基于流体感应机构的地震预警系统技术方案

本发明专利技术公开了基于流体感应机构的地震预警系统，包括壳体、支撑柱、进水管和出水管，进水管水平段连接有储水箱，储水箱的最低点高于壳体的最高点，储水箱内部的顶面和底面上竖直设置有若干电极板，储水箱顶部还设置有接水漏斗；壳体内设置有若干倾斜放置的挡板，且相邻两个挡板的倾斜方向不同，挡板将壳体的内部空间自上而下分隔成若干隔室，挡板上设置有过水孔，过水孔连通相邻的两个隔室。本发明专利技术能够满足山区复杂地形的地形监测需求，通过水流流经壳体内部的时间差能够判断出地震预测装置的轻微倾斜，提高了监测的准确性；同时，接水漏斗能够在下雨时储存水量，达到了合理利用雨水的目的，节约了运行成本，降低了监测成本。

【技术实现步骤摘要】
基于流体感应机构的地震预警系统
本专利技术涉及地震预测设备领域，具体涉及基于流体感应机构的地震预警系统。
技术介绍
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远，以至于人们感觉不到；能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。地震所带来的灾害可能是巨大的，因此如何预测地震一直是科学家们想要解决的问题。目前，预测地震的方式多样，其中一种是通过监测地面倾斜程度的变化以判断某一区域的土地是否产生移动，这种地震预测装置通常放置在地形较复杂的山区。但是现有的预测装置不仅不适合山区复杂的地形，同时没有合理地利用山区丰富的雨水资源，导致监测成本高，不具备推广价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于流体感应机构的地震预警系统，以解决现有的地震预测装置不适合山区复杂地形同时监测成本高、不具备普遍的应用价值的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：基于流体感应机构的地震预警系统，包括壳体，所述壳体下表面固定连接有四根支撑柱，壳体顶部设置有进水管，壳体底部设置有出水管，所述进水管包括进水管水平段和进水管竖直段，所述进水管水平段连接有储水箱，所述储水箱的最低点高于壳体的最高点，储水箱内部的顶面和底面上竖直设置有若干电极板，储水箱顶部还设置有接水漏斗；壳体内设置有若干倾斜放置的挡板，且相邻两个挡板的倾斜方向不同，挡板将壳体的内部空间自上而下分隔成若干隔室，挡板上设置有过水孔，所述过水孔连通相邻的两个隔室。现有技术虽然能够根据地形的倾斜变化程度判断地形的走势从而预测是否会发生地震，但是这类装置通常不适用于复杂的山区地形。例如，通过红外线检测地形水平程度，但是这种检测在每次测量时均需要找到原始标记点，而原始标记点可能由于地形的变化或者环境的变化而改变，造成测量不准确，甚至原始标记点会被野生动物给破坏掉。同时，现有技术未能合理地利用山区丰富的雨水资源，不能做到长时间持续的监测，监测成本高，不具备广泛地推广价值。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种新型地震预测装置。该装置同样具备壳体、固定连接在壳体下表面的四根支撑柱，设置在壳体顶部的进水管和设置在壳体底部的出水管，进水管和出水管上均设置有相应的阀门以开关进水管和出水管。不同的是，该装置内部设置有若干倾斜放置的挡板，术语倾斜是指挡板并非水平放置，而是与水平面具有一定的夹角，优选地，挡板与水平面的夹角为5-15°，挡板的个数为7-15个。具体设置时，夹角与挡板数目是相匹配的，例如夹角为7°，挡板为15个，其目的是使水流缓慢的流过各个挡板，延长水流在壳体内的时间以产生较大的时间差，用于判断地震预测装置是否倾斜，下文将详细说明。相邻两个挡板的倾斜方向不同是为了提高监测的准确性，无论地震预测装置朝哪个方向略微倾斜，水流流经挡板的区域均会发生改变，因而在壳体内的时间也会产生差异。挡板将壳体的内部空间自上而下分隔成若干隔室，即挡板的侧面与壳体的内壁连接，若干挡板则将壳体的内部空间分成自上而下的若干个隔室，挡板上设置的过水孔用于水流从位于上方的隔室流向位于下方的隔室，过流孔的形状可以为长条形。该地震预测装置的作用原理是，向壳体内通入水流，水流流过一个挡板的部分区域后从过流孔流入下一个挡板上，依次流过各挡板后最终从出水管中流出。由于水流仅会在重力的作用下在挡板的一部分上流过，若地震预测装置产生倾斜，无论朝哪个方向倾斜，所有的挡板与水平面之间的夹角均会产生变化，那么水流流过各挡板上的区域、时间也会产生变化，从而流经壳体内部的总时间也会产生变化。在一定时间段例如一天或几天对流经壳体内部的总时间进行监测并记录，即可对地形的倾斜程度做到监控。具体地，根据不同的地形选择支撑柱插入土层的深度以保持壳体底面平行于水平面，这个状态为初始状态。安装完成后，向壳体内通入一定量的水。之后开启阀门，并记录时间T1，之后等待水流从出水管中流出，流出第一滴水时记录时间T2，通过进水管的流速可以根据实际情况通过阀门进行调整，但需要确保每次测量的流量和通过进水管的流速大致相同，并使水流流经壳体内部空间的时间差足够长，通常时间差为3～6分钟。通过T2与T1得到时间差△T0。之后巡查人员在一定时间段后再次检测△T，通过观察△T的变化以判断地震预测装置是否倾斜，若数据显示△T逐渐增大或逐渐减小则很可能是地形在逐渐变化，若△T骤变，在排除装置明显受损的可能性时，需要提高警惕、密切观察，并结合该地区设置的其他地震预测装置是否存在相同的情况以进一步判断。通过上述结构能够满足山区复杂地形的地形监测需求，通过水流流经壳体内部的时间差能够判断出地震预测装置的轻微倾斜，提高了监测的准确性。由于监测过程中大部分时候使用的水流均为雨水，而雨水多为酸性且含有钙离子、镁离子，随着使用时间的增长，钙离子和镁离子容易在壳体内的挡板上形成水垢，而酸性容易腐蚀壳体内部及挡板。上述情况均会造成挡板表面的不再平整、增大对水流的阻力，从而改变了流经壳体的总时间，导致测量结果不准确。为了解决这个问题，本专利技术通过将进入壳体内的雨水进行电絮凝预处理单元以消除雨水中大部分的离子，从而避免水垢和腐蚀的产生。电絮凝技术为现有技术，其反应原理是在直流电的作用下，阳极产生铝或铁离子，在经过一系列的水解、聚合的氧化过程后，生成羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，这些物质形成絮凝状物质，能够吸附并分离水中的细菌、灰尘、及部分有害物质，达到净化水的目的。通过电絮凝技术形成的絮凝剂即可将雨水中的部分盐离子、灰尘、粉尘和细菌吸附。具体地，进水管水平段连接有储水箱，储水箱的最低点高于壳体的最高点使得开启阀门后，水流在重力的作用下能自动向壳体内流动，这种设计为非能动设计，无需使用水泵，节省了能源。储水箱内的顶面和底面上设置有若干电极板，通过给电极板通电，在阳极区生成铝或铁离子，进一步形成羟基络合物等絮凝状物质，絮凝状物质吸附雨水中的细菌、灰尘、部分盐离子，使得这部分污染物脱离雨水，达到净化雨水的目的，之后絮凝状物质通过滤网、电极板的拦截而停留在储水箱中，而净化的雨水能够通过进水管进入壳体中用于测量时间差，起到了防止挡板或壳体内部被腐蚀或形成水垢的作用。电絮凝的电源可以由太阳能、风能等能源提供，具体根据山区地形特点设置，也可以通过一个太阳能发电站同时提供多个地震预测装置的能源，由于上述技术均为现有技术，不再赘述。储水箱顶部设置有接水漏斗，接水漏斗直径自上而下逐渐减小的结构，较大的开口直径能够扩大雨水的采集面积，增加储水箱的雨水收集。由此可见，通过在储水箱中设置电极板，能够达到净化雨水的效果，避免雨水在壳体内部或挡板上形成水垢或腐蚀，能够更进一步地延长设备的使用寿命，提高数据收集的准确性。进一步地，还包括向上开口的保护管，支撑柱底端穿过保护管顶端的开口且伸入保护管内部，保护管与支撑柱同轴，保护管顶端开口的直径为支撑柱直径的1.5～2倍；支撑柱底端通过第二弹簧与保护管的底部连接，支撑柱的侧面通过第一弹簧与保护管的内壁连接。当所在区域的风力较强时，由于预测装置与其支撑柱之间采用刚性连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于流体感应机构的地震预警系统，包括壳体(8)，所述壳体(8)下表面固定连接有四根支撑柱(2)，壳体(8)顶部设置有进水管(13)，壳体(8)底部设置有出水管(10)，其特征在于，所述进水管(13)包括进水管水平段和进水管竖直段，所述进水管水平段连接有储水箱(14)，所述储水箱(14)的最低点高于壳体(8)的最高点，储水箱(14)内部的顶面和底面上竖直设置有若干电极板(15)，储水箱(14)顶部还设置有接水漏斗(9)；壳体(8)内设置有若干倾斜放置的挡板(3)，且相邻两个挡板(3)的倾斜方向不同，挡板(3)将壳体(8)的内部空间自上而下分隔成若干隔室，挡板(3)上设置有过水孔(6)，所述过水孔(6)连通相邻的两个隔室。

