一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计由支撑脚支撑底座，底座上端面与容器底部连接，容器注入液体，液体漂浮浮桶，浮桶上端连接支撑台，支撑台上端面连接若干根支撑杆，支撑杆上端连接顶板，顶板中心孔悬挂拉簧，拉簧悬挂支撑框架，支撑框架下边框内侧中心与支撑轴下端连接，支撑轴上端连接定位锥，定位锥锥尖与支撑模块下端面凹点接触，支撑模块外径与组合板的中心孔连接，组合板上端面的四边角分别连接一根上端头向外弯曲反向垂直向下的力偶摆杆。组合板下端面的四边角分别垂直连接一根力矩摆杆，力矩摆杆下端与拾震器连接，拾震器上面固定加速度传感器和方位传感器，力矩摆杆与力偶摆杆的力矩数值相等。计算机、无线网关、数据线距离底座＜10m。
【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计，尤其是能利用刚性单向力偶垂直摆拾震器抵消重力场阻力作用后将微弱的地球整体颤振物理数值信号真实、完整、清晰记录下来的监测仪器。
技术介绍
自1952年11月4日美国人贝尼奥夫(H.Benioff)发现地球存在周期约为57分钟的长周期振动后，人们已观测到数千个本征振荡频率波谱。波谱中大致具有球型振荡和环型振荡两类振荡频率。2006年许绍燮院士发表了《大尺度地层内的分层运动》的学术报告。该报告利用JCZ-1超宽频带地震仪记录的数据，观察到大尺度层块活动的直接证据——大尺度地层垂直同步运动。报告提出：“格尔木地震台2001年11月10日由JCZ-1地震仪采样得到的大空间跨度单脉冲信号与2001年11月14日发生在昆仑山口西M8.1大地震有关联”。报告还特别指出：“大空间跨度单脉冲信号反映的是地球整体同步颤振”。本专利技术设计人将许绍燮院士提供的大空间跨度单脉冲信号波形图与地球自由振荡波形图进行对比后发现，地球球型振荡的波形图特征是具有周期性。其本征振荡频率的频谱反映出的物理机制是地球整体在太空中受某一种能量驱动在某一区域的往复位移运动。地球整体同步颤振的波形图特征是不具有周期性。其大空间跨度单脉冲信号的频谱反映出的物理机制是地球受某一种能量驱动在某一区域的非零加速度单向位移运动。本专利技术设计人通过分析地球整体同步颤振不具有周期性的物理机制认为：“地球整体同步颤振是日地恒星行星动力系统因内部平衡机制的原因地球调整角动量发生的整体颤振，地球在其角动量调整到位后，将保持在日地恒星行星动力系统中角动量平衡的空间位置相对运动”。其原理是天体系统角动量调整时出现的一种天体瞬间单向加速度位移运动的自然现象。其驱动能量直接来源于天体系统；如日地恒星行星动力系统中的太阳、地球外小行星撞击。而地球球型振荡驱动能量却是；如核爆炸、火山爆发、地震等不同自然现象传递的不同形式的、经过转化的能量。既然，天体系统角动量的微小调整能够向地球提供整体同步颤振的能量，那么，天体系统传递到地球的能量就不会自动消失。这个能量将聚集到地球内部运移某一数值的地核流体物质向特定的内地幔方向位移。某一数值的地核流体物质碰撞挤压内地幔形成地球某地区地层岩石
应力陡然增大，就会使某地区岩石破裂而发生地震。2001年11月10日由JCZ-1地震仪采样得到大空间跨度单脉冲信号之后，2001年11月14日果真发生了昆仑山口西M8.1大地震。这充分证明：天体系统的角动量调整是引起地球大地震的“力源”。此类地球大地震应该称之为“天体系统力源地震”，它比地球地层构造地震大若干个数量级。地球表面发生的破坏性大地震都是天体系统力源地震所为。人们应该将具有单脉冲特征的地球球型瞬间颤振信号与地震前兆联系起来。诚然，天体系统角动量的调整能够引起巨大的地球整体同步颤振，那人们为什么没有在地球整体同步颤振时观察到水库中的水突然冲垮大坝呢？这因为，水库中的水跟随地球整体同步相对银河惯性坐标系颤振时，没有相对地球引力场运动，其只受到万有引力的作用。还因为，万有引力比地球引力的分布密度小1011个数量级，其比地球引力对水库中的水的垂直稳定作用小的太多，所以，水库中的水不可能突然冲垮大坝。