Mérőműszerek szeizmográf. Szeizmográf. Rajz, leírás Mi az a szeizmográf
Felhasználás: szeizmológia, a földkéreg rezgésmozgásának szabályozására és rögzítésére különböző dinamikus folyamatok során mind a felszínen, mind a talajmasszívumokon belül, valamint bármilyen technológiai berendezésnél, beleértve az atomreaktorokat is. A találmány lényege: hermetikus házat tartalmaz, melyben az alváz, az inga, a csillapító berendezés, az inga elmozdulás-átalakítója, a gravitációs nyomaték kiegyenlítő egysége, a gördülő egység, valamint a kommunikációs és információtovábbítás elemei találhatók. irányítóterem. Az ingára helyezett összes elem a közvetlen funkciói mellett további tehetetlenségi nyomatékot hoz létre, amelynek célja a rezonanciafrekvencia csökkentése az inga súlypontjához képest szimmetrikusan elhelyezkedő kerületi elhelyezkedés miatt. A készülék karosszériája a védelmi funkciói mellett részt vesz az alváz természetes rezonanciafrekvenciájának minőségi tényezőjének csökkentésében egy rögzítési rendszer alkalmazásával, valamint az alváz könnyű benyomhatósága miatt. test. A csomópontok kompakt elhelyezése az inga forma megválasztásának köszönhető: titán cső ferde végekkel és technológiai és rögzítő furatokkal, valamint a gördülő egység megvalósítása: egy pár kés, amelyek közül az egyik merev az inga hengeres alakjára rögzítve, a másik pedig az alvázhoz csatlakozik, és a kések egymáshoz képest helyezkednek el.barátja szemben azzal a lehetőséggel, hogy lekerekítő éleik középvonalát egy egyenesbe állítsák. 6 ill.
A találmány szeizmológiára, különösen szeizmikus jelvevők tervezésére vonatkozik, és felhasználható a földkéreg rezgésmozgásának monitorozására és rögzítésére a különböző dinamikus folyamatok során mind a felszínen, mind a talajmasszívumokon belül, valamint bármilyen technológiai berendezés, beleértve az atomreaktorokat is. Ismert szeizmográf VEGIK a robbanások szeizmikus hatásának tanulmányozására, a földrengések regisztrálására és az első típusú mikroszeizmusokra. A szeizmográf két pár egymásra merőleges vékony acéllemezen (keresztrugalmas csuklópánt) az állványokra felfüggesztett ingát tartalmazza, amelyek az inga forgástengelyét alkotják. A függőleges oszcillációk regisztrálásához a forgástengely vízszintes, az inga pedig vízszintes helyzetben van (a forgástengellyel azonos vízszintes síkban lévő súlypontot egy acél csavarrugó tartja). Az inga egyensúlyi helyzetét egy csavar szabályozza, amely megváltoztatja a rugó feszültségét, és a természetes lengés időtartamát (T 1 \u003d 0,8-2 s) - a rugó dőlésszögének és a felfüggesztés acéljának megváltoztatásával tányérok. A vízszintes rezgések regisztrálásához a rugót eltávolítják az ingáról, a készüléket 90 ° -kal elforgatják, és három rögzítőcsavarra áll. Az inga világos duralumínium alakban végződik, melynek végén vékony zománcozott rézhuzalból két tekercssel (tekerccsel) mereven rögzítik a plexiből készült könnyű hengeres keretet. A tekercs az állandó mágnes hengeres légrésében található. Az egyik tekercs az inga mozgásának regisztrálására szolgál, a másik - a csillapítás beállítására. A tartóoszlopokkal ellátott inga és a mágnes lapos keretre van felszerelve, amely mereven fém tokban van rögzítve. Az egyik oldalfal az inga állapotának figyelésére plexiből készült. A rezgések regisztrálása általában kisméretű galvanométerek segítségével történik. Az ismert szeizmográf hátránya a keresztes felfüggesztés miatti alacsony megbízhatóság. Az éles ingadozások (robbanások, ütések során) összetörik vagy levágják a lemezeket. A javasolt találmányhoz műszaki lényegét tekintve a legközelebb a VBP-3 szeizmográf áll, amely a forgástengely két oldalán szimmetrikusan elhelyezett két egyenlőtlen, de egymáshoz közeli tömegből álló ingát tartalmaz. Az inga lapos alumínium keret formájában készül, melynek egyik oldalán lyukak vannak fúrva a súly csökkentése érdekében. A szilárdság érdekében a keret merevítőkkel rendelkezik. A keretre szerelt és mélyhornyú golyóscsapágyakba ültetett sárgaréz féltengelyek alkotják az inga forgástengelyét. Az ingára rögzített, elektrolitikus rézből készült hengeres keret csillapítja annak természetes oszcillációit. A keretre egy lapos indukciós tekercs van feltekerve vékony rézzománcozott huzallal, amely konverterként szolgál. A csapágyakon lévő inga egy sárgaréz konzol foglalataiba van beszerelve, mereven rögzítve a "Magnico" ötvözetből készült, patkó alakú állandó mágnes pólusaihoz. A puha vas pólusdarabok BF ragasztóval vannak a mágnesre ragasztva. A tartóra két vezetőrúdon egy hengeres lágyvas mag is fel van szerelve. A pólusdarabok és a mag közötti légrésben egységes radiális mágneses tér alakul ki. A mágnesezés során a magot eltávolítják, ellenkező esetben a fő mágneses fluxus ezen keresztül irányul, és nem a mágnesen keresztül. A mag helyett egy sárgaréz éket helyeznek a légrésbe, hogy elkerüljék a mágnes sérülését. Ebben a résben van egy csillapító réz keret a jelátalakító indukciós tekercsével. Egy ilyen felfüggesztési rendszernél az inga az egyensúlyi helyzetből mindkét irányban akár 30 o-os szögelfordulással oszcillál anélkül, hogy a határolókat (konzolt) érintené. Az ingával ellátott mágnest be kell helyezni a keret (alváz) mélyedésébe, és mereven rögzíteni kell egy keresztrúddal és csavarokkal. Az indukciós tekercs végeit a kereten lévő blokkhoz hozzák. Egy kábel csatlakozik hozzá, amelyet a keretben lévő lezárt tömszelencén vezetnek át. A nem mágneses anyagból készült védőburkolat egy gumitömítésen keresztül a kerethez van csavarozva és 2 atm nyomásig biztosítja a készülék tömítettségét. A keretben van egy fogantyú a készülék szállításához. Mereven összekapcsolt konzol, mágnes, keret és burkolat képezi a készülék alapját, amely a mérés során követi a tárgy mozgását, miközben az inga nyugalmi állapotban marad. Az indukciós tekercsben az alap ingához viszonyított sebességével arányos emf gerjesztődik. Ezt az EMF-et a galvanométer magnetoelektromos oszcilloszkóp (regiszter) kapcsaira alkalmazzák. Az ismert szeizmográf hátránya az alacsony érzékenység, amely abból adódik, hogy az inga golyóscsapágyakban forgó tengelyekre van felfüggesztve. A találmány célja az érzékenység növelése, a mérési tartomány kiterjesztése az alacsonyabb frekvenciák irányába, a tehermentesítés, valamint a függőleges csatornákban és kutakban történő elhelyezés műszaki megvalósíthatóságának megteremtése (downsizing). Az 1. ábra a szeizmográf szerkezeti diagramját mutatja; 2. ábra - csomópont gördülése; a 3. ábra a 2. ábra a-a mentén vett metszet; 4. ábra - I. csomópont a 3. ábrán; az 5. ábra a 2. ábra B-B közötti metszete; 6. ábra – II. csomópont az 5. ábrán. A szeizmográf egy merev hengeres 1 1 testből áll (tömített), amely a 4 vizsgálati tárgyhoz egy 2 szorítógyűrűn keresztül 3 csapokkal van rögzítve. Az 5 alváz az 1 karosszéria belsejében van elhelyezve, amely egy menetes 6 rögzítőgyűrűvel van rögzítve az 1 karosszériához, amelyet egy felső tömített 7 fedél rögzít. Az 1 karosszéria és az alváz kölcsönös mozgásának kiküszöbölésére, amelyet az anyagok hőtágulási együtthatóinak különbségei okoznak. 8 lapos rugó, amely az 1 ház alja és az 5 alváz alja között helyezkedik el. Az ezzel kapcsolatos szerkezeti nyelv és horony (pozíció nélkül) megakadályozza az 5 alváz elfordulását az 1 házhoz képest. A ház belsejében 1 titán csőből készült ferde végű, generatrix felületén technológiai és rögzítési furatokkal ellátott 9 inga található. A 9 inga 11 titánkonzollal kapcsolódik a 10 gördülő egységhez. A szeizmográf ingaelmozdulást mérő átalakítóval, csillapító berendezéssel, gravitációs nyomaték kompenzáló egységgel, valamint kommunikációs és információátviteli elemekkel rendelkezik a vezérlőterembe. A 9 inga tartószerkezetére, a súlyponton átmenő vízszintes síkra szimmetrikusan, a súlyponttól távolodva a következő elemek vannak felszerelve: az elmozdulás-átalakító 12 kontaktorja (söntrésze), vezetőképes, nem mágneses anyagból készült 13 keret a kompenzációs egység 14 teljesítménytekercsével és egy 15 passzív elem (rézlemez) csillapító berendezéssel. Ezenkívül a 9 ingán vannak olyan elemek, amelyek növelik az inga merevségét, és az inga kiegyensúlyozó elemei (nincs ábrázolva). Az illeszkedő alkatrészek az 5 alvázon vannak rögzítve: tekercsek 16 - aktív elmozdulás-átalakító rendszerek, a gravitációs nyomaték kompenzációs egység mágneses rendszerei 17, a csillapítóberendezések 18 mágneses rendszerei, az inga 10 gördülő szerelvénye 9, mágneses képernyők 19, terminál blokkok (nincs ábrázolva) és tartóelemek (nincs ábrázolva) a vezeték-elvezetéshez (kommunikációs és információtovábbítási elemek a vezérlőterembe). Aktív rendszerek - az eltolásátalakító 16 tekercsei egy U-alakú elektrolitikus acélból készült mágneses áramkörből, egyenként 150 fordulatot tartalmazó PNET - KSOT