一种磁悬浮重锤颤动动能原理的大地震预测仪制造技术

一种磁悬浮重锤颤动动能原理的大地震预测仪，核心部件的重锤由绝缘筒内底部的磁悬浮装置支撑，绝缘筒内壁固定连接若干个动能传感器，若干个动能传感器的空隙之间悬浮重锤，若干个动能传感器不接触重锤的外径，绝缘筒盖板上端面中心部位固定连接指南针，盖板上端面刻划分度线，绝缘筒竖直固定在水平台上部，水平台置放在潜浮球上部隔舱的液体液面上，潜浮球下部隔舱装载实物体，潜浮球潜浮在液体池内的液体中，液体池建在地壳中，电缆及数据线由潜浮球底部穿出延伸到地面，电缆与电源连接，数据线与信号处理器连接后与计算机连接，可作为捕获地震前兆信号进行地震预测、预报的仪器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用液浮水平台和磁悬浮装置支撑重锤的大地震预测仪。具体的说，是采用液浮加磁悬浮支撑的重锤颤动撞击动能传感器，以动能传感器准确记录重锤颤动速率的数值和动能释放的方向，并通过计算机内地震模型数字化信息处理软件的计算得出将发生强震(里氏5.0级以上)的区域、时刻、震级数据的大地震预测仪。该仪器适用于仪表设备制造领域。
技术介绍
公元132年，中国人张衡(Zhang Heng 78-139)专利技术候风地动仪开创了人类对地震的研究。基于对地震波的认识，19世纪下半叶人们专利技术了地震仪(seismograph)。地震仪利用实物体的惯性原理记录地震波引起的地面位移运动。 在近十几年，人们将传感器和电子技术引入到地震仪，人们用这些宽频带、高精度的地震仪在对地震波的研究中逐步的了解了地球内部的结构。但是，现有地震仪无法区别哪一个震动波信号与即将发生的大地震有关联。以致至今人们都不能对大地震进行临震的短期预报。 用仪器捕捉地震前兆信号，需要在理论上明确哪一个震动波信号是确定性的地震前兆信号。在此之前，由于没有人知道地震发生的机理，因此，有关地震前兆信号的信息还是一片空白。 受中国汶川“5.12”大地震的震撼，中国地震学会会员董长军(DongChang Jun 1953--)对地震的成因提出了一个具有因果关系数学解的地震模型，并总结出“由于太阳的活动引起地球-太阳动力系统瞬间调整角动量平衡，地球向系统质心位移或反方向位移速率的突然变化产生整体颤动，造成地球内部流体物质相对地球引力场流动挤压地球外壳并使外壳破裂产生震动波形成地震”的理论。该理论的核心要点是 1地-太行星动力系统质心模型 董长军描述的地-太行星动力系统质心模型是依据高顺福等学者提出的氢原子质心模型建立的。如图1、图2所示，在地球和太阳之间的万有引力作用下，地球和太阳共同绕质心c运动，其系统内有两个转动分量。一个是地球md的角动量pd，另一个则是太阳mt的角动量pt。地-太行星动力系统的总角动量Pz和总动能Ez等于地球和太阳二者的角动量和动能的总和 Pz＝G mdrd2ωd+G mtrt2ωt(2-1) Ez＝G 1/2mdrd2ωd2+G 1/2mtrt2ωt2(2-2) (式中md和mt分别表示地球和太阳的质量，rd和rt分别为地球和太阳到它们的质心c的距离，ωd和ωt分别是地球和太阳绕着质心c运动的角速度，G是引力常数)。 如果用r表示地球与太阳之间的距离，那么 r＝rd+rt(2-3) 根据质心的定义，可得 rd＝mt/(md+mt)×r (2-4) rt＝md/(md+mt)×r (2-5) 按照角动量守恒定律，这两个角动量的数值应该是相等的，即 pd＝pt (2-6) 或G mdrd2ωd＝G mtrt2ωt(2-7) 由于已知地球md＝5.976×1024kg，地球ωd＝2.0×10-7rad·s-1，地球与太阳之间的距离r＝1.496×1011M。 于是，根据式(2-4)，地球到质心c的距离有 rd＝mt/(md+mt)×r＝2.0×1030kg/(5.976×1024kg+2.0×1030kg)×1.496×1011M＝0.999997×1.496×1011M＝1.495995×1011M 计算太阳mt相对和md共同的质心c的距离rt，根据式(2-5)，太阳到质心c的距离rt有 rt＝md/(md+mt)×r＝5.976×1024/(5.976×1024kg+2.0×1030kg)×1.496×1011M＝2.988×10-6×1.496×1011M＝4.47×105M 计算地球的角动量pd数值，因为有pd＝G mdrd2ωd，所以 pd＝6.67×10-11×5.976×1024kg×(1.495995×1011M)2× 2.0×10-7rad/s＝1.784×1030kg·M2·s-1 计算太阳的角速度ωt数值，因为有ωt＝G mdrd2ωd/G mtrt2所以ωt＝1.784×1030kg·M2·s-1/6.67×10-11×2.0×1030kg×(4.47×105M)2 ＝0.06694rad·s-1 计算太阳的角动量pd数值，因为有pt＝G mtrt2ωt，所以 pt＝6.67×10-11×2.0×1030kg×(4.47×105M)2×0.06694rad·s-1 ＝1.784×1030kg·M2·s-1 计算所得数据表明pd＝pt。如果pd＝pt永恒不变，则地-太行星动力系统将永远保持稳态运行。但事实上pd和pt经常都在变化。