A szeizmográf egy ingából, például egy acélsúlyból áll, amelyet egy rugóval vagy vékony huzallal függesztenek fel egy szilárdan a talajba rögzített állványra. Az inga egy tollal van összekötve, amely folyamatos vonalat húz egy papírcsíkra. Amikor a talaj gyorsan rezeg, a papír vele együtt remeg, de az inga és a toll tehetetlenség hatására mozdulatlan marad. A papíron hullámos vonal jelenik meg, amely a talaj rezgését tükrözi. A vonalrajzoló toll alatt lassan forgó dobra szerelt papírszalagon lévő görbét szeizmogramnak nevezzük.
A szeizmográf működése azon az elven alapul, hogy a szabadon felfüggesztett ingák földrengések alatt szinte mozdulatlanok maradnak. A felső szeizmográf vízszintes, az alsó szeizmográf pedig a föld függőleges rezgéseit rögzíti.
Három, körülbelül 20 cm magas piros dob szeizmográf vevőegység egy modern szeizmikus állomáson. Az álló dob a talaj függőleges rezgéseit kapja az egyik fekvő dobon észak-déli irányban, a másikon kelet-nyugati irányban. A közelben álló készülék a leglassabb földalatti eltolódásokat regisztrálja, amit a másik három vevő nem érzékel. Mind a négy műszer leolvasott adatait összetett elektronikus eszközökre továbbítják a szeizmogram rögzítésére.
1891-ben a Japánban valaha feljegyzett egyik legerősebb földrengés nagy területeket pusztított el Tokiótól nyugatra. Egy szemtanú így jellemezte a pusztítást: „A felszínen mély lyukak keletkeztek, amelyek az alföldet védték az árvíztől, szinte az összes ház megsemmisült, a hegyek lejtői 10 000 ember halt meg, 20 000 megsérült.
Az 1983. november 8-án 1 órakor rázott földrengés szeizmogramja. 49 m. Belgium, Hollandia és Észak-Rajna-Vesztfália, a hamburgi szeizmikus állomás rögzítette. A felső görbe függőleges, az alsó görbe vízszintes oszcillációkat mutat. Két ember meghalt a földrengésben.
A katasztrófa következményeit tanulmányozó japán geológusok meglepődve tapasztalták, hogy nincs egyértelműen meghatározott epicentrum. A felületet mintegy 110 km hosszú, szinte egyenes hasadék vágta, mintha egy óriási késsel két részre vágták volna, és a vágás szélei egymáshoz képest eltolódtak. „A föld – számolt be az egyik geológus – hatalmas tömbökre szakadt és megemelkedett. Úgy néz ki, mint egy óriási vakond nyoma korábban egymás mellett álltak kelet-nyugati irányban, most már jelentős távolságra találták magukat, és az észak-déli tengely mentén a földrengés egyiküket északra, másikukat délre mozgatta.
Felhasználás: szeizmológia, a földkéreg vibrációs mozgásának monitorozására és rögzítésére különböző dinamikus folyamatok során mind a felszínen, mind a talajtömegeken belül, valamint bármilyen technológiai berendezés, beleértve az atomreaktorokat is. A találmány lényege: hermetikus házat tartalmaz, amelyben alváz, inga, csillapító berendezés, inga elmozdulás jeladó, gravitációs nyomaték kompenzációs egység, gördülő egység, valamint a vezérlőközpont felé történő kommunikációs és információátviteli elemek találhatók. Az ingán elhelyezett 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 háza a védelmi funkciói mellett az alváz saját rezonanciafrekvenciájának minőségi tényezőjének csökkentésében is szerepet játszik egy rögzítési rendszer alkalmazásával, valamint az alváz házba való könnyű préselése miatt. Az egységek kompakt elhelyezése az inga formaválasztásának köszönhető: ferde végű titán cső technológiai és rögzítési furatokkal, valamint a gördülő egység megvalósítása: egy pár kés, amelyek közül az egyik mereven rögzítve az inga hengeres alakjához, a másik pedig az alvázhoz csatlakozik, és a kések egymáshoz képest vannak elhelyezve azzal a lehetőséggel, hogy lekerekített éleik középvonalát egy egyenesbe állítsák. 6 ill.