huzalból készült tekercsekből és egy mágneses tartóból állnak a huzal rögzítésére. A tartó kialakítása olyan elemeket tartalmaz, amelyek növelik a merevségét (például további merevítő bordák formájában). A gravitációs kompenzációs egység 17 mágneses rendszerei koaxiális-hengeres szerkezetben készülnek, gyűrű alakú mágnessel (10 NDK 35T5A anyagból) és mágneses magokkal (49 KF 2 ötvözetből), hengeres munkarést biztosítva 1 T mágneses tér indukció. A 17 mágneses rendszer burkolata (pozíció nélkül) titánötvözetből készül. A mágneses rendszer részeinek csatlakoztatása speciális ragasztóval történik, amely akár 400 ° C-ig is ellenáll (például K-400). Ezenkívül a kompenzációs egység készülhet indukciós örvényáramú hajtás formájában is, melynek állórésze mereven rögzítve van az alvázhoz. A 18 csillapító berendezés mágneses rendszere O-alakú mágneses áramkör formájában készül, sorba kapcsolt mágnespárral. A mágneses rendszer rögzítőelemei lehetővé teszik a csillapítás beállítását a működő mágneses fluxus egy részének tolatásával. A 19 mágneses ernyők St10 acéllemezek, és úgy vannak kialakítva, hogy gyengítsék a mágneses rendszerek szórt mezőinek hatását a passzív elemekre - az inga elmozdulás-átalakító 12 érintkezőire. A sorkapocs kerámiából készült, és olyan kapcsokat hordoz, amelyekhez ellenálláshegesztéssel vezetékek vannak rögzítve. A huzalvezető tartóelemek kerámiából készülnek, és magán a vázon és a speciálisan kijelölt csatornákban helyezkednek el. A gördülőegységnek van egy 20 támasztópengéje, amely egy 11 konzol segítségével mereven kapcsolódik a 9 ingához, és egy 21 segédpengéje van, amely egy 22 rugalmas elemmel (erőrugóval) kapcsolódik az 5 alvázhoz. A 20 és 21 kések egymással szemben vannak felszerelve, és rendelkeznek egy rendszerrel (beállítással) a lekerekítő élek (késtengelyek) axiális vonalához függőlegesen - 23 anya és vízszintesen a 21 kés hossztengelye körüli elforgatásával, speciálisan behelyezett rudak segítségével. 24 lyukak. Az inga felfüggesztés tartószerkezete P18 acélból készül, HRC 65 egységre edzett, és egy olyan szerkezet, amely 25 párnákat tartalmaz a 20 támasztókéshez, 26 lemezeket - a kés vízszintes mozgásának határolóit, 27 hornyot a rögzítéshez. 22 erőrugó és 28 csavarok a szükséges szorítóerő beállításához automatikus rögzítéssel. Az elektromágneses rendszerek minden eleme (elmozdulás-átalakító, csillapító és kompenzációs egység) az eredeti tervezés elemei, amelyek jól ismert tervezési és technológiai módszereken alapulnak. A szeizmográf a következőképpen működik. A működési elv a szeizmográf alapjának függőleges zavaró (rezgő) mozgásának a függőleges inga 9 Golitsyn forgó mozgásaivá történő átalakításán alapul. A rendszer egyensúlyba hozásához állandó, szögfüggetlen M m nyomatéknak kell hatnia a tengelyben, amely kompenzálja a gravitáció hatását. Ennek a nyomatéknak az értékét az M m = m g l cos kifejezés határozza meg, ahol m az inga tömege; g - szabadesési gyorsulás, l - kar hossza; - dőlésszög. A 9 inga tömegközéppontjára (CG) olyan erő hat, amely m g l nyomatékot hoz létre. A kiegyenlítő nyomatékot a 13, 14, 17 elektromágneses rendszer erőpárja hozza létre. Ezenkívül a rögzített elem a 17 mágneses rendszerek, amelyek kizárják a külső mágneses mezők hatását (a mágneses kör tekercsének árnyékolása miatt). a rendszer 17). A 12, 13, 14, 15 elemek tömegének összessége, a 9 inga tömege, valamint relatív helyzetük (az inga CG-n átmenő vízszintes síkhoz képest szimmetrikusan) az inga kerületén határozza meg. az I tehetetlenségi nyomaték és az inga CG helyzete. A súrlódást a 10 gördülő egység támasztékában figyelmen kívül hagyva az amplitúdó-frekvencia karakterisztika (AFC) kifejezése a következőképpen ábrázolható. 
ahol És vy - az inga átalakító mozgásának 12 kontaktor mozgásának amplitúdója; És in - a függőleges bemeneti elmozdulások amplitúdója; - 6,28 F - vibrációs hatások körkörös frekvenciája; F - rezgési frekvencia; o= 
- az inga természetes frekvenciája;
bc - csillapítási tényező (hangolás során kiválasztva);
R a forgástengelytől mért távolság. A függőleges 9 inga forgó mozgását a 12 áramkör és a 16 tekercs elektromos jellé alakítja át. Az induktív félhidat, amely alapján az inga elmozdulás-átalakító készül, 5 kHz frekvenciájú, legfeljebb 30 V (főleg 25 V) amplitúdójú váltakozó feszültség táplálja. A 9 ingát felfüggesztett állapotban tartó 13, 14, 17 elektromágneses rendszereket áramstabilizátor táplálja, amely KUGVEV ng kábellel (5 kHz-es váltakozó áramú vezetéken keresztül) és KVVGE ng kábellel (DC-n keresztül) van összekötve. erővonal). A szeizmográfot tesztelték és bebizonyították hatékonyságát. A szeizmográf kompakt (méretei: testmagasság H = 350 mm 0,5, átmérő d = 74 mm 0,5), mivel egyes szerkezeti egységek több funkciót is ellátnak. Tehát a 13, 14, 17 csomópontok amellett, hogy egy kompenzációs erőpárt hoznak létre, egy további csillapító funkciót is ellátnak. A 20, 21 kések a forgástengely funkciójának ellátása mellett az ellentétes elrendezésből adódóan 1 g-nál nagyobb túlterhelésekkel való érintkezés funkcióját is ellátják. Az ingán elhelyezett összes elem a közvetlen funkciói mellett további tehetetlenségi nyomatékot hoz létre, amelynek célja a rezonanciafrekvencia csökkentése az inga CG-hez képest szimmetrikusan elhelyezkedő kerületi elhelyezkedés miatt. Az 1. ház a védelmi funkciói mellett az 5. alváz természetes rezonanciafrekvenciájának minőségi tényezőjének csökkentésében vesz részt egy rögzítőrendszer (6. anya) és az alváz könnyű préselése révén. 5. ábra a házban 1. A találmány alkalmazása javítja az ipari egységek üzembiztonságát szeizmikus aktivitású területeken. Az alacsony frekvenciatartományban (0,1-2 Hz) fennálló nagy érzékenység miatt ez az eszköz nélkülözhetetlen a vészhelyzetek bekövetkezésének figyeléséhez, különösen az atomenergiát használó robbanásveszélyes létesítményekben.
Követelés
SZEISZMOGRÁF, amely zárt házat tartalmaz, amelyben alváz, inga, gördülő egység, elektromágneses inga elmozdulás-átalakító, gravitációs nyomaték kompenzációs egység, elektromágneses csillapító berendezés és egy regisztrátorral ellátott kommunikációs vezeték elemei vannak elhelyezve, azzal jellemezve, hogy a Az inga elmozdulásos elektromágneses jelátalakítója, az erőnyomaték-kiegyenlítő egység gravitációja és az elektromágneses csillapító berendezés két azonos rendszerből áll, amelyek szimmetrikusan helyezkednek el az inga súlypontján átmenő és annak forgástengelyére merőleges síkban, miközben az inga kiterjesztett alakos üreges henger alakú, a gördülő egység pedig egy pár késből készül, amelyek közül az egyik mereven van rögzítve egy hengeres alakra, a másik kés pedig rugalmasan kapcsolódik az alvázhoz elem, és a kések egymással szemben helyezkednek el, lekerekítő éleik középvonalának egy egyenesbe állítása lehetőségével, a kompenzációs egység koaxiálisan szerelt, az alvázra szerelt mágneses rendszer és üreges redőny formájában készül. tekercs, amelynek tekercselése az ingára mereven rögzített, vezetőképes, nem mágneses anyagból készült keretre van felszerelve, amelyre a csillapító passzív elemei és az inga elmozdulás-átalakítója fel van szerelve, valamint a csillapító berendezés mágneses rendszerei és az elmozdulás-átalakító az alvázra van rögzítve, míg az inga jelátalakító mozgásának passzív elemei, a gravitációs nyomaték kiegyenlítő egysége és a csillapító berendezés az inga hengeres alakjának ellentétes végein helyezkednek el.
1. kérdés: Mi a földkéreg?
A földkéreg a Föld külső kemény héja (kéreg), a litoszféra felső része.
2. kérdés Melyek a földkéreg fajtái?
Kontinentális kéreg. Több rétegből áll. A teteje üledékes kőzetréteg. Ennek a rétegnek a vastagsága 10-15 km. Alatta gránitréteg húzódik. Az ezt alkotó kőzetek fizikai tulajdonságaikban hasonlóak a gránithoz. Ennek a rétegnek a vastagsága 5-15 km. A gránitréteg alatt egy bazaltréteg található, amely bazaltból és kőzetekből áll, amelyek fizikai tulajdonságai a bazalthoz hasonlítanak. Ennek a rétegnek a vastagsága 10-35 km.
Óceáni kéreg. A kontinentális kéregtől abban különbözik, hogy nincs gránitrétege, vagy nagyon vékony, így az óceáni kéreg vastagsága mindössze 6-15 km.
3. kérdés Miben különböznek egymástól a földkéreg típusai?
A földkéreg típusai vastagságban különböznek egymástól. A kontinentális kéreg teljes vastagsága eléri a 30-70 km-t. Az óceáni földkéreg vastagsága mindössze 6-15 km.
4. kérdés: Miért nem vesszük észre a földkéreg mozgásának nagy részét?
Mivel a földkéreg nagyon lassan mozog, és csak a lemezek közötti súrlódással fordulnak elő földrengések.
5. kérdés Hol és hogyan mozog a Föld szilárd héja?
A földkéreg minden pontja mozog: felemelkedik vagy leesik, más pontokhoz képest előre, hátra, jobbra vagy balra tolódik. Közös mozgásaik oda vezetnek, hogy hol a földkéreg lassan emelkedik, hol lesüllyed.