既然如此，那地球整体同步颤振时出现的信号就必然是一种非常非常微弱的信号。具有机械和电子放大功能的地震仪才能监测到地球整体同步颤振。虽然，JCZ-1地震仪采样得到了大空间跨度单脉冲信号。但是，由于JCZ-1地震仪是宽频带地震仪，其的摆臂还不足100mm，其机械放大倍数小根本不能记录到包含地球整体同步颤振时间、速率、方向等物理数值的信号。JCZ-1地震仪选择BB：20Hz～360s，LP：360Sec～3600Sec的观测频带设想记录动态范围达140dB的所有信号，其愿望是好的，但结果却是什么都记录不清楚。即便地震工作者应用JCZ-1地震仪采样得到了无物理数值的大空间跨度单脉冲信号也是不敢提前发出地震预报的。由此，依据天体系统角动量调整引发地球整体同步颤振原理，人们应该将监测的视角从地球局部地层的震动转移到地球整体颤振。有必要设计制造专门对地球整体同步颤振频段(0～1000Hz)响应的仪器。所制造的仪器不但要能过滤空间背景噪声，而且还要能抵消地球引力场对拾震器投影产生的重力垂直阻尼作用，才能够精确记录到包含地球整体同步颤振时间、速率、方向等的物理数值信号。依据信号中的物理参数，地震工作者才能计算出大空间跨度单脉冲信号所前兆的地震，从而及时发出地震预报。目前，中国专利局2009202923129号专利提出了监测记录地球整体同步颤振大空间跨度单脉冲信号的装置，但其技术方案中对磁悬浮重锤(拾震器)的零摩擦定位设计不够合理，并且，没有附加能抵消地球引力场对拾震器投影产生的重力垂直阻尼作用的装置。经实践证明，其技术方案的预测仪不能记录到包含地球整体颤振时间、速率、方向等物理数值的地球整体颤振单脉冲前兆信号。鉴于此，有必要对2009202923129号专利中磁悬浮重锤(拾震器)的零摩擦定位设计进行改进，并且，还要增加能抵消地球引力场对拾震器投影产生重力垂直阻尼作用的装置。其目的不但要记录到包含地球整体颤振时间、速率、方向等物理数值的单脉冲前兆信号，还要实现对即将发生的地震提供能量、运移方向、速率、释放地点的物理数值信息。
技术实现思路
为了克服2009202923129号专利存在对磁悬浮重锤拾震器零摩擦定位设计的不合理，没有安装能抵消地球引力场对拾震器投影产生重力阻尼作用的装置，以至无法采集记录包括时间、速率、方向等物理数值的地球整体颤振单脉冲前兆信号的缺陷，本专利技术提供一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计。系对拾震器附加一个刚性的、具有反向力偶垂直摆的悬挂装置，从而，既有效抵消了重力对拾震器的垂直阻尼作用，又使拾震器实现了趋近于零摩擦的精确定位。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：1、将支撑刚性单向力偶垂直摆拾震器的支撑台固定连接在浮桶的上端，并且，浮桶整体垂直漂浮在一个容器内的液体中；2、在支撑台的上端面垂直固定连接若干根支撑杆，若干根支撑杆的上端固定连接顶板，顶板的中心点由拉簧悬挂支撑框架；3、在支撑框架的下边框内侧上部中心孔垂直固定连接支撑轴的下部外径，支撑轴上端固定连接锥尖向上的定位锥，定位锥锥尖与支撑模块下端面中心凹点活动点接触，支撑模块外径与组合板的中心孔固定连接，组合板上端面的四边角部位分别固定连接一根上端头向外反向弯曲向下低于定位锥锥尖的力偶摆杆，组合板下端面的四边角分别固定连接一根垂直力矩摆杆；4、若干根力矩摆杆下端头分别与拾震器的上端面四边角部位固定连接。拾震器上端面固定连接无线加速度传感器和无线方位传感器，拾震器下端面固定连接一个电池架，电池架上端面固定连接蓄电池。电池架下端面中心孔固定连接力矩摆杆调整砝码。