一种地震预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种地震预警装置，其特征在于：包括地震信号模拟测试模块、信号采集模块、信号放大模块、滤波模块、阈值检测模块、模数转换模块、主控模块和无线通讯模块；所述信号放大模块的输入端与所述信号采集模块和所述地震信号模拟测试模块的输出端电连接，所述信号放大模块的输出端与所述滤波模块的输入端电连接，所述滤波模块的输出端与所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输入端电连接，所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块与所述无线通讯模块。本实用新型专利技术整个预警装置电路设计体现了干扰抑制力强、温度特性好、性能稳定、响应实时的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种地震预警装置
本技术属地震监测领域，尤其涉及一种地震预警装置。
技术介绍
地震是危及人民生命财产的突发式自然灾害，它不仅会造成巨大的人员伤亡和直接经济损失，还可能诱发海啸、泥石流、火灾、爆炸、列车出轨、核泄漏等严重的次生灾害。因此，做好地震的预防、监测和预报、震前预警工作非常重要。如果依据地震预警判别方式来划分，可以将地震预警分为地震参数预警与地震动阈值预警。地震参数预警需利用台站的P波或S波确定出地震震级、震源深度、震中距等参数，进而确定预警范围与级别。这种预警方式有效性高，但花费的决策时间长。地震动阈值预警则直接利用地震动是否超过给定的阈值来判断是否预警，它既不区分P波与S波震相，也不确定地震的有关参数，如果阈值设置过高则会漏报，设置过低可能会频繁发布小震警报与非地震警报，对于阈值的设定全球没有统一的标准，需要综合考虑震源深度、地质状况、预警区域、预警对象等。
技术实现思路
本技术为了解决以上问题，提供了一种地震预警装置和系统。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种地震预警装置，包括地震信号模拟测试模块、信号采集模块、信号放大模块、滤波模块、阈值检测模块、模数转换模块、主控模块和无线通讯模块；所述信号放大模块的输入端与所述信号采集模块和所述地震信号模拟测试模块的输出端电连接，所述信号放大模块的输出端与所述滤波模块的输入端电连接，所述滤波模块的输出端与所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输入端电连接，所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块与所述无线通讯模块；所述地震信号模拟测试模块，用于地震测试信号的接收和处理；所述信号采集模块，用于采集地震时的P波加速度信号，并将所述P波加速度信号发送至所述信号放大模块；所述信号放大模块，用于接收所述信号采集模块发送的P波加速度信号，并将所述P波加速度信号放大生成放大信号；所述滤波模块，用于对所述放大信号进行滤波和转换；所述阈值检测模块，用于对滤波后的地震信号进行检波；所述模数转换模块，用于对检波后的地震信号转换为数字信号；所述主控模块，基于所述数字信号，生成预警信号；所述无线通讯模块，用于将所述预警信号传送至警报器。作为限定：所述地震信号模拟测试模块包括依次电连接的中央处理器、数模转换器和低通滤波器，所述地震测试信号包括地震波形数据；所述中央处理器，用于接收PC端输出的地震波形数据，并将所述地震波形数据发送至数模转换器；所述数模转换器，用于对所述地震波形数据进行转换，生成地震波模拟信号；所述低通滤波器，用于对所述地震波模拟信号进行滤波。作为限定：所述中央处理器包括AT89S51，所述数模转换器包括AD7846JN。作为限定：所述信号采集模块包括GT02加速度传感器。作为限定：所述信号放大模块包括依次电连接的二阶RC无源低通滤波电路和仪表放大器。作为限定：滤波模块包括依次电连接的低通滤波器和高通滤波器；所述低通滤波器，包括8阶Butterworth低通滤波器；所述高通滤波器，包括8阶Butterworth高通滤波器。作为限定：所述阈值检测模块包括由TL064的两个运放单元组成的精密全波整流电路、由基准电压芯片REF3125和电压比较器LM393构成电平比较电路和由检波二极管D5、滤波电容C34和检波负载R37组成的峰值包络检波电路。作为限定：所述模数转换模块包括ADS1251。作为限定：所述主控模块包括基于TMS320F28335内核的DSP核心板。作为限定：所述无线通讯模块包括基于nRF905的RFC33A。本技术由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本技术为地震预警装置主控电路的硬件设计及模块集成。其中信号放大模块的温度稳定性，是预警装置具备稳定触发特性的基础；单位增益全极点配置的滤波器，能够有效滤除50Hz工频干扰和0.3Hz地脉动干扰，提高了信噪比；采用阈值检测模块具有较高的灵敏度和较快的响应速度；模数转换模块在完成地震信号的高精度采集的同时还能有抑制电路内部的高频噪声；主控模块能够实时完成野值处理及STA/LTA地震事件检测算法；无线通讯模块实现了预警单元内部的远距离无线射频通讯。整个预警装置电路设计体现了干扰抑制力强、温度特性好、性能稳定、响应实时的特点。