【技术特征摘要】
1.基于流体感应机构的地震预警系统，包括壳体(8)，所述壳体(8)下表面固定连接有四根支撑柱(2)，壳体(8)顶部设置有进水管(13)，壳体(8)底部设置有出水管(10)，其特征在于，所述进水管(13)包括进水管水平段和进水管竖直段，所述进水管水平段连接有储水箱(14)，所述储水箱(14)的最低点高于壳体(8)的最高点，储水箱(14)内部的顶面和底面上竖直设置有若干电极板(15)，储水箱(14)顶部还设置有接水漏斗(9)；壳体(8)内设置有若干倾斜放置的挡板(3)，且相邻两个挡板(3)的倾斜方向不同，挡板(3)将壳体(8)的内部空间自上而下分隔成若干隔室，挡板(3)上设置有过水孔(6)，所述过水孔(6)连通相邻的两个隔室。2.根据权利要求1所述的基于流体感应机构的地震预警系统，其特征在于，还包括向上开口的保护管(1)，支撑柱(2)底端穿过保护管(1)顶端的开口且伸入保护管(1)内部，保护管(1)与支撑柱(2)同轴，保护管(1)顶端开口的直径为支撑柱(2)直径的1.5～2倍；支撑柱(2)底端通过第二弹簧(5)与保护管(1)的底部连接，支撑柱(2)的侧面通过第一弹簧(4)与保护管(1)的内壁连接。3.根据权利要求2所述的基于流体感应机构的地震预警系统，其特征在于，所述第二弹簧(5)为张紧弹簧，每个保护管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，
申请(专利权)人：成都点点通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51