由力矩摆杆、拾震器、传感器、蓄电池、力矩摆杆调整砝码组成的正向惯性摆锤的力矩数值与力偶摆杆、力偶摆杆调整砝码组成的反向惯性摆锤力矩数值相等；本专利技术一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计的有益效果是：1、利用液体隔离支撑台与地面的接触，能够对一切与地球整体颤振无关的地球表面震动躁声“虚假信号”进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计包括容器(1)，液体(2)，外壳(3)，支撑杆(4)，支撑框架(5)，力偶摆杆(6)，组合板(7)，拉簧(8)，支撑模块(9)，顶板(10)，定位锥(11)，支撑轴(12)，力矩摆杆(13)，力偶摆杆砝码螺丝(14)，力偶摆杆调整砝码(15)，方位传感器节点(16)，拾震器(17)，方位传感器电池(18)，电池架(19)，支撑台(20)，阻力板(21)，液体阀门(22)，底座(23)，力矩摆杆调整砝码(24)，浮桶固定螺母(25)，密封圈(26)，浮桶固定螺丝(27)，力矩摆杆砝码螺丝(28)，加速度传感器电池(29)，加速度传感器节点(30)，支撑脚(31)，浮桶(32)，计算机(33)，无线网关(34)，数据线(35)，其特征在于：底座(23)的下端面边缘按平均角度分别与若干根支撑脚(31)的上端固定连接，底座(23)的中心孔与容器(1)底部中心孔同心相对，底座(23)的上端面与容器(1)的底部下端面由环氧树脂粘合连接，底座(23)的中心孔内置放密封圈(26)，密封圈(26)的内径由下而上穿过一个浮桶固定螺丝(27)，容器(1)的外径下部圆孔内固定连接一个液体阀门(22)，容器(1)无上端面盖，容器(1)内注入液体(2)，液体(2)的液面漂浮一个浮桶(32)，浮桶(32)底部下端面按平均角度垂直固定连接若干个阻力板(21)，浮桶(32)底部中心与浮桶固定螺母(25)上端同心并由环氧树脂粘合连接，浮桶(32)上端面中心与支撑台(20)同心并由环氧树脂粘合连接，支撑台(20)的上端面边缘按均等角度分别与若干根支撑杆(4)下端内径的螺丝紧固连接，若干根支撑杆(4)的上端内径分别固定连接一根螺丝，4根支撑杆(4)的上端内径螺丝分别穿过顶板(10)四边角的圆孔并由螺丝帽紧固连接，顶板(10)的中心孔悬挂拉簧(8)，拉簧(8)下端悬挂支撑框架(5)，支撑框架(5)的下边框内侧上部中心孔与支撑轴(12)的外径下部螺丝固定连接，支撑轴(12)上端与定位锥(11)的底部同心固定连接，定位锥(11)的锥尖与支撑模块(9)下端面中心凹点活动点接触定位，支撑模块(9)的外径与组合板(7)的中心孔固定连接，组合板(7)的4边角分别钻1个孔，4个孔内分别固定连接一根伸出组合板(7)上、下端面的螺丝，组合板(7)上端面的4根螺丝分别与4根力偶摆杆(6)的短杆段端头内径紧固连接，力偶摆杆(6)的横杆段垂直于短杆外弯，力偶摆杆(6)的长杆段垂直于横杆下弯，4根力偶摆杆(6)的长杆段端头垂直向下并低于定位锥(11)的锥尖，4根力偶摆杆(6)的长杆段端头内径分别与一个力偶摆杆砝码螺丝(14)的上部外径紧固连接，4根力偶摆杆砝码螺丝(14)的外径螺纹分别旋入一个力偶摆杆调整砝码(15)，组合板(7)下端面的4根螺丝分别与4根力矩摆杆(13)的上端内径紧固连接，4根力矩摆杆(13)垂直向下，4根力矩摆杆(13)的下端内径分别由螺丝与拾震器(17)的四边角紧固连接，拾震器(17)上端面固定连接一个加速度传感器节点(30)和一个方位传感器节点(16)，拾震器(17)下端面由螺丝固定连接一个电池架(19)，电池架(19)上端面固定连接一个加速度传感器电池(29)和一个方位传感器电池(18)，电池架(19)的中心孔与力矩摆杆砝码螺丝(28)上部外径固定连接，力矩摆杆砝码螺丝(28)外径螺纹旋入一个力矩摆杆调整砝码(24)，外壳(3)是一个有盖无底的圆桶，外壳(3)的下端与底座(23)的上端面边缘由螺丝紧固连接，计算机(33)置放在距离底座(23)＜10m的空间位置中，计算机(33)硬盘内安装加速度传感器(30)、方位传感器(16)的信号数据处理软件和GIS地理信息处理软件以及地球内部能量聚集及传递的数学计算分析软件，无线网关(34)置放在距离底座(23)＜10m的空间位置中，无线网关(34)与计算机(33)之间由数据线(35)联接，若干个支撑脚(31)竖直置放在地球某一板块较稳定积岩上部的地壳表面。...