例如，地球地表上的水每天的蒸发量都有1.17×1015kg。这些蒸发掉的水脱离了地-太行星动力系统，造成了地球质量数值的减小。当然，停留在地球周围空间的水蒸气如遇气流变化即可产生降雨和降雪。地球每天的降水量由历年水文资料统计大约也为1.17×1015kg，几乎与每天蒸发量相等。然而，当地球上某一地区形成飓风和台风，某一天中的降水量是平常平均每天降水量的5倍，那么，除了其中一天的降水量与当天的蒸发量相抵销外，地球将会增加质量4.68×1015kg。这样，由于角动量守恒，地-太行星动力系统会自行调整角动量的平衡。受8大行星角动量的制约，太阳不会轻易调整它的总角动量pt1。最终，地-太行星动力系统只有调整地球的角动量pd。地球调整pd是向地-太行星动力系统质心c靠拢缩短距离rd，如图2所示。 根据地球质量md与其到质心c距离的对应关系，地球md每增加1kg，地球rd缩短Δrd，于是 Δrd＝1.495995×1011M/5.976×1024kg＝0.25×10-13M 所以，rd缩短的距离rdk为 rdk＝0.25×10-13M×4.68×1015kg＝117M 当然，地球某一天中增加的4.68×1015kg降水是在86400s之内落向地球的。地球一天内位移117M，其位移速率v为0.0013M/s。尽管，地球向质心c位移117M后会立刻停止位移。但由于其位移速率v的数值很小，地球突然停止位移其速率等于零时不会引起数值巨大的惯性动能释放。不会造成地球整体的颤动。 然而，在某一时刻由于太阳黑子活动等原因引起太阳pt的数值增大或减小，此时，由于系统总角动量守恒，地-太行星动力系统中的地球必定迅速调整pd。如果地球以50M·s-1的速率向系统质心c的方向或相反方向位移，并在其pd数值调整到位时位移速率突然变为零，此时，地球因巨大的惯性动能释放将产生整体颤动！地球向着系统质心c的方向或反方向位移颤动的惯性动能Eg可由下式求出 Eg＝G 1/2mdv2(2-8) Eg＝G 1/2mdv2＝6.67×10-11×0.5×5.976×1024kg×(50M·s-1)2 ＝4.98×1017j (式中G是引力常数，地球只受到万有引力的作用，因此，式中引入G)。 地球整体颤动动能Eg数值的大小，取决于其在位移时速率v的数值。v的数值越大，动能Eg数值越大。地球因整体颤动引起数值为4.98×1017j的Eg，但是Eg的分布区域大，单位体积中Eg的量值小，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁悬浮重锤颤动动能原理的大地震预测仪包括地壳（１），液体池（２），防腐液（３），缓冲弹簧（４），水平台（５），固定螺丝（６），绝缘筒（７），动能传感器（８），重锤（９），压力传感器（１０），凹槽磁铁（１１），摄像头（１２），指南针（１３），电磁铁（１４），磁铁（１５），盖板（１６），照明灯（１７），水平台磁铁（１８），潜浮球（１９），法兰盘（２０），密封圈（２１），法兰盘（２２），固定螺丝（２３），缓冲弹簧（２４），阻力板（２５），液体（２６），隔舱板（２７），实物体（２）的上端面刻划若干条刻度线，潜浮球（１９）上半球壳内侧中心部位由螺丝固定连接１个摄像头（１２），摄像头（１２）旁边由螺丝固定连接１个照明灯（１７），潜浮球（１９）的上半球壳的接口外边缘焊接固定１个法兰盘（２０），潜浮球（１９）的下半球壳的接口外边缘焊接固定１个法兰盘（２２），上、下法兰盘（２０）、（２２）的端面上钻若干个螺丝孔，上、下法兰盘（２０）、（２２）之间置放１个密封圈（２１），上、下法兰盘（２０）、（２２）由固定螺丝（２３）固定连接，潜浮球（１９）的下半球壳的外侧用钢丝绳（３０）悬挂１个浮力调节器（３４），浮力调节器（３４）是１个容器，浮力调节器（３４）的外壳连接导气管（３２）和导液体管（３３），导气管（３２）和导液体管（３３）沿液体池（２）内壁延伸到地壳（１）的表面，照明灯（１７）、动能传感器（８）、垂直动能传感器（１０）、摄像头（１２）的电缆（３５）和数据线（３６）集中为一束穿过导线管（２９）内径并经防水密封处理，电缆（３５）和数据线（３６）的引出线沿液体池（２）内壁延伸到地壳（１）的表面，电缆（３５）与电源插口连接，数据线（３６）与安放在地面工作台上的信号处理器（３７）的插口连接，信号处理器（３７）的引出数据线与安放在地面工作台上的计算机（３８）的插口连接，计算机（３８）硬盘内安装地球地震模型数据表及地球内部能量聚集及传递的数学计算公式专用程序软件。８），导线管（２９），钢丝绳（３０），密封螺帽（３１），导气管（３２），导液体管（３３），浮力调节器（３４），电缆（３５），数据线号（３６），信处理器（３７），计算机（３８），其特征在于：地壳（１）是地球表面土层，地壳（１）深埋液体池（２），液体池（２）的底部与地球的稳定积岩固定连接，液体池（２）内注入防腐液体（３），潜浮球（１９）潜浮在防腐液体（３）中，潜浮球（１９）由上半球壳和...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董长军，
申请(专利权)人：董长军，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]