6. kérdés Milyen mozgástípusok jellemzőek a földkéregre?
A földkéreg lassú vagy világi mozgása a földfelszín függőleges, akár évi több centiméteres sebességű mozgása, amely a mélységében lezajló folyamatok működéséhez kapcsolódik.
A földrengések a litoszférában lévő kőzetek töréseivel és integritásának megsértésével járnak. Azt a területet, ahol a földrengés keletkezik, földrengés fókusznak, a Föld felszínén pontosan a fókusz feletti területet pedig epicentrumnak nevezzük. Az epicentrumban a földkéreg rezgései különösen erősek.
7. kérdés Mi a neve annak a tudománynak, amely a földkéreg mozgását vizsgálja?
A földrengéseket vizsgáló tudományt szeizmológiának nevezik, a "szeizmosz" szóból - rezgések.
8. kérdés Mi az a szeizmográf?
Minden földrengést egyértelműen rögzítenek érzékeny műszerek, úgynevezett szeizmográfok. A szeizmográf az inga elvén működik: az érzékeny inga minden, a földfelszín leggyengébb ingadozására is biztosan reagál. Az inga leng, és ez a mozdulat mozgásba hozza a tollat, nyomot hagyva a papírszalagon. Minél erősebb a földrengés, annál nagyobb az inga kilengése, és annál észrevehetőbb a toll nyoma a papíron.
9. kérdés: Mi áll a földrengés középpontjában?
Azt a területet, ahol a földrengés keletkezik, földrengés fókusznak, a Föld felszínén pontosan a fókusz feletti területet pedig epicentrumnak nevezzük.
10. kérdés Hol található a földrengés epicentruma?
A Föld felszínén pontosan a fókusz felett elhelyezkedő terület az epicentrum. Az epicentrumban a földkéreg rezgései különösen erősek.
11. kérdés Mi a különbség a földkéreg mozgástípusai között?
Az a tény, hogy a földkéreg világi mozgása nagyon lassan és észrevehetetlenül történik, míg a kéreg gyors mozgásai (földrengések) gyorsak és pusztító következményekkel járnak.
12. kérdés Hogyan észlelhetők a földkéreg világi mozgásai?
A földkéregnek a Föld felszínén történő szekuláris mozgása következtében a szárazföldi viszonyokat felválthatják a tengeri viszonyok – és fordítva. Így például a kelet-európai síkságon találhatunk puhatestűekhez tartozó megkövesedett héjakat. Ez arra utal, hogy valaha tenger volt ott, de a fenék megemelkedett, és most egy dombos síkság van.
13. kérdés Miért fordulnak elő földrengések?
A földrengések a litoszférában lévő kőzetek töréseivel és integritásának megsértésével járnak. A legtöbb földrengés a szeizmikus övezetekben történik, amelyek közül a legnagyobb a Csendes-óceán.
14. kérdés Mi a szeizmográf működési elve?
A szeizmográf az inga elvén működik: az érzékeny inga minden, a földfelszín leggyengébb ingadozására is biztosan reagál. Az inga leng, és ez a mozdulat mozgásba hozza a tollat, nyomot hagyva a papírszalagon. Minél erősebb a földrengés, annál nagyobb az inga kilengése, és annál észrevehetőbb a toll nyoma a papíron.
15. kérdés. Milyen elv alapján határozható meg a földrengés erőssége?
A földrengések erősségét pontokban mérik. Ehhez egy speciális, 12 pontos földrengés erősségi skálát fejlesztettek ki. A földrengés erősségét ennek a veszélyes folyamatnak, vagyis a pusztulásnak a következményei határozzák meg.
16. kérdés. Miért fordulnak elő leggyakrabban a vulkánok az óceánok fenekén vagy azok partjain?
A vulkánok megjelenése a Föld felszínére való áttöréssel függ össze a köpenyből. Ez leggyakrabban ott fordul elő, ahol a földkéreg kis vastagságú.
17. kérdés. Az atlasz térképei segítségével határozza meg, hol fordulnak elő gyakrabban a vulkánkitörések: a szárazföldön vagy az óceán fenekén?
A legtöbb kitörés az óceánok fenekén és partjain történik, a litoszféra lemezek találkozásánál. Például a Csendes-óceán partja mentén.
| Szeizmográf
Szeizmográf(Görög eredetű és két szóból alakult ki: " szeizmok"- agyrázkódás, rezgés és" grapho"- írás, írás) - egy speciális mérőeszköz, amelyet a szeizmológiában használnak minden típusú szeizmikus hullám észlelésére és rögzítésére.
Ősidők
Kína híres találmányairól, de sajnos ezek is elavulnak és változnak. A papír digitális médiává fejlődött, a puskapor régóta "folyékony" lett, és még az iránytűk is több mint egy tucat fajtát választottak el. Vagy például egy szeizmográf. A föld rezgésének rögzítésére szolgáló modern eszköz szilárdan néz ki - kiöntött hazugságvizsgáló vagy kémeszköz. Egyáltalán nem olyan, mint a legelső szeizmográf - kissé nevetségesnek tűnik, de elég pontos. A Han-dinasztia uralkodása alatt (i.sz. 25-220) találta fel Zhang Heng tudós.Az első szeizmográf megalkotója Nanyang városában (Henan tartomány) született. Hyun már gyerekkorában is szeretett mutatott a tudomány iránt. Az évek során belépett a kínai történelembe, és sok hasznos dolgot tett a csillagászat és a matematika terén. Az akkori történelmi feljegyzésekből úgy tűnik, hogy ez a feltaláló nyugodt és kiegyensúlyozott volt, és igyekezett nem kilógni. A tudomány iránti szenvedélye mellett Zhang Heng tudta, hogyan kell verset írni.
A szeizmográf feltalálója
Földrengés - egyensúlyhiány Yin és Yang között Az ókorban azt hitték, hogy a földrengések nagyon rosszindulatú jelek és az ég haragja. Az ókori kínai filozófiában még egy speciális doktrínát is feltaláltak, amely rendezte a két erő, Yin és Yang közötti egyensúlyt. Természetesen ez a tudomány nem nélkülözheti egy ilyen jelenségnek a földrengésnek a magyarázatát. Az akkori kínaiak szerint a Föld okkal remeg, de globális egyensúlyhiány miatt.
Miért fordul elő néha remegés, amelynek erőssége katasztrófához vezethet? Mindent a kínai uralkodók rossz döntéseinek tulajdonítottak. Növekedtek az adók? Az ég földrengéssel fogja megbüntetni Kínát! Elszabadult a háború? Bajra számíts! Az akkor bekövetkezett földrengések nagy százalékát aprólékosan leírták. A történészek fontosnak tartották, hogy írjanak mindenről, ami egy ilyen kedvezőtlen napon történt.
Zhang Heng kutatásainak köszönhetően kiderült, hogy a földrengések természetes jelenségek, amelyekről előre lehet tudni. Erre a célra egy szeizmográfot készített.
Az első kínai szeizmográf működési elve
Az eszköz működése a következő volt:- Amikor egy földrengés elkezdődött, az első földrengések hatására a detektor megremegett.
- Ezzel egy időben a sárkány belsejébe helyezett labda mozgásba kezdett.
- Aztán egy mitikus hüllő szájából közvetlenül egy varangy szájába esett.
A kínai szeizmográf működési elve
A labda esése közben jellegzetes csattanó hang hallatszott. Meglepő módon az első szeizmográf még azt is jelezte, hogy milyen irányban található a földrengés epicentruma (ehhez további sárkányokat erősítettek a készülékre). Például, ha a labda az eszköz keleti részéből esett ki a sárkányból, akkor nyugaton bajokra kell számítani.
Az első szeizmográf nemcsak tudományos, hanem művészi műalkotás is. Miért szerepelnek a sárkányok és a varangyok a tervezésében? Ezek az idő filozófiai szimbólumai. Ennek megfelelően a sárkányok Yin, a varangyok pedig Yang. A köztük lévő kölcsönhatás szimbolizálja a „fel” és a „le” közötti egyensúlyt. Zhang Heng minden tudományos felfedezés ellenére sem felejtette el, hogy a hagyományos hiedelmeket beleszője találmányába.
gonosz sors
Sok ókori tudós sorsa nem volt a legrózsásabb (egyeseket hite miatt máglyára is égették). Valóban, egy dolog kitalálni valamit, ami évszázadokon át dicsőít majd, és egy másik dolog, hogy megbizonyosodj arról, hogy kortársaid értékelnek. Még Zhang Heng sem tudta elkerülni a szkepticizmust, amikor a szeizmográfot bemutatták Shun Yang Jia császárnak. Az udvaroncok nagy bizalmatlansággal reagáltak a tudós találmányára.A szkepticizmus némileg eloszlott i.sz. 138-ban, amikor Zhang Heng szeizmográfja földrengést rögzített Longxi térségében. De még azután is, hogy bebizonyították, hogy a berendezés sikeresen működik a terepen, a legtöbben féltek Zhang Hengtől. Igen, az ókori kínaiak nem nélkülözik a babonákat.
Kínai szeizmográf
A készülék pontos másolata
Az eredeti szeizmográf már régen a feledés homályába merült. A Zhang Heng munkáit tanulmányozó kínai és külföldi tudósok azonban képesek voltak rekonstruálni találmányát. A legújabb tesztek megerősítik, hogy az ősi kínai szeizmográf olyan pontossággal képes érzékelni egy földrengést, amely szinte megegyezik a modern berendezésekkel.Kínai szeizmográf a múzeumban
Ma az újraalkotott ősi szeizmográfot a pekingi Kínai Történeti Múzeum kiállítótermében tárolják.
19. század
Európában a földrengéseket sokkal később kezdték komolyan tanulmányozni.1862-ben jelent meg Robert Malet ír mérnök "The Great Napolitan Earthquake of 1857: Basic Principles of Seismological Observations" című könyve. Malet expedíciót tett Olaszországba, és térképet készített az érintett területről, négy zónára osztotta azt. A Malet által bevezetett zónák a rázási intenzitás első, meglehetősen primitív skáláját képviselik. De a szeizmológia mint tudomány csak a talajrezgések rögzítésére szolgáló műszerek széles körű megjelenésével és gyakorlatba való bevezetésével kezdett fejlődni, vagyis a tudományos szeizmometria megjelenésével.
1855-ben az olasz Luigi Palmieri feltalált egy szeizmográfot, amely képes rögzíteni a távoli földrengéseket. A következő elv szerint járt el: földrengéskor a higany gömb alakú térfogatból egy speciális tartályba ömlött, a rezgés irányától függően. A konténerérintkező-jelző leállította az órát, jelezve a pontos időt, és elkezdte rögzíteni a föld vibrációit a dobon.
1875-ben egy másik olasz tudós, Filippo Sechi olyan szeizmográfot tervezett, amely az első sokkkor bekapcsolta az órát, és rögzítette az első oszcillációt. Ezzel az eszközzel 1887-ben készült az első földrengés-feljegyzés, amely hozzánk jutott. Ezt követően gyors fejlődés indult meg a talajrezgések rögzítésére szolgáló műszerek kidolgozása terén. 1892-ben egy Japánban dolgozó angol tudóscsoport megalkotta az első meglehetősen könnyen használható műszert, a John Milne-féle szeizmográfot. Már 1900-ban is működött egy 40 Milne-műszerekkel felszerelt szeizmikus állomásból álló világméretű hálózat.
20. század
A modern tervezésű első szeizmográfot egy orosz tudós, B. Golitsin herceg találta fel, aki a mechanikai rezgési energiát elektromos árammá alakította át.B. Golitsyn
A kialakítás meglehetősen egyszerű: a súlyt egy függőlegesen vagy vízszintesen elhelyezett rugóra akasztják, a másik végére pedig egy rögzítő toll van rögzítve.
A terhelés rezgésének rögzítésére egy forgó papírszalagot használnak. Minél erősebb a lökés, annál jobban elhajlik a toll, és annál tovább oszcillál a rugó. A függőleges súly lehetővé teszi a vízszintes ütések rögzítését, és fordítva, a vízszintes rögzítő a függőleges síkban rögzíti az ütéseket. A vízszintes felvétel általában két irányban történik: észak-dél és nyugat-kelet.
Következtetés
Általában a nagy földrengések nem fordulnak elő váratlanul. Különleges természetű apró, szinte észrevehetetlen sokkok sorozata előzi meg őket. Ha megtanulják megjósolni a földrengéseket, az emberek képesek lesznek elkerülni a kataklizmák miatti halált, és minimalizálni tudják az általuk okozott anyagi károkat.Nehéz elképzelni, de bolygónkon évente körülbelül egymillió földrengés történik! Persze ezek többnyire gyenge remegések. A pusztító erejű földrengések sokkal ritkábban, átlagosan kéthetente fordulnak elő. Szerencsére ezek többsége az óceánok fenekén fordul elő, és nem okoz gondot az emberiségnek, kivéve, ha a szeizmikus elmozdulások következtében szökőár keletkezik.
A földrengések katasztrofális következményeiről mindenki tud: a tektonikus tevékenység vulkánokat ébreszt, az óriási dagályhullámok egész városokat sodornak az óceánba, a törések és földcsuszamlások épületeket tönkretesznek, tüzeket és áradásokat okoznak, és több száz és ezer emberéletet követelnek.
Ezért az emberek mindenkor arra törekedtek, hogy tanulmányozzák a földrengéseket és megelőzzék azok következményeit. Tehát Arisztotelész a IV. században. az i. e. úgy gondolták, hogy a légköri örvények behatolnak a földbe, amelyben sok üreg és repedés van. A forgószeleket a tűz fokozza, és keresik a kiutat, ami földrengéseket és vulkánkitöréseket okoz. Arisztotelész is megfigyelte a talaj mozgását a földrengések során, és megpróbálta osztályozni azokat, hatféle mozgástípust azonosítva: fel és le, oldalról oldalra stb.
Az első ismert kísérlet a földrengés előrejelzésére Zhang Heng kínai filozófus és csillagász volt. Kínában ezek a természeti katasztrófák rendkívül gyakran megtörténtek, sőt, az emberiség történetének négy legnagyobb földrengése közül három Kínában történt. 132-ben pedig Zhang Heng feltalált egy eszközt, aminek a Houfeng "földrengés szélkakas" nevet adta, és amely képes volt rögzíteni a földfelszín rezgéseit és azok terjedésének irányát. A Houfeng lett a világ első szeizmográfja (a görög szeizmosz "fluktuáció" és a grapho "írom" szóból), a szeizmikus hullámok észlelésére és rögzítésére szolgáló eszköz.
Az 1906-os San Francisco-i földrengés következményei
Szigorúan véve a készülék inkább egy szeizmoszkópra hasonlított (a görög szkopeo szóból "nézek"), mert a leolvasásokat nem automatikusan, hanem a megfigyelő keze rögzítette.
A Houfeng 180 cm átmérőjű, vékony falú borosedény alakú rézből készült. A hajón kívül nyolc sárkány volt. A sárkányfejek nyolc irányba mutattak: keletre, délre, nyugatra, északra, északkeletre, délkeletre, északnyugatra és délnyugatra. Mindegyik sárkány egy rézgolyót tartott a szájában, a feje alatt pedig egy tátott szájú varangy ült. Feltételezzük, hogy az edény belsejében függőlegesen egy ingát helyeztek el rúddal, amelyeket a sárkányok fejére erősítettek. Amikor egy földrengés hatására az inga mozgásba lendült, a lökés felőli fejhez kapcsolt rúd kinyitotta a sárkány száját, és a labda kigurult belőle a megfelelő varangy szájába. Ha két golyó gördül ki, akkor az ember feltételezheti a földrengés erejét. Ha az eszköz az epicentrumban volt, akkor az összes golyó kigurult. A műszeres megfigyelők azonnal rögzíthették a földrengés idejét és irányát. A készülék nagyon érzékeny volt: még a gyenge remegést is elkapta, aminek epicentruma 600 km-re volt tőle. 138-ban ez a szeizmográf pontosan jelzett egy földrengést, amely Lunxi régióban történt.
Európában a földrengéseket sokkal később kezdték komolyan tanulmányozni. 1862-ben jelent meg Robert Malet ír mérnök "The Great Napolitan Earthquake of 1857: Basic Principles of Seismological Observations" című könyve. Malet expedíciót tett Olaszországba, és térképet készített az érintett területről, négy zónára osztotta azt. A Malet által bevezetett zónák a rázási intenzitás első, meglehetősen primitív skáláját képviselik.
De a szeizmológia mint tudomány csak a talajrezgések rögzítésére szolgáló műszerek széles körű megjelenésével és gyakorlatba való bevezetésével kezdett fejlődni, vagyis a tudományos szeizmometria megjelenésével.
1855-ben az olasz Luigi Palmieri feltalált egy szeizmográfot, amely képes rögzíteni a távoli földrengéseket. A következő elv szerint járt el: földrengéskor a higany gömb alakú térfogatból egy speciális tartályba ömlött, a rezgés irányától függően. A konténerérintkező-jelző leállította az órát, jelezve a pontos időt, és elkezdte rögzíteni a föld vibrációit a dobon.
1875-ben egy másik olasz tudós, Filippo Sechi olyan szeizmográfot tervezett, amely az első sokkkor bekapcsolta az órát, és rögzítette az első oszcillációt. Ezzel az eszközzel 1887-ben készült az első földrengés-feljegyzés, amely hozzánk jutott. Ezt követően gyors fejlődés indult meg a talajrezgések rögzítésére szolgáló műszerek kidolgozása terén. 1892-ben egy Japánban dolgozó angol tudóscsoport megalkotta az első meglehetősen könnyen használható műszert, a John Milne-féle szeizmográfot. Már 1900-ban is működött egy 40 Milne-műszerekkel felszerelt szeizmikus állomásból álló világméretű hálózat.
A szeizmográf egy ilyen vagy olyan kialakítású ingából és egy rendszerből áll, amely rögzíti annak rezgéseit. Az ingarezgések regisztrálásának módja szerint a szeizmográfok közvetlen regisztrálással rendelkező eszközökre, mechanikai rezgés-átalakítókra és visszacsatolós szeizmográfokra oszthatók.
A közvetlen rögzítő szeizmográfok mechanikus vagy optikai rögzítési módszert használnak. Kezdetben mechanikus rögzítési módszerrel az inga végére egy tollat helyeztek, amely egy vonalat karcolt a füstölt papíron, amelyet ezután rögzítő kompozícióval vontak be. De a mechanikus regisztrációs szeizmográf ingáját erősen befolyásolja a toll súrlódása a papíron. Ennek a hatásnak a csökkentéséhez nagyon nagy tömegű inga szükséges.
Az optikai rögzítési módszerrel a forgástengelyre tükröt rögzítettek, amelyet az objektíven keresztül világítottak meg, és a visszavert sugár egy forgó dobra feltekercselt fotópapírra esett.
A direkt rögzítési módszert továbbra is szeizmikusan aktív zónákban alkalmazzák, ahol a talajmozgások meglehetősen nagyok. A gyenge földrengések és a forrásoktól való nagy távolságok regisztrálásához azonban fel kell erősíteni az inga oszcillációit. Ezt a mechanikai elmozdulások elektromos árammá alakító különféle átalakítói végzik.
A földrengés forrásából vagy hipocentrumból (alul) és epicentrumból (fent) származó szeizmikus hullámok terjedésének diagramja.
A mechanikai rezgések átalakítását először Borisz Boriszovics Golicin orosz tudós javasolta 1902-ben. Ez egy elektrodinamikus módszeren alapuló galvanometriás regisztráció volt. Az ingára mereven rögzített indukciós tekercset egy állandó mágnes mezőjébe helyeztünk. Az inga rezgésekor a mágneses fluxus megváltozott, a tekercsben elektromotoros erő lépett fel, és az áramerősséget tükör galvanométerrel rögzítették. A galvanométer tükrére fénysugarat irányítottak, és a visszavert sugár, mint az optikai módszernél, fotópapírra esett. Az ilyen szeizmográfok a következő évtizedekben világszerte elismerést nyertek.
Az utóbbi időben elterjedtek az úgynevezett parametrikus konverterek. Ezekben a jelátalakítókban a mechanikai mozgás (az inga tömegének mozgása) az elektromos áramkör valamely paraméterében (például elektromos ellenállás, kapacitás, induktivitás, fényáram stb.) változást okoz.
B. Golitsyn.
Szeizmológiai állomás ad. Az ott felszerelt berendezések a talaj legkisebb rezdüléseit is rögzítik.
Mobil telepítés geofizikai és szeizmológiai vizsgálatokhoz.
Ennek a paraméternek a változása az áramkörben lévő áram változásához vezet, és ebben az esetben az inga elmozdulása (és nem a sebessége) határozza meg az elektromos jel nagyságát. A szeizmometriában használt különféle parametrikus átalakítók közül kettő főként fotoelektromos és kapacitív. A legnépszerűbb a Benioff kapacitív jelátalakító. A kiválasztási szempontok közül a fő szempont a készülék egyszerűsége, a linearitás, az alacsony belső zajszint, a tápellátás hatékonysága.
A szeizmográf érzékeny a föld függőleges vagy vízszintes rezgéseire. A talaj minden irányú mozgásának megfigyelésére általában három szeizmográfot használnak: egy függőleges ingával, kettő pedig vízszintes keleti és északi irányú. A függőleges és vízszintes ingák felépítésükben különböznek egymástól, így meglehetősen nehéz elérni a frekvenciakarakterisztika teljes azonosságát.
A számítógépek és analóg-digitális átalakítók megjelenésével a szeizmikus berendezések funkcionalitása drámaian megnövekedett. Lehetővé vált több szeizmikus érzékelő jeleinek egyidejű, valós időben történő rögzítése és elemzése, figyelembe véve a jelek spektrumát. Ez alapvető ugrást jelentett a szeizmikus mérések információtartalmában.
A szeizmográfokat elsősorban magának a földrengésjelenségnek a tanulmányozására használják. Segítségükkel műszeresen meg lehet határozni a földrengés erősségét, előfordulási helyét, adott helyen előfordulási gyakoriságát, a földrengések uralkodó előfordulási helyeit.
Szeizmológiai állomás berendezései Új-Zélandon.
A Föld belső szerkezetére vonatkozó alapinformációkat a földrengések és erős robbanások okozta és a Föld felszínén megfigyelt szeizmikus hullámok mezőinek értelmezésével is nyerjük a szeizmikus adatokból.
A szeizmikus hullámok rögzítésének segítségével a földkéreg szerkezetének vizsgálatát is végzik. Például az 1950-es években végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy a kéregrétegek vastagsága, valamint a bennük lévő hullámsebesség helyenként változik. Közép-Ázsiában a kéreg vastagsága eléri az 50 km-t, Japánban pedig -15 km-t. Elkészült egy térkép a földkéreg vastagságáról.
Várható, hogy hamarosan új technológiák jelennek meg az inerciális és gravitációs mérési módszerekben. Lehetséges, hogy az új generációs szeizmográfok képesek lesznek a gravitációs hullámok észlelésére az Univerzumban.
Szeizmográf felvétel
A tudósok világszerte projekteket dolgoznak ki műholdas földrengésjelző rendszerek létrehozására. Az egyik ilyen projekt az Interferometric-Synthetic Aperture Radar (InSAR). Ez a radar, vagy inkább radarok egy adott területen figyeli a tektonikus lemezek elmozdulását, és az általuk kapott adatoknak köszönhetően még finom elmozdulások is rögzíthetők. A tudósok úgy vélik, hogy ennek az érzékenységnek köszönhetően pontosabban meg lehet határozni a nagyfeszültségű szeizmikusan veszélyes zónák területeit.
laboratórium vezetője a Földfizikai Intézet RAS szeizmometriája
Az elmúlt évszázad adta a világnak a B.B. felfedezését. Golitsyn a szeizmikus jelenségek megfigyelésének galvanometriás módszeréről. A szeizmometria későbbi fejlődése ehhez a felfedezéshez kapcsolódott. A Golitsin-ügy utódai az orosz tudós, D.P. Kirnos, az amerikaiak Wood-Andersen, Press Ewing. Az orosz szeizmometriai iskola D.P. Kirnos a szeizmikus megfigyelések metrológiai támogatásának berendezéseinek és módszereinek alapos tanulmányozásáról volt nevezetes. A szeizmikus események rögzítése nemcsak kinematikai, hanem dinamikai problémák megoldása során is a szeizmológia tulajdonává vált. A szeizmometria fejlődésének természetes folytatása volt a szeizmométerek vizsgálati tömegéből történő információgyűjtés elektronikus eszközökkel, az oszcillográfiában, valamint a szeizmikus adatok mérésének, felhalmozásának és feldolgozásának digitális módszereiben. A szeizmometria mindig is élvezte a huszadik század tudományos és technológiai fejlődésének gyümölcseit. Oroszországban a 70-80-as években. elektronikus szeizmográfokat fejlesztettek ki, amelyek az ultraalacsony frekvenciáktól (formálisan 0 Hz-től) az 1000 Hz-ig terjedő frekvenciatartományt fedik le.
Bevezetés
Földrengések! Azok számára, akik aktív szeizmikus zónákban élnek, ez nem üres kifejezés. Az emberek békében élnek, megfeledkezve az előző katasztrófáról. De hirtelen, leggyakrabban éjszaka, jön az IT. Eleinte csak remegés, még az ágyból való kidobás, edénycsörgés, leeső bútorok. Aztán beomló mennyezetek, nem állandó falak, por, sötétség, nyögések zúgása. Így volt ez 1948-ban Ashgabatban. Az ország jóval később értesült róla. Forró. Az asgabati Szeizmológiai Intézet egyik szinte meztelen alkalmazottja aznap este egy szeizmicitásról szóló köztársasági konferencián készült felszólalni, és jelentést írt. 2 óra körül kezdődött. Sikerült kiszaladnia az udvarra. Az utcán, a porfelhőkben és a sötét déli éjszakában semmi sem látszott. Szintén szeizmológus feleségének sikerült bejutnia az ajtónyílásba, amelyet azonnal bezárt mindkét oldalról a beomlott mennyezet. A hőség miatt a földön alvó nővérét egy gardrób takarta, melynek ajtaja kinyílt, hogy "menedéket" nyújtson a testnek. De a lábakat megcsípte a szekrény teteje.
Ashgabatban több tízezer lakos halt meg az éjszakai idő és az antiszeizmikus épületek hiánya miatt (a becslések szerint akár 50 000 ember halt meg. Mindenesetre G. P. Gorshkov, a Moszkva Állam dinamikus geológiai osztályának vezetője Egyetem mondta. Szerk.) Jól túlélt egy épületet, amelyre az építészt, aki tervezte, túlköltekezés miatt elítélték.
Ma az emberiség emlékezetében több tucat történelmi és modern katasztrófa értékű földrengés van, amelyek több millió emberéletet követeltek. A legerősebb földrengések közé sorolható az 1755-ös lisszaboni, az 1891-es japán, az 1897-es Assam-i (India), az 1906-os San Francisco-i, az 1908-as Messina-i (Szicíliai-kalibriai), az 1920-as és az 1976-os kínai. (Már jóval később, mint Ashgabat 1976-ban Kínában, egy földrengés 250 000 emberéletet követelt, és a tavalyi indiai is legalább 20 000 halálos áldozatot követelt a szerk.), Japán 1923, Chile 1960, Agadir (Marokkó) 1960 gyu, Alaszka, Sp. 1964 (Örményország) 1988 Az alaszkai földrengés után Benyeoff, a szeizmometriával foglalkozó amerikai specialista rekordot kapott a Föld természetes rezgéseiről, mint egy eltalált labdáról. Erős földrengés előtt és különösen utána sorozatban - több száz és ezer - gyengébb földrengés (utórengés). Az érzékeny szeizmográfokkal való megfigyelésük lehetővé teszi a fő sokk területének körülhatárolását és a földrengés forrásának térbeli leírását.
A földrengések okozta nagy veszteségek elkerülésének két módja van: az antiszeizmikus építkezés és a lehetséges földrengés korai figyelmeztetése. De mindkét módszer hatástalan marad. Az antiszeizmikus konstrukció nem mindig felel meg a földrengések okozta rezgéseknek. Vannak furcsa esetek a vasbeton megmagyarázhatatlan megsemmisítésére, mint például a japán Kobe esetében. A beton szerkezete olyan mértékben megbomlik, hogy az állóhullámok antinódusainál a beton porrá morzsolódik. Az épületek körforgása zajlik, amint azt a romániai Leninakanban lévő Spitakon is megfigyelték.
A földrengéseket más jelenségek is kísérik. A légkör izzása, a rádiókommunikáció megszakadása és a szökőár nem kevésbé szörnyű jelensége, amelynek tengeri hullámai néha akkor jelentkeznek, ha egy földrengés középpontja (középe) a világóceán mélytengeri árkában történik (nem a mélytengeri árok lejtőin előforduló összes földrengés cunamigén jellegű, de az utóbbiakat szeizmográfok segítségével a fókusz elmozdulásának jellegzetes jelei alapján észlelik). Így volt ez Lisszabonban, Alaszkában, Indonéziában. Különösen veszélyesek, mert szinte hirtelen hullámok jelennek meg a parton, a szigeteken. Ilyen például a Hawaii-szigetek. Az 1952-es kamcsatkai földrengés hulláma 22 óra után váratlanul jött. A nyílt tengeren a cunamihullám észrevehetetlen, de a partra érve meredekebbé válik az élvonal, a hullámsebesség csökken és vízlökések lépnek fel, ami erősségtől függően esetenként akár 30 m-es hullámnövekedéshez vezet. a földrengésről és a tengerpart megkönnyebbüléséről. 1952 késő őszén Szevero-Kurilszk városa, amely a szoros partján található kb. Paramushir és kb. Shumshu. A hullám becsapódása és visszamozdulása olyan erős volt, hogy a kikötőben lévő tankokat egyszerűen elmosták és "ismeretlen irányba" eltűntek. Egy szemtanú elmondta, hogy egy erős földrengés vibrációira ébredt fel, és nem tudott gyorsan elaludni. Hirtelen erős, alacsony frekvenciájú zúgást hallott a bal oldalról. Kinézett az ablakon, és egy pillanatra sem gondolta, hogy miben van, kiugrott a hóra, és a dombra futott, miután sikerült megelőznie a haladó hullámot.
A fenti térkép a szeizmikusan legaktívabb csendes-óceáni tektonikai övet mutatja. A pontok csak a 20. századi erős földrengések epicentrumait jelzik. A térkép képet ad bolygónk aktív életéről, adatai pedig sokat mondanak a földrengések lehetséges okairól általában. Számos hipotézis létezik a tektonikai megnyilvánulások okairól a Föld felszínén, de még mindig nincs megbízható globális tektonikai elmélet, amely egyértelműen meghatározná a jelenség elméletét.