A találmány szeizmológiára, különösen szeizmikus jelvevők tervezésére vonatkozik, és felhasználható a földkéreg vibrációs mozgásának monitorozására és rögzítésére a különböző dinamikus folyamatok során mind a felszínen, mind a talajtömegeken belül, valamint bármilyen technológiai berendezés, beleértve az atomreaktorokat is. A VEGIK szeizmográf a robbanások szeizmikus hatásának tanulmányozásáról, valamint az első típusú földrengések és mikroszeizmák rögzítéséről ismert. A szeizmográf két pár egymásra merőleges vékony acéllemezen (keresztrugalmas csuklópánt) állványra felfüggesztett ingát tartalmaz, amelyek az inga forgástengelyét alkotják. A függőleges rezgések rögzítéséhez a forgástengely vízszintes, az inga pedig vízszintes helyzetben van (a forgástengellyel azonos vízszintes síkban lévő súlypontot acél csavarrugó segítségével tartják). Az inga egyensúlyi helyzetét a rugó feszességét megváltoztató csavar, a természetes lengés időtartamát (T 1 = 0,8-2 s) pedig a rugó dőlésszögének változtatásával és a függőacél változtatásával állítjuk be. tányérok. A vízszintes rezgések rögzítéséhez a rugót eltávolítjuk az ingáról, a készüléket 90°-kal elforgatjuk és három rögzítőcsavarra helyezzük. Az inga könnyű duralumínium formában végződik, melynek végére egy plexiből készült könnyű hengeres keret van mereven rögzítve, amelyre két tekercs (tekercs) vékony zománcozott rézhuzal van feltekerve. A tekercs egy állandó mágnes hengeres légrésében található. Az egyik tekercs az inga mozgásának rögzítésére szolgál, a másik a csillapításának beállítására szolgál. Az állványokkal és mágnessel ellátott inga lapos keretre van felszerelve, amely mereven egy fém tokba van rögzítve. Az egyik oldalfal az inga állapotának figyelésére plexiből készült. A rezgéseket általában kis méretű galvanométerekkel rögzítik. Az ismert szeizmográf hátránya az alacsony megbízhatóság a kereszt alakú felfüggesztés miatt. Az éles rezgések (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 hasonló nagyságrendű tömegből álló ingát tartalmaz. Az inga lapos alumínium keret formájában készül, melynek egyik oldalán lyukak vannak fúrva a súlycsökkentés érdekében. A szilárdság érdekében a keret merevítő bordákkal rendelkezik. A keretre szerelt és radiális golyóscsapágyakba szerelt sárgaréz tengelytengelyek alkotják az inga forgástengelyét. Az ingára szerelt, elektrolitikus rézből készült hengeres keret a saját rezgések csillapítására szolgál. A keret köré egy lapos indukciós tekercs van feltekerve vékony zománcozott rézhuzallal, amely konverterként szolgál. Az inga egy sárgaréz konzol foglalataiban lévő csapágyakra van felszerelve, mereven rögzítve a Magnico ötvözetből készült, patkó alakú állandó mágnes pólusdarabjaihoz. A lágyvas pólusdarabok BF ragasztóval vannak a mágnesre ragasztva. A konzolra két vezetőrúdon egy hengeres lágyvas mag is fel van szerelve. A pólusdarabok és a mag közötti légrésben egyenletes radiális mágneses tér jön létre. Mágnesezéskor 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 törését. Ebben a résben van egy réz csappantyúkeret, átalakító indukciós tekercsével. Egy ilyen felfüggesztési rendszernél az inga az egyensúlyi helyzetből mindkét irányban 30 o-os szögelfordulásokkal oszcillál anélkül, hogy a határolókat (konzolt) érintené. A keretben (alváz) lévő mélyedésbe egy ingával ellátott mágnest helyeznek be, és keresztrúddal és csavarokkal mereven rögzítik hozzá. Az indukciós tekercs végeit a kereten lévő blokkhoz hozzák ki. Egy kábel csatlakozik hozzá, amelyet a keretben lévő lezárt tömszelencén vezetnek át. A kerethez gumitömítésen keresztül nem mágneses anyagból készült védőburkolat van csavarozva, amely 2 atm nyomásig biztosítja a készülék tömítettségét. A keretben van egy fogantyú a készülék szállításához. Az egymáshoz mereven kapcsolódó tartó, mágnes, keret és ház képezi a készülék alapját, amely a mérés során követi a tárgy mozgását, miközben az inga nyugalmi helyzetben marad. Az indukciós tekercsben