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术AD621引脚图。图3为本技术AD621内部原理图。图4为本技术二阶RC无源低通滤波电路。图5为本技术RC无源低通滤波电路幅频特性曲线。图6为本技术阈值检测电路原理图。图7为本技术基准电压及电平转换电路原理图。图8为本技术电源设计原理图。图9为本技术加速度传感器的接入方式。图10为本技术低通滤波器幅频特性曲线。图11为本技术高通滤波器幅频特性曲线。图12为本技术滤波电路幅频特性曲线。图13为本技术阈值触发电路测试。图14为本技术阈值触发电路响应时间测试。图15为本技术电压转换电路的转换效果测试。图16为本技术地震模拟信号还原原理框图。图17为本技术地震模拟信号还原原理图。图18为本技术地震模拟信号通过性测试。图19为本技术检波阈值触发电路地震检测效果测试。图中：1-地震信号模拟测试模块，2-信号采集模块，3-信号放大模块，4-滤波模块，5-阈值检测模块，6-模数转换模块，7-主控模块，8-无线通讯模块，9-PC。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。参照图1，一种地震预警装置，该装置包括地震信号模拟测试模块1、信号采集模块2、信号放大模块3、滤波模块4、阈值检测模块5、模数转换模块6、主控模块7和无线通讯模块8。信号放大模块3的输入端与信号采集模块2和地震信号模拟测试模块1的输出端电连接，信号放大模块3的输出端与滤波模块4的输入端电连接，滤波模块4的输出端与模数转换模块6和阈值检测模块5的输入端电连接，模数转换模块6和阈值检测模块5的输出端与主控模块7电连接，主控模块7与无线通讯模块8。地震信号模拟测试模块1，用于对地震测试信号的接收和处理，阈值检测模块5的阈值触发功能进行测试；信号采集模块2，用于采集地震时的P波加速度信号，并将P波加速度信号发送至信号放大模块3。地震信号采集模块2是整个预警单元的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地震预警装置，其特征在于：包括地震信号模拟测试模块、信号采集模块、信号放大模块、滤波模块、阈值检测模块、模数转换模块、主控模块和无线通讯模块；/n所述信号放大模块的输入端与所述信号采集模块和所述地震信号模拟测试模块的输出端电连接，所述信号放大模块的输出端与所述滤波模块的输入端电连接，所述滤波模块的输出端与所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输入端电连接，所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块与所述无线通讯模块；/n所述地震信号模拟测试模块，用于地震测试信号的接收和处理；/n所述信号采集模块，用于采集地震时的P波加速度信号，并将所述P波加速度信号发送至所述信号放大模块；/n所述信号放大模块，用于接收所述信号采集模块发送的P波加速度信号，并将所述P波加速度信号放大生成放大信号；/n所述滤波模块，用于对所述放大信号进行滤波和转换；/n所述阈值检测模块，用于对滤波后的地震信号进行检波；/n所述模数转换模块，用于对检波后的地震信号转换为数字信号；/n所述主控模块，基于所述数字信号，生成预警信号；/n所述无线通讯模块，用于将所述预警信号传送至警报器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种地震预警装置，其特征在于：包括地震信号模拟测试模块、信号采集模块、信号放大模块、滤波模块、阈值检测模块、模数转换模块、主控模块和无线通讯模块；
所述信号放大模块的输入端与所述信号采集模块和所述地震信号模拟测试模块的输出端电连接，所述信号放大模块的输出端与所述滤波模块的输入端电连接，所述滤波模块的输出端与所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输入端电连接，所述模数转换模块和所述阈值检测模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块与所述无线通讯模块；
所述地震信号模拟测试模块，用于地震测试信号的接收和处理；
所述信号采集模块，用于采集地震时的P波加速度信号，并将所述P波加速度信号发送至所述信号放大模块；
所述信号放大模块，用于接收所述信号采集模块发送的P波加速度信号，并将所述P波加速度信号放大生成放大信号；
所述滤波模块，用于对所述放大信号进行滤波和转换；
所述阈值检测模块，用于对滤波后的地震信号进行检波；
所述模数转换模块，用于对检波后的地震信号转换为数字信号；
所述主控模块，基于所述数字信号，生成预警信号；
所述无线通讯模块，用于将所述预警信号传送至警报器。


2.根据权利要求1所述的一种地震预警装置，其特征在于：所述地震信号模拟测试模块包括依次电连接的中央处理器、数模转换器和低通滤波器，所述地震测试信号包括地震波形数据；
所述中央处理器，用于接收PC端输出的地震波形数据，并将所述地震波形数据发送至数模转换器；
所述数模转换器，用于对所述地震波形数据进行转换，生成地震波模拟信号；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：段荣霞，刘美全，冯长江，濮霞，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：新型
国别省市：河北;13