Mire valók a szeizmográfok?
Mindenekelőtt magát a jelenséget kell vizsgálni, majd műszeres módszerrel meg kell határozni a földrengés erősségét, előfordulási helyét és e jelenségek előfordulási gyakoriságát egy adott helyen, illetve előfordulásuk domináns helyeit. A földrengés által gerjesztett rugalmas rezgések, mint a keresőlámpa fénycsóva, képesek megvilágítani a Föld szerkezetének részleteit.
A hullámok négy fő típusát gerjesztik: a hosszanti, a maximális terjedési sebességgel rendelkező és elsősorban a megfigyelőhöz jutó hullámokat, majd a keresztirányú oszcillációkat és a leglassabb - felszíni hullámokat, amelyek ellipszis mentén oszcillálnak a függőleges síkban (Rayleigh) és a vízszintesben. sík (Szerelem) a terjedés irányába. Az első hullámok érkezési idejének különbségét az epicentrum távolságának, a hipocentrum helyzetének meghatározására, valamint a Föld belső szerkezetének és a földrengések forrásának meghatározására használják. A Föld magján áthaladó szeizmikus hullámok rögzítésével sikerült meghatározni annak szerkezetét. A külső mag folyékony állapotban volt. Folyadékban csak hosszanti hullámok terjednek. A szilárd belső magot keresztirányú hullámok segítségével érzékelik, amelyeket a folyadék-keménység határfelületet érő longitudinális hullámok gerjesztenek. A rögzített oszcillációk és hullámtípusok képéből, a szeizmikus hullámok földfelszínre történő szeizmográfos megérkezésének időpontjaiból meg lehetett határozni a mag alkotórészeinek méreteit, sűrűségeit.
További problémák megoldása folyamatban van az energia és a földrengések meghatározására (a Richter-skála szerinti magnitúdó, nulla magnitúdó az energiának és 10(+5) Joule, a maximális megfigyelt magnitúdó az energiának és 10(+20-+21) J), spektrális kompozíció a szeizmikus ellenállás konstrukciós problémájának megoldására, nukleáris fegyverek földalatti tesztjeinek észlelésére és ellenőrzésére, szeizmikus szabályozásra és vészleállításra olyan veszélyes létesítményekben, mint az atomerőművek, a vasúti közlekedés és akár a liftek sokemeletes épületekben, a hidraulikus építmények ellenőrzése . A szeizmikus műszerek szerepe az ásványok szeizmikus feltárásában, és különösen az olaj „tározóinak” felkutatásában felbecsülhetetlen. Kurszk halálának okainak felderítésére is használták őket, ezen eszközök segítségével állapították meg az első és a második robbanás idejét és erejét.
Mechanikus szeizmikus műszerek
A szeizmográf rendszert alkotó szeizmikus érzékelők - szeizmométerek - működési elve, amely ilyen csomópontokat - szeizmométert, mechanikai jelének elektromos feszültséggé alakítóját és felvevőjét - információtároló eszközt foglal magában, közvetlenül Newton első és harmadik törvényén alapul. - a tömegek tehetetlenségi és gravitációs tulajdonsága. Bármely szeizmométer eszközének fő eleme a tömeg, amely bizonyos felfüggesztéssel rendelkezik a készülék aljához. Ideális esetben a masszának semmilyen mechanikai vagy elektromágneses kapcsolata nem lehet a testtel. Csak maradj az űrben! Ez azonban a Föld vonzáskörülményei között továbbra is megvalósíthatatlan. Vannak függőleges és vízszintes szeizmométerek. Először is, a tömeg csak függőleges síkban tud mozogni, és általában egy rugóval függesztik fel, hogy ellensúlyozzák a Föld gravitációs erejét. A vízszintes szeizmométereknél a tömegnek csak vízszintes síkban van szabadságfoka. A tömeg egyensúlyi helyzetét egy sokkal gyengébb felfüggesztő rugó (általában lapos lemezek) és különösen a Föld gravitációs ereje tartja fenn, amelyet a majdnem függőleges felfüggesztési tengely reakciója nagymértékben gyengít, és közel vízszintes síkban hat. tömeges utazás.
A legősibb földrengések rögzítésére szolgáló eszközöket Kínában fedezték fel és állították helyre [Savarensky E.F., Kirnos D.P., 1955]. A készüléknek nem volt rögzítési eszköze, csak a földrengés erősségének és epicentrumának irányának meghatározásában segített. Az ilyen eszközöket szeizmoszkópoknak nevezik. Az ősi kínai szeizmoszkóp i.sz. 123-ra nyúlik vissza, és műalkotás és mérnöki alkotás. A művészi kialakítású edény belsejében asztatikus inga volt. Az ilyen inga tömege a rugalmas elem felett helyezkedik el, amely az ingát függőleges helyzetben tartja. Az edényben az azimutok mentén a sárkányok szája található, amelyekbe fémgolyókat helyeznek. Egy erős földrengés során az inga eltalálta a labdákat, és azok tátott szájú békák formájában kis edényekbe estek. Természetesen az inga maximális hatása az irányszög mentén esett a földrengés forrására. A békákban talált golyókból meg lehetett állapítani, honnan eredtek a földrengéshullámok. Az ilyen eszközöket szeizmoszkópoknak nevezik. Manapság széles körben használják őket, és értékes információkat szolgáltatnak a nagy területen zajló, hatalmas földrengésekről. Kaliforniában (USA) több ezer szeizmoszkópot rögzítenek asztatikus ingákkal kormmal borított gömbüvegre. Általában az inga hegyének az üvegen való mozgásáról egy összetett kép látható, amelyen a hosszanti hullámok oszcillációi különböztethetők meg, jelezve a forrás irányát. A rögzítési pályák maximális amplitúdói pedig képet adnak a földrengés erősségéről. Az inga lengési periódusa és csillapítása úgy van beállítva, hogy modellezze a tipikus épületek viselkedését, és ezáltal megbecsülje a földrengések intenzitását. A földrengések nagyságát a rezgések emberre, állatra, fákra, tipikus épületekre, bútorokra, edényekre stb. gyakorolt hatásának külső jellemzői határozzák meg. Különféle pontozási skálák léteznek. A médiában a „Richter-skálát” használják. Ez a meghatározás tömeges lakosság számára készült, és nem felel meg a tudományos terminológiának. Helyes azt mondani - a földrengés erőssége a Richter-skála szerint. Szeizmográfok segítségével műszeres mérésekkel határozzák meg, és feltételesen jelöli a maximális rögzítési sebesség logaritmusát a földrengés forrásához viszonyítva. Ez az érték feltételesen mutatja a rugalmas rezgések felszabaduló energiáját a földrengésforrásban.
Hasonló szeizmoszkópot 1848-ban készített az olasz Cacciatore, amelyben az ingát és a golyókat higany váltotta fel. A talajrezgések során a higanyt azimutok mentén egyenletesen elhelyezett edényekbe öntötték. Oroszországban S. V. Medvegyev szeizmoszkópjait használják, Örményországban A. G. Nazarov AIS szeizmoszkópjait fejlesztik, amelyekben több különböző frekvenciájú ingát használnak. Lehetővé teszik a rezgésspektrumok hozzávetőleges megszerzését, pl. a rekordok amplitúdójának függősége a rezgési frekvenciáktól földrengés közben. Ez értékes információ az antiszeizmikus épületek tervezői számára.
Az első tudományos jelentőségű szeizmográfot 1879-ben Japánban építette Ewing. Az inga súlya egy 25 kg súlyú öntöttvas gyűrű volt, acélhuzalra függesztve. Az inga teljes hossza közel 7 méter volt. A hossz miatt 1156 kg tehetetlenségi nyomatékot kaptunkּ m 2. Az inga és a talaj egymáshoz viszonyított mozgását függőleges tengely körül forgó füstüvegen rögzítették. A nagy tehetetlenségi nyomaték hozzájárult ahhoz, hogy csökkentse az inga hegyének az üvegre gyakorolt súrlódási hatását. 1889-ben egy japán szeizmológus leírást adott ki egy vízszintes szeizmográfról, amely számos szeizmográf prototípusaként szolgált. Hasonló szeizmográfokat készítettek Németországban 1902-1915-ben. A mechanikus szeizmográfok készítésekor az érzékenység növelésének problémáját csak Arkhimédész nagyítókarjai segítségével lehetett megoldani. A lengésrögzítés során fellépő súrlódási erőt az inga hatalmas tömege miatt sikerült legyőzni. Tehát Wiechert szeizmográfjának 1000 kg tömegű inga volt. Ebben az esetben mindössze 200-as növekedést értek el az inga saját 12 mp-es periódusát meg nem haladó rögzített rezgések periódusaira. A legnagyobb tömegű Wiechert függőleges szeizmográfja, amelynek inga tömege 1300 kg volt, 8 mm-es acélhuzalból készült erős csavarrugókra függesztették fel. Az érzékenység 200 volt az 5 másodpercnél nem hosszabb szeizmikus hullámok periódusaiban. Wiechert a mechanikus szeizmográfok nagy feltalálója és tervezője volt, és számos különböző és ötletes műszert épített. Az ingák és a talaj tehetetlenségi tömegének egymáshoz viszonyított mozgásának rögzítése füstölt papíron, folyamatos szalaggal óramechanizmussal forgatva történt.
Szeizmográfok galvanometrikus regisztrációval
A szeizmometria technikájának forradalmát az optika és a matematika területén tevékenykedő briliáns tudós, B. B. Golitsin herceg hajtotta végre. Feltalálta a földrengések galvanometrikus rögzítésének módszerét. Oroszország a galvanometrikus regisztrációs szeizmográfok alapítója a világon. A világon először 1902-ben dolgozta ki a szeizmográf elméletét, megalkotott egy szeizmográfot, és megszervezte az első szeizmikus állomásokat, amelyeken új műszereket telepítettek. Németországnak volt tapasztalata a szeizmográfok gyártásában, és ott gyártották az első Golitsyn szeizmométereket. A felvevőkészüléket azonban az Orosz Tudományos Akadémia szentpétervári műhelyében tervezték és gyártották. És mostanáig ez a készülék rendelkezik az első regisztrátor összes jellemző tulajdonságával. A dobot, amelyre a közel 1 m hosszú és 28 cm széles fotópapírt rögzítették, forgómozgásba állítottuk minden fordulatnál a megfigyelési feladatnak megfelelően választott és a dob tengelye mentén változtatott távolsággal. A szeizmométer és a készülék tehetetlenségi tömegének relatív mozgását rögzítő eszköz szétválasztása olyan progresszív és sikeres volt, hogy az ilyen szeizmográfok még hosszú évtizedekig világszerte elismerést kaptak. B.B. Golitsyn az új regisztrációs módszer alábbi előnyeit emelte ki.
