照圖3。圖3表示將本發明大地微電流檢測儀放在自流井使用時的狀態圖。例如將本發明大地微電流檢測儀制成外殼長約110mm，直徑50mm的圓柱形，將其放入前述的太平莊村180m的深井水中，并用四芯電纜線把檢測儀與單片機、電源連接起來。由單片機控制打印出整點值并繪制出24小時連續觀測曲線。發明人使用本發明檢測儀從1995年4月在太平莊自流井觀測至今，測得太平莊自流井微電流的變化曲線如圖4所示。一般，每日在12-13時、17-18時有兩個小高值的微電流，在23時至次日凌晨6時均出現一個較大的微電流值。這種變化具有一定的規律性。如圖5所示。圖5表示在1995年7月在太平莊自流井測得的水電流與固體潮的對比圖。如遇有應力場作用時，如圖4、5所示的規律完全被打亂，出現突跳或緩變的異常變化(圖6、7)。由于太平莊井處在特殊的構造斷裂交匯處，以及黑龍江亞板塊與華北亞板塊的交界地帶，因此，該井對應力場作用具有靈敏性，一些物理量(如水溫、水位、流量等)在遠大震前均有同步的前兆變化，水中微電流的變化也不例外，在觀測期間，如在1995年4月4日臺灣宜蘭6.0級和4月6日孫河鎮2.1級地震前，水中微電流從約2×10-15A的穩定狀態突升到(9～9.6)×10-13A的異常狀態，其異常幅度是背景值的幾百倍，在1995年7月20日沙城4.0級地震前，水中微電流也再現異常變化，異常量達近百倍，在無地震期間，觀測曲線平穩。
本檢測方法是檢測寬變頻率的電流變化，只要震前的電輻射信息是交變的，就可以檢測出來，因此，本檢測方法可以較靈敏地捕捉到地震前兆信息。
用本檢測儀預報地震具有如下特點(1)、本方法檢測的是大地微電流的變化，因此，從前兆信息的產生到被檢測到的反映速度快，一般出現的異常均在震前幾小時至幾天范圍，可作為較理想的短臨前兆指標，對預測發震前時間極有利。
(2)可檢測震前寬頻交變的電流輻射異常，具有很高的靈敏度和較好的記震能力。
(3)抗干擾能力強，不受外界的干擾，方法簡單，連續自記達到了智能化程度。
權利要求
1.一種大地微電流檢測儀，其特征在于包括一個密封的絕緣殼體和置于其中的信號檢測放大電路板，所述信號檢測放大電路板包括AD515靜電計型運算放大器，其管腳2與固定在所述殼體下端的錐形信號接收極相連，管腳3、4、7和6分別與安裝在所述殼體上端內的與其相對應的接地引線柱、負極、正極和信號輸出引線柱連接，在所述管腳2和6之間接有109～12Ω的電阻和與其并聯的10PF電容，所述接地引線柱、正、負極引線柱和信號輸出引線柱通過屏蔽導線分別與地線±5～±15V直流電源和單片機數據采集器相連。
2.按照權利要求1所述的大地微電流檢測儀，其特征在于在管腳4、7和地線之間分別接有10μ/25V電容，在管腳4、7和負、正極引線柱之間分別接有25Ω電阻，所述直流電源為±15V。
3.按照權利要求2所述的大地微電流檢測儀，其特征在于所述引線柱的底部與引線柱固定件之間裝有密封圈。
4.按照權利要求1、2或3所述的大地微電流檢測儀，其特征在于所述殼體包括空心圓柱形本體，在所述本體的下端裝有下端蓋，在所述本體的上端依次裝有引線柱固定件和上端蓋，所述本體、下端蓋、引線柱固定件和上端蓋均用有機玻璃制成，其接合處用氯仿溶化密封，所述錐形信號接收極由不銹鋼制成，并通過螺紋與所述下端蓋固定在一起，在所述錐形信號接收極和下端蓋之間的間隙及引線柱固定件和上端蓋之間的空腔內充填有密封防水膠。
全文摘要
一種大地微電流檢測儀,包括一個密封的絕緣殼體和置于其中的信號檢測放大電路板,信號檢測放大電路板包括AD515靜電計型運算放大器,其管腳2與固定在殼體下端的錐形信號接收極相連,管腳3接地,管腳4、7和6分別與安裝在殼體上端內的與其相對應的負極、正極和信號輸出引線柱連接。其結構簡單、檢測速度快、抗干擾性能好、可用于臨震預報。
文檔編號G01V3/08GK1332379SQ0010978
公開日2002年1月23日 申請日期2000年7月7日 優先權日2000年7月7日
發明者孔令昌 申請人:孔令昌