【技术特征摘要】
1.一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计包括容器(1)，液体(2)，外壳(3)，支撑杆(4)，支撑框架(5)，力偶摆杆(6)，组合板(7)，拉簧(8)，支撑模块(9)，顶板(10)，定位锥(11)，支撑轴(12)，力矩摆杆(13)，力偶摆杆砝码螺丝(14)，力偶摆杆调整砝码(15)，方位传感器节点(16)，拾震器(17)，方位传感器电池(18)，电池架(19)，支撑台(20)，阻力板(21)，液体阀门(22)，底座(23)，力矩摆杆调整砝码(24)，浮桶固定螺母(25)，密封圈(26)，浮桶固定螺丝(27)，力矩摆杆砝码螺丝(28)，加速度传感器电池(29)，加速度传感器节点(30)，支撑脚(31)，浮桶(32)，计算机(33)，无线网关(34)，数据线(35)，其特征在于：底座(23)的下端面边缘按平均角度分别与若干根支撑脚(31)的上端固定连接，底座(23)的中心孔与容器(1)底部中心孔同心相对，底座(23)的上端面与容器(1)的底部下端面由环氧树脂粘合连接，底座(23)的中心孔内置放密封圈(26)，密封圈(26)的内径由下而上穿过一个浮桶固定螺丝(27)，容器(1)的外径下部圆孔内固定连接一个液体阀门(22)，容器(1)无上端面盖，容器(1)内注入液体(2)，液体(2)的液面漂浮一个浮桶(32)，浮桶(32)底部下端面按平均角度垂直固定连接若干个阻力板(21)，浮桶(32)底部中心与浮桶固定螺母(25)上端同心并由环氧树脂粘合连接，浮桶(32)上端面中心与支撑台(20)同心并由环氧树脂粘合连接，支撑台(20)的上端面边缘按均等角度分别与若干根支撑杆(4)下端内径的螺丝紧固连接，若干根支撑杆(4)的上端内径分别固定连接一根螺丝，4根支撑杆(4)的上端内径螺丝分别穿过顶板(10)四边角的圆孔并由螺丝帽紧固连接，顶板(10)的中心孔悬挂拉簧(8)，拉簧(8)下端悬挂支撑框架(5)，支撑框架(5)的下边框内侧上部中心孔与支撑轴(12)的外径下部螺丝固定连接，支撑轴(12)上端与定位锥(11)的底部同心固定连接，定位锥(11)的锥尖与支撑模块(9)下端面中心凹点活动点接触定位，支撑模块(9)的外径与组合板(7)的中心孔固定连接，组合板(7)的4边角分别钻1个孔，4个孔内分别固定连接一根伸出组合板(7)上、下端面的螺丝，组合板(7)上端面的4根螺丝分别与4根力偶摆杆(6)的短杆段端头内径紧固连接，力偶摆杆(6)的横杆段垂直于短杆外弯，力偶摆杆(6)的长杆段垂直于横杆下弯，4根力偶摆杆(6)的长杆段端头垂直向下并低于定位锥(11)的锥尖，4根力偶摆杆(6)的长杆段端头内径分别与一个力偶摆杆砝码螺丝(14)的上部外径紧固连接，4根力偶摆杆砝码螺丝(14)的外径螺纹分别旋入一个力偶摆杆调整砝码(15)，组合板(7)下端面的4根螺丝分别与4根力矩摆杆(13)的上端内径紧固连接，4根<...
【专利技术属性】
技术研发人员：董长军，
申请(专利权)人：嘉兴禾工能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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