1. A lehetőség egy egyszerű technika, hogy többet abban az időben érzékenység .
2. Regisztráció lebonyolítása a távolság a szeizmométerek helyétől. A távoliság, a száraz helyiség, a szeizmikus feljegyzések további feldolgozása céljából való hozzáférhetősége új minőséget adott a szeizmikus megfigyelések folyamatának, és a szeizmikus állomás személyzete által a szeizmométerekre gyakorolt nemkívánatos hatások kizárása.
3. A felvétel minőségétől való függetlenség sodródás nulla szeizmométer.
Ezek a fő előnyök évtizedeken át meghatározták a galvanometrikus regisztráció fejlesztését és használatát világszerte.
Az inga súlya már nem játszott olyan szerepet, mint a mechanikus szeizmográfokban. Egyetlen jelenséget kellett figyelembe venni: az állandó mágnes légrésében elhelyezkedő galvanométer keretének magnetoelektromos reakcióját a szeizmométer ingára. Ez a reakció általában csökkentette az inga csillapítását, ami az extra saját rezgések gerjesztéséhez vezetett, ami torzította a földrengések által rögzített hullámok hullámmintáját. Ezért B.B. Golitsyn 20 kg-os nagyságrendű ingák tömegét használta fel, hogy figyelmen kívül hagyja a galvanométernek a szeizmométerrel szembeni reakcióját.
Az 1948-as asgabati katasztrofális földrengés ösztönözte a Szovjetunióban a szeizmikus megfigyelések hálózatának bővítésének finanszírozását. Új és régi szeizmikus állomások felszerelésére D. P. Kirnos professzor V. N. mérnökkel együtt. A munka a Szovjetunió Tudományos Akadémia Szeizmológiai Intézetének és hangszeres műhelyeinek falai között kezdődött. Kirnos készülékeit alapos tudományos és műszaki tanulmányaik jellemezték. Tökéletesre hozták a kalibrálási és működési technikát, amely az események rögzítésekor az amplitúdó- és fázisfrekvenciás válasz (AFC) nagy (kb. 5%) pontosságát biztosította. Ez lehetővé tette a szeizmológusok számára, hogy a rekordok értelmezésekor ne csak kinematikai, hanem dinamikai problémákat is felállítsanak és oldjanak meg. Ily módon D. P. Kirnos iskolája kedvezően különbözött a hasonló hangszerek amerikai iskolájától. D.P. Kirnos a szeizmográfok galvanometriás regisztrálású elméletét továbbfejlesztette egy szeizmométer és egy galvanométer csatolási együtthatójának bevezetésével, amely lehetővé tette egy szeizmográf amplitúdó-frekvenciaválaszának megszerkesztését a talajelmozdulás rögzítésére, először a 0,08-5 Hz sávban, és majd a 0,05 - 10 Hz sávban új fejlesztésű SKD típusú szeizmométerekkel. Ebben az esetben a szélessávú frekvenciaválasznak a szeizmometriába történő bevezetéséről beszélünk.
Orosz mechanikus szeizmográfok
A szevero-kurilszki katasztrófa után kormányrendeletet adtak ki szökőár-riasztó szolgálat létrehozásáról Kamcsatkán, Szahalinban és a Kuril-szigeteken. A rendelet végrehajtásával a Tudományos Akadémiát, a Szovjetunió Hidrometeorológiai Szolgálatát és a Hírközlési Minisztériumot bízták meg. 1959-ben bizottságot küldtek ebbe a régióba, hogy tisztázzák a helyzetet a helyszínen. Petropavlovszk Kamcsatszkij, Szevero-Kurilszk, Juzsno-Kurilszk, Szahalin. Szállítási eszközök - LI-2 repülőgép (volt Douglas), a tengerfenékről felemelt és felújított gőzös, csónakok. Az első járat reggel 6 órakor indul. A bizottság időben elérte a "Khalatyrka" (Petropavlovsk-Kamchatsky) repülőteret. De a gép korábban indult – megnyílt az ég Shumshu felett. Néhány órával később egy LI-2 rakományt találtak, és biztonságos leszállás történt a japánok által épített földalatti repülőterekkel rendelkező alapsávon. Shumshu a Kuril-lánc legészakibb szigete. Csak északnyugaton emelkedik ki az Okhotszki-tenger vizéből az Adelaide vulkán gyönyörű kúpja. A sziget teljesen laposnak tűnik, mint egy vastag palacsinta a tenger vizei között. A szigeten főleg határőrök. A bizottság megérkezett a délnyugati mólóhoz. Ott várt egy haditengerészeti hajó, amely nagy sebességgel rohant Severo-Kurilsk kikötőjébe. A fedélzeten a jutalékon kívül több utas is tartózkodik. Oldalt egy tengerész és egy lány beszélget lelkesen. A hajó teljes sebességgel berepül a kikötő vízterületére. A kézi távírón lévő kormányos jelet ad a géptérnek: "Ding-ding", és még egy "Ding-ding" - nincs hatása! Hirtelen egy matróz az oldalán, fejjel lefelé repül. Kissé későn - a csónak elég erősen belevág a halászszkún fakorlátjába. Forgács repül, az emberek majdnem elesnek. A tengerészek némán, minden érzelem nélkül kikötötték a csónakot. Ilyen a szolgáltatás sajátossága a Távol-Keleten.
Volt minden az úton: enyhe eső, aminek cseppjei szinte párhuzamosan repültek a talajjal, kicsi és kemény bambusz - a medvék élőhelye, és egy hatalmas "zsinórtáska", amibe az utasokat pakolták (egy nő gyermekkel). a középső) és gőzcsörlővel a nagy viharhullám miatt felújított hajó fedélzetére emelték, valamint a GAZ-51 teherautót, amelynek nyitott karosszériájában a bizottság a Kunashir-szigeten átkelt a Csendes-óceántól az Ohotszki partig, ill. ami sokszor megfordult egy hatalmas tócsában félúton - az első kerekek egy ragasztóban, a hátsó kerekek egy másikban - addig amíg rendes lapáttal nem korrigálták a nyomot, és az ívó patak bejáratánál a szörfvonalat, amit a egy folyamatos vörös lazackaviár csík.
A Bizottság megállapította, hogy a szökőárjelző szolgálat feladatának ellátására eddig egyetlen szeizmikus műszer csak a kormos papíron regisztrált mechanikus szeizmográf lehet. A szeizmográfokat a Tudományos Akadémia Földfizikai Intézetének szeizmometriai laboratóriumában fejlesztették ki. A speciálisan épített szökőárállomások felszerelésére egy alacsony, 7-es nagyítású szeizmográfot és egy 42-es nagyítású szeizmográfot szállítottak. A füstölt papírdobokat rugós óraszerkezetek hajtották. A 42-es nagyítású szeizmográf tömegét vaskorongokról gyűjtöttük össze, és 100 kg-ot tett ki. Ezzel véget ért a mechanikus szeizmográfok korszaka.
A Tudományos Akadémia Elnöksége a kormányrendelet végrehajtásának szentelt ülését tartotta. Elnök Nesmeyanov akadémikus nagy, impozáns, lebarnult arccal, alacsony Topcsiev akadémikus-titkár, az elnökség tagjai. A jól ismert szeizmológus, E. F. Savarensky számolt be, bemutatva egy mechanikus szeizmográf teljes alakos fényképét [Kirnos D.P., Rykov A.V., 1961]. Artsimovich akadémikus részt vett a megbeszélésen: "A szökőár-probléma könnyen megoldható, ha a parton lévő összes objektumot 30 méter feletti magasságba helyezzük!" . Gazdaságilag ez lehetetlen, és a csendes-óceáni flotta egységeinek kérdése sem megoldott.
A 20. század második felében megkezdődött az elektronikus szeizmográfok korszaka. Paraméteres jelátalakítókat helyeznek el az elektronikus szeizmográfok szeizmométereinek ingáin. Nevüket a paraméter kifejezésből kapták. A légkondenzátor kapacitása, a nagyfrekvenciás transzformátor induktív reaktanciája, a fotoellenállás ellenállása, a LED-sugár alatti fotodióda vezetőképessége, a Hall-szenzor és minden, ami az elektronikus szeizmográf feltalálói kezébe került. változó paraméterként szolgálhat. A kiválasztási szempontok közül a fő szempont a készülék egyszerűsége, a linearitás, az alacsony belső zajszint, a tápellátás hatékonysága. Az elektronikus szeizmográfok fő előnye a galvanometrikus regisztrációs szeizmográfokkal szemben, hogy a) a frekvenciamenet csökkenése az alacsony frekvenciák irányába az f jelfrekvenciától függően nem f^3-ként, hanem f^2-ként történik - sokkal lassabb, b) lehetőség van a szeizmográf elektromos teljesítményének felhasználására a modern rögzítőkben, és ami a legfontosabb, a digitális technológia alkalmazásában az információ mérésére, felhalmozására és feldolgozására, c) a szeizmométer összes paraméterének befolyásolása a jól ismert automatikus visszacsatolásvezérlés (OS ) [Rykov A.V., 1963]. A c) pontnak azonban megvan a maga sajátos alkalmazása a szeizmometriában. Az OS segítségével kialakul a szeizmométer frekvenciaválasza, érzékenysége, pontossága és stabilitása. Felfedeztek egy módszert az inga saját rezgési periódusának növelésére egy negatív visszacsatolás segítségével, ami sem az automatikus szabályozásban, sem a világon létező szeizmometriában nem ismert [Rykov A.V.,].
Oroszországban egyértelműen megfogalmazódott az a jelenség, hogy a függőleges és vízszintes szeizmométer tehetetlenségi érzékenysége a gravitációs érzékenységbe zökkenőmentesen alakul át a jelfrekvencia csökkenésével [Rykov AV, 1979]. Nagy jelfrekvenciánál az inga tehetetlenségi viselkedése dominál, nagyon alacsony frekvenciánál a tehetetlenségi hatás annyira lecsökken, hogy a gravitációs jel válik uralkodóvá. Mit jelent? Például a talaj függőleges rezgései során mind a tehetetlenségi erők fellépnek, amelyek arra kényszerítik az ingát, hogy megtartsa pozícióját a térben, másrészt a gravitációs erők megváltozása az eszköznek a Föld középpontjától való távolságának változása miatt. A tömeg és a Föld középpontja közötti távolság növekedésével a gravitációs erő csökken, és a tömeg további erőt kap, amely felemeli az ingát. És fordítva, az eszköz leengedésekor - a tömeg további erőt kap, leengedve.
A nagy frekvenciájú talajrezgéseknél a tehetetlenségi hatás sokszorosa a gravitációs hatásnak. Alacsony frekvenciákon ennek az ellenkezője igaz - a gyorsulások rendkívül kicsik, és a tehetetlenségi hatás gyakorlatilag nagyon kicsi, és a gravitáció változásának hatása a szeizmométer ingájára sokszorosa lesz. A vízszintes szeizmométer esetében ezek a jelenségek akkor nyilvánulnak meg, amikor az inga lengéstengelye eltér a függővonaltól, amelyet ugyanaz a gravitációs erő határoz meg. Az érthetőség kedvéért a függőleges szeizmométer amplitúdó-frekvencia-válaszát az 1. ábra mutatja. Jól látható, hogy a jelfrekvencia csökkenésével hogyan változik a szeizmométer érzékenysége inerciálisról gravitációsra. Ennek az átmenetnek a figyelembe vétele nélkül lehetetlen megmagyarázni, hogy a graviméterek és a szeizmométerek alkalmasak hold-apály rögzítésére.A hagyomány szerint a „sebesség” vonalat olyan alacsony érzékenységre kellene kiterjeszteni, hogy az apály időszakokkal számoljon. legfeljebb 25 óra és 0,3 m-es amplitúdó Moszkvában nem fedezhető fel. A 2. ábrán látható az árapály és a dőlés rögzítésének egy példája apályhullámban. Itt Z a Föld felszínének elmozdulásának rekordja Moszkvában 45 órán keresztül, H pedig az árhullám dőlésének rekordja. Jól látható, hogy a maximális lejtő nem az árapályra esik, hanem az árapály lejtőjére.
Így a modern elektronikus szeizmográfok jellemzői a Föld felszínének 0 és 10 Hz közötti oszcillációinak szélessávú frekvenciaválasza, valamint egy digitális módszer e rezgések mérésére. Az a tény, hogy Bennioff 1964-ben megfigyelte a Föld természetes oszcillációit egy erős földrengés után feszültségmérők (feszültségmérők) segítségével, ma már elérhető egy közönséges elektronikus szeizmográf számára (A legnagyobb rögzített földrengés az Egyesült Államokban 9,2-es erősségű volt, amely az alaszkai Prince William Soundot sújtotta 1964. március 28., nagypéntek A földrengés következményei még mindig jól láthatóak, beleértve a kihalt erdők hatalmas területeit is, mivel a szárazföld egy része 500 km-es, esetenként 16 méteres távolságban apadt, és sok helyen tengervíz került a talajvízbe, az erdő kihalt. Megjegyzés Szerk.).
A 3. ábra a Föld sugárirányú (függőleges) oszcillációját mutatja az alaphangon 3580 mp-ben. a földrengés után.
3. ábra. Az 1998. március 14-i iráni földrengés utáni rezgésrekord függőleges Z és vízszintes H komponensei, M = 6,9. Látható, hogy a sugárirányú rezgések érvényesülnek a vízszintes irányú torziós rezgésekkel szemben.
Mutassuk meg a 4. ábrán, hogy néz ki egy erős földrengés háromkomponensű rekordja, miután egy digitális fájlt vizuálissá alakítottunk át.
4. ábra. Egy indiai földrengés digitális felvételének mintája, M=7,9, 2001.01.26., egy állandó szélessávú KSESH-R állomáson.
Két longitudinális hullám első beérkezése 25 percig jól látható, majd a vízszintes szeizmográfokon körülbelül 28 percnél egy kereszthullám, 33 percnél pedig egy Love-hullám lép be. A középső függőleges komponensen nincs Love-hullám (vízszintes), és idővel elkezdődik a Rayleigh-hullám (38 perc), ami vízszintes és függőleges nyomokon is látható.
A 3.4 képen egy modern elektronikus függőleges szeizmométer látható, amely példákat mutat az árapály rekordokról, a Föld természetes oszcillációiról és egy erős földrengésről. Jól láthatóak a függőleges inga fő szerkezeti elemei: két 2 kg össztömegű tömegkorong, két hengeres rugó, amelyek a Föld gravitációját kompenzálják és az inga tömegét vízszintes helyzetben tartják. A készülék alján lévő tömegek között hengeres mágnes található, melynek légrésébe huzaltekercs lép be. A tekercs az inga kialakításában szerepel. Középen "néz ki" a kapacitív átalakító elektronikus kártyája. A légkondenzátor a mágnes mögött található, és kis méretű. A kondenzátor területe mindössze 2 cm (+2). Az elmozdulásról, sebességről és az elmozdulás integráljáról szóló visszacsatolás segítségével egy tekercses mágnes kényszeríti az ingát. Az operációs rendszer az 1. ábrán látható frekvenciaválaszt, a szeizmométer időbeli stabilitását és a talajrezgések mérésének nagy, századszázalékos nagyságrendű pontosságát biztosítja.
34. sz. fotó KSESH-R szerelvény függőleges szeizmométere eltávolított tokkal.
A nemzetközi gyakorlatban a Wieland-Strekaizen szeizmográfok elismertté és széles körben használtakká váltak. Ezeket az eszközöket fogadták el a Digitális Szeizmikus Megfigyelések Világhálózatának (IRIS) alapjaként. Az IRIS szeizmométerek frekvenciaválasza hasonló az 1. ábrán láthatóhoz. A különbség az, hogy a 0,0001 Hz-nél kisebb frekvenciáknál a Wieland szeizmométereket jobban "befogja" az integrált visszacsatolás, ami nagyobb időbeli stabilitást eredményezett, de az ultraalacsony frekvenciákon az érzékenységet körülbelül háromszorosára csökkentette a KSESh szeizmográfokhoz képest.
Az elektronikus szeizmométerek olyan egzotikus csodák felfedezésére is képesek, amelyek még vitathatóak. E. M. Linkov professzor, a Peterhof Egyetemen egy magnetronos függőleges szeizmográf segítségével az 5-20 napos periódusú oszcillációkat a Föld "lebegő" oszcillációiként értelmezte a Nap körüli pályán. A Föld és a Nap távolsága továbbra is hagyományos marad, és a Föld némileg úgy oszcillál, mintha pórázon lenne egy ellipszoid felületén, amelynek amplitúdója kettős, akár 400 mikronig. Összefüggés volt ezen ingadozások és a naptevékenység között [lásd még a 22. hivatkozást].
Így a szeizmográfokat a 20. században aktívan fejlesztették. Ennek a folyamatnak a forradalmi kezdetét Borisz Boriszovics Golicin herceg, orosz tudós helyezte el. A következő lépésben új technológiákra számíthatunk az inerciális és gravitációs mérési módszerek terén. Elképzelhető, hogy az elektronikus szeizmográfok képesek lesznek végre érzékelni a gravitációs hullámokat az Univerzumban.
Irodalom
1. Golitzin B. Izv. Állandó Szeizmikus Bizottság AN 2, c. 2, 1906.
2. Golitsyn B.B. Izv. Állandó Szeizmikus Bizottság AN 3, c. 1, 1907.
3. Golitsyn B.B. Izv. Állandó Szeizmikus Bizottság AN 4, c. 2, 1911.
4. Golitsyn B., Lectures on szeizmometria, szerk. AN, Szentpétervár, 1912.
5. E.F.Savarensky, D.P.Kirnos, A szeizmológia és szeizmometria elemei. Szerk. Második, átdolgozott, állam. Szerk. Techn.-elmélet. Lit., M.1955
6. A szeizmometriai megfigyelések berendezései és módszerei a Szovjetunióban. "Science" kiadó, M. 1974
7. D.P. Kirnos. Proceedings of Geophys. A Szovjetunió Tudományos Akadémia Intézete, 27. szám (154), 1955
8. D.P.Kirnos és A.V.Rykov. Speciális nagysebességű szeizmikus berendezés szökőár-figyelmeztetéshez. Bika. Szeizmológiai Tanács, "Szökőár-problémák", 1961. 9. szám
9. A. V. Rykov. A visszacsatolás hatása az inga paramétereire. Izv. Szovjetunió Tudományos Akadémia, ser. Geofiz., 1963. 7. szám
10. A. V. Rykov. A Föld oszcillációinak megfigyelésének problémájáról. A szeizmometriai megfigyelések berendezései, módszerei és eredményei. M., "Science", szo. "Szeizmikus műszerek", sz. 1979. 12
11. A. V. Rykov. Szeizmométer és a Föld rezgései. Izv. Orosz Tudományos Akadémia, ser. A Föld fizikája, M., "Tudomány", 1992
12. Wieland E.., Streckeisen G. A levélrugó szeizmométer - tervezés és teljesítmény // Bull.Seismol..Soc. Amer., 1982. Vol. 72. P.2349-2367.
13. Wieland E., Stein J.M. Digitális nagyon széles sávú szeizmográf // Ann.Geophys. Ser. B. 1986. évf. 4, 3. sz. 227-232.
14. A. V. Rykov, I. P. Basilov. Ultraszéles sávú digitális szeizmométerkészlet. Ült. "Szeizmikus műszerek", sz. 27, M., OIPH RAS Kiadó, 1997
15. K. Krylov Erős földrengés Seattle-ben 2001. február 28-án http://www.pereplet.ru/nauka/1977.html
16. K. Krylov Katasztrofális földrengés Indiában http://www.pereplet.ru/cgi/nauka.cgi?id=1549#1549
17. http://earthquake.usgs.gov/ 21. http://neic.usgs.gov/neis/eqlists/10maps_world.html Ezek a világ legerősebb földrengései.
22. http://www.pereplet.ru/cgi/nauka.cgi?id=1580#1580 Földrengések hírnökei a Föld-közeli világűrben – Új cikk jelent meg az Urania magazinban (orosz és angol nyelven). A MEPhI munkatársai a földrengések műholdas megfigyeléseken alapuló előrejelzésére irányulnak.