egy EMF gerjesztődik, arányos az alap mozgási sebességével az ingához képest. Ez az EMF a magnetoelektromos oszcilloszkóp (rögzítő) galvanométer kapcsaihoz kerül. Az ismert szeizmográf hátránya az alacsony érzékenység, ami 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 tehermentesítő kapacitás és a műszaki megvalósíthatóság elhelyezés függőleges csatornákban és kutakban (méretcsökkentés). Az 1. ábra a szeizmográf tervezési diagramját mutatja; 2. ábra - gördülő egység; 3. ábra - metszet a 2. ábra A-A mentén; 4. ábra - I. csomópont a 3. ábrán; 5. ábra - metszet a 2. ábra B-B mentén; a 6. ábrán - II csomópont az 5. ábrán. A szeizmográf egy merev hengeres 1 testből áll (tömített), amely a 4 kutatási tárgyhoz 2 szorítógyűrűn keresztül 3 csapokkal van rögzítve. Az 1 ház belsejében egy 5 alváz található, amely egy menetes 6 reteszelőgyűrűvel van az 1 házhoz rögzítve, és egy felső tömített 7 fedéllel rögzítve van. Az 1 ház és az alváz kölcsönös mozgásának kiküszöbölése érdekében Az anyagok hőmérsékleti tágulási együtthatói, egy 400 N erővel előfeszített lapos rugót 8 biztosítunk, amely a karosszéria alja 1 és az alváz 5 között helyezkedik el. Szerkezeti nyelv és horony (pozíció nélkül) ezt a kapcsolatot megakadályozzák az 5 alváz elfordulását az 1 testhez képest. Az 1 karosszéria belsejében egy titáncsőből készült, ferde végű 9 inga található, amelynek kialakító felületén technológiai és rögzítési furatok vannak. A 9 inga 11 titánkonzollal csatlakozik a 10 gördülő egységhez. A szeizmográf az inga mozgását mérő mérőátalakítóval, csillapító berendezéssel, gravitációs nyomaték kompenzációs egységgel, valamint kommunikációs és információtovábbítási elemekkel rendelkezik. Irányító központ. A 9 inga tartószerkezetére a súlyponton áthaladó vízszintes síkhoz képest szimmetrikusan a súlyponttól távolodva a következő elemek vannak felszerelve: az elmozdulás-átalakító 12 kontaktorja (söntrésze), 13 keret vezetőképes, nem mágneses anyagból készült, a kompenzációs egység 14 teljesítménytekercsével és 15 passzív elemmel (rézlemez) csillapító berendezéssel. Ezenkívül a 9 inga olyan elemeket tartalmaz, amelyek növelik az inga merevségét, valamint az inga kiegyensúlyozására szolgáló elemeket (nincs ábrázolva). Az illeszkedő részek az alvázhoz vannak rögzítve 5: tekercsek 16 - aktív elmozdulás-átalakító rendszerek, mágneses rendszerek 17 gravitációs nyomaték kompenzációs egység, mágneses rendszer 18 csillapító berendezés, a 9 inga 10 gördülő egysége (felfüggesztése), mágneses árnyékolók 19, sorkapcsok (nincs ábrázolva) és tartóelemek (nincs ábrázolva) a huzalvezetéshez (kommunikációs és átviteli elemek információkat a vezérlőközpontba). Aktív rendszerek- az elmozdulás-átalakító 16 tekercsei egy U-alakú elektrolitikus acél mágneses magból, egy PNET - KSOT huzalból készült, egyenként 150 fordulatot tartalmazó tekercsből és egy mágneses tartóból állnak huzalrögzítő elemekkel. A tartó kialakítása olyan elemeket tartalmaz, amelyek növelik a merevségét (például további merevítők formájában). A gravitációs kompenzációs egység 17 mágneses rendszerei koaxiális-hengeres szerkezet formájában készülnek, gyűrűs mágnessel (10 NDK 35T5A anyagból) és mágneses magokkal (49 KF 2 ötvözetből), amelyek hengeres munkarést biztosítanak indukcióval mágneses mező 1 Tl. A 17 mágneses rendszer burkolata (pozíció nélkül) titánötvözetből készül. A mágneses rendszer részeit speciális ragasztóval kötik össze, amely akár 400 o C-ig is ellenáll (például K-400). Ezenkívül a kompenzációs egység örvényáramú indukciós hajtás formájában is elkészíthető, amelynek állórésze mereven rögzítve van az alvázhoz. A 18 csillapító berendezés mágneses rendszerei O-alakú mágneses áramkör formájában készülnek sorba kapcsolt mágnespárral. A mágneses rendszer rögzítőelemei lehetővé teszik a csillapítás beállítását a működő mágneses fluxus egy részének tolatásával. A 19 mágneses ernyők St10 acélból készült lemezek, és úgy vannak kialakítva, hogy gyengítsék a mágneses rendszerek szórt mezőinek hatását a passzív elemekre - az inga elmozdulás-átalakító 12 kontaktorjaira. A sorkapocs kerámiából készült, és kapcsokat hordoz, amelyekhez a vezetékek ellenálláshegesztéssel csatlakoznak. A huzalvezető tartóelemek kerámiából készülnek, és magán az alvázon 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 van egy rendszer (beállítás) a lekerekített élek középvonalának (a kések tengelyeinek) függőleges igazítására - egy 23 anya és vízszintesen a 21 kés hossztengelye körüli forgatásával 24 speciális furatba illesztett rudakkal. Az ingafelfüggesztés tartóegysége P18 acélból készült, HRC 65 egységre edzett, és a 20 támasztókéshez 25 párnákat, 26 lemezeket - a vízszintes mozgások határolóit tartalmazó szerkezet. kés, 27 horony a 22 erőrugó elhelyezéséhez és 28 csavarok a szükséges szorítóerő beállításához automatikus rögzítéssel. Az elektromágneses rendszerek minden eleme (elmozdulás-átalakító, csillapító és kompenzációs egység) eredeti tervezésű elem, amely jól ismert tervezési és technológiai módszereken alapul. A szeizmográf a következőképpen működik. A működési elv a szeizmográf alap függőleges zavaró (vibrációs) mozgásának a függőleges inga 9 Golitsyn forgási mozgásaivá alakításán alapul. A rendszer egyensúlyba hozásához a tengelyben állandó, a szögtől független M m nyomatéknak kell hatnia, 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; - megereszkedési szög. A 9 inga súlypontjára (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 rendszer, amely kizárja a külső mágneses mezők hatását (a mágneses kör tekercsének árnyékolása miatt). rendszer 17). A 12, 13, 14, 15 elemek tömegének összessége, a 9 inga tömege, valamint relatív helyzetük (szimmetrikusan az inga CG-n átmenő vízszintes síkhoz képest) az inga kerületén határozza meg a nyomatékot. az I. tehetetlenségi nyomaték és az inga CG helyzete. Ha figyelmen kívül hagyjuk a súrlódást a 10 gördülőegység tartójában, az amplitúdó-frekvencia karakterisztika (AFC) kifejezése a következőképpen ábrázolható: = 
ahol A out az inga elmozdulás-átalakító 12 kontaktorjának mozgási amplitúdója; Ain a függőleges bemeneti mozgások amplitúdója; - 6,28 F - rezgési hatások körkörös frekvenciája; F - rezgési frekvencia; o = 
- az inga természetes frekvenciája;
bc - csillapítás csökkentése (a beállítási folyamat során kiválasztva);
R - távolság a forgástengelytől. A függőleges 9 inga forgó mozgását a 12 záróelem és a 16 tekercs alakítja át elektromos jellé. Az induktív félhíd, amely alapján az ingaelmozdulás-átalakító készül, 5 kHz frekvenciájú, legfeljebb 30 V (többnyire 25 V) amplitúdójú váltakozó feszültség táplálja. A 9 ingát felfüggesztett állapotban tartó 13, 14, 17 elektromágneses rendszereket áramstabilizátor táplálja, amelyet KUGVEV ng kábel (5 kHz váltakozó feszültségű tápvezetéken keresztül) és KVVGE ng kábel köt össze. (villanyvezetéken keresztül DC). A szeizmográfot tesztelték, és megerősítették a hatékonyságát. A szeizmográf kompakt (méretei: testmagasság H = 350 mm 0,5, átmérő d = 74 mm 0,5), mivel egyes szerkezeti elemek több funkciót is ellátnak. Így a 13, 14, 17 csomópontok amellett, hogy kompenzáló erőpárt hoznak létre, teljesítenek kiegészítő funkció csillapító. A 20, 21 kések a forgástengely funkciója mellett az egymással ellentétes elrendezésük miatt 1 g-nál nagyobb túlterhelés esetén is kapcsolatot tartanak fenn. Az ingán elhelyezett összes elem a közvetlen funkciói mellett további tehetetlenségi nyomatékot hoz létre, amelynek célja a rezonanciafrekvencia csökkentése az inga középső középpontjához 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. A találmány alkalmazása javítja az ipari egységek működésének megbízhatóságát szeizmikus aktivitású területeken. Nagy érzékenység a területen alacsony frekvenciák(0,1-2 Hz) nélkülözhetetlenné teszi ezt az eszközt a veszélyhelyzetek kialakulásának figyeléséhez, különösen az atomenergiát használó robbanásveszélyes létesítményeknél.
Követelés
Egy zárt házat tartalmazó SZÉZMOGRÁF, amelyben egy alváz, egy inga, egy gördülő egység, egy elektromágneses ingamozgás-átalakító, egy gravitációs nyomaték kompenzációs egység, egy elektromágneses csillapító berendezés és egy kommunikációs vezeték elemei találhatók a rögzítővel, azzal jellemezve, hogy az inga mozgásának elektromágneses jelátalakítója, a gravitációs erőkiegyenlítő egység és az elektromágneses csillapító berendezés két azonos rendszerből áll, amelyek az inga súlypontján átmenő síkhoz képest szimmetrikusan helyezkednek el, és merőlegesek annak forgástengelyére, míg az inga kinyújtott alakos üreges henger alakú, a gördülő egység pedig egy pár késből készül, amelyek közül az egyik mereven van rögzítve hengeres alakra, a másik kés pedig a az alváz egy rugalmas elemen keresztül történik, és a kések egymással szemben vannak elhelyezve, lekerekített éleik középvonalának egy egyenes mentén történő beállításával, a kompenzációs egység koaxiálisan szerelt mágneses rendszer formájában készül, amely az alvázra van felszerelve, valamint egy üreges vaktekercs, melynek tekercselése az ingára mereven rögzített, vezetőképes, nem mágneses anyagból készült keretre van felszerelve, amelyre a csillapítóberendezés passzív elemei és az inga elmozdulás-átalakítója, valamint a mágneses rendszerek vannak felszerelve. A csillapító berendezés és az elmozdulás-átalakító az alvázhoz vannak rögzítve, míg a jelátalakító passzív elemei az inga mozgásai, a gravitációs nyomaték-kiegyenlítő egység és a csillapító berendezés a hengeres inga ellentétes végein helyezkednek el.
Ősidők óta a földrengések az egyik legszörnyűbb természeti katasztrófa. Tudat alatt úgy érzékeljük a föld felszínét, mint valami rendíthetetlenül erős és szilárd dolgot, alapot, amelyen létünk áll.
Ha ez az alap megrendül, összedől a kőépületek, megváltozik a folyók folyása és a síkságok helyére hegyeket emel, az nagyon ijesztő. Nem meglepő, hogy az emberek megpróbáltak jósolni, hogy legyen idejük elmenekülni egy veszélyes területről. Így jött létre a szeizmográf.
Mi az a szeizmográf?
Szó "szeizmográf" görög eredetű, és két szóból áll: „szeismos” - remegés, vibráció és „grapho” - írás, rögzítés. Vagyis a szeizmográf egy olyan eszköz, amelyet a földkéreg rezgésének rögzítésére terveztek.
Az első szeizmográfot, amelynek említése a történelemben maradt, Kínában hozták létre csaknem kétezer évvel ezelőtt. Csang Hen tudós csillagász a kínai császár számára egy hatalmas, kétméteres bronztálat készített, amelynek falait nyolc sárkány támasztotta alá. Mindegyik sárkány szájában egy-egy nehéz labda hevert. 
A tál belsejében egy inga függött, amely földalatti ütésnek kitéve a falnak ütközött, aminek következtében az egyik sárkány szája kinyílt, és egy labdát dobott le, amely közvetlenül az egyik nagy bronz varangy szájába esett. a tál körül. A leírás szerint a készülék a telepítés helyétől akár 600 km távolságban fellépő földrengéseket is rögzíteni tudott.
Szigorúan véve, mindannyian magunk is készíthetünk egy egyszerű szeizmográfot. Ehhez akasszon fel egy hegyes végű súlyt pontosan egy sík felület fölé. Bármilyen vibráció a talajban a súly oszcillációját okozza. Ha a teher alatti területet krétaporral vagy liszttel púderezi be, akkor a súly éles végén húzott csíkok jelzik a rezgések erősségét és irányát.
Igaz, egy ilyen szeizmográf nem alkalmas egy nagyváros lakójának, akinek a háza egy forgalmas utca mellett található. Az elhaladó nehéz teherautók folyamatosan rezegtetik a talajt, ami az inga mikrooszcillációit okozza.
A tudósok által használt szeizmográfok
Az első modern szeizmográfot az orosz tudós, B. Golitsin herceg találta fel, aki a mechanikai rezgési energiát elektromos árammá alakította át. 
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 nyomás, 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.
Miért van szükség szeizmográfokra?
Szeizmográf rekordok szükségesek a remegés előfordulási mintáinak tanulmányozásához. Ezt a szeizmológiának nevezett tudomány végzi. A szeizmológusok legnagyobb érdeklődésére az úgynevezett szeizmikusan aktív helyeken - a földkéreg törészónáiban - található területek tartoznak. Ott a hatalmas földalatti kőzetrétegek mozgása is gyakori - i.e. valami, ami általában földrengéseket okoz. 
Általában a nagy földrengések nem fordulnak elő váratlanul. Különleges természetű apró, szinte észrevehetetlen sokkok sorozata előzi meg őket. Azáltal, hogy megtanulják előre jelezni a földrengéseket, az emberek elkerülhetik e katasztrófák miatti halált, és minimalizálhatják az általuk okozott anyagi károkat.
| Szeizmográf
Szeizmográf(Görög eredetű és két szóból alakult ki: " szeizmok"- remegés, remegés és" grapho" - írás, rögzítés) - különleges mérőeszköz, amelyet a szeizmológiában használnak minden típusú szeizmikus hullám észlelésére és rögzítésére.
Ősidők
Kína híres találmányairól, de azok sajnos elavulnak és megváltoznak. A papír digitális médiává fejlődött, a puskapor régóta „folyékony” lett, és még az iránytűknek is több mint egy tucat fajtája létezik. Vagy például egy szeizmográf. A földrezgések rögzítésére szolgáló modern eszköz szilárdan néz ki – mint egy hazugságdetektor vagy egy kémeszköz. Egyáltalán nem olyan, mint a legelső szeizmográf - kissé nevetségesnek tűnik, de elég pontos. A Han-dinasztia idején (i.sz. 25-220) Zhang Heng tudós találta fel.Az első szeizmográf megalkotója Nanyangban (Henan tartomány) született. Han 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 feljegyzések azt mutatják, hogy ez a feltaláló nyugodt és kiegyensúlyozott volt, és igyekezett alacsony profilt tartani. 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 tanítást is feltaláltak, amely a két erő, a Yin és Yang közötti egyensúlyt vizsgálta. Természetesen ez a tudomány nem nélkülözheti egy ilyen jelenségnek a földrengésnek a magyarázatát. Az akkori kínaiak szerint a Föld okkal remegett, de egy globális egyensúlyhiány miatt.
Miért fordulnak elő néha földrengések, amelyek ereje katasztrófához vezethet? Mindent a kínai uralkodók rossz döntéseinek tulajdonítottak. Növekedtek az adók? Az ég földrengéssel fogja megbüntetni Kínát! Háború kezdődött? 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
A séma, amely szerint az eszköz működött, a következő volt:- Amikor egy földrengés kezdődött, a föld első remegései miatt a detektor megremegett.
- Ugyanakkor a labda, amelyet a sárkány belsejébe helyeztek, mozogni kezdett.
- Aztán a mitikus hüllő szájából közvetlenül a varangy szájába esett.
A kínai szeizmográf működési elve
Ahogy a labda leesett, 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 tervezésében sárkányok és varangyok? Ezek az idő filozófiai szimbólumai. Ennek megfelelően a sárkányok Yin, a varangyok pedig Yang. A köztük lévő interakció szimbolizálja a „fel” és a „le” közötti egyensúlyt. Zhang Heng minden tudományos felfedezés ellenére sem felejtette el, hogy a hagyományos hiedelmeket beleszője találmányába.
A sors gazember
Sok ókori tudós sorsa nem volt a legrózsásabb (egyeseket hite miatt máglyára is égették). Valóban, egy dolog kitalálni valamit, ami évszázadokon át dicsőíteni fog téged, és egy másik dolog, hogy megbizonyosodj arról, hogy kortársaid értékelni fognak. Még Zhang Heng sem tudta elkerülni a szkepticizmust, amikor bemutatta a szeizmográfot Shun Yang Jia császárnak. Az udvaroncok nagy bizalmatlansággal reagáltak a tudós találmányára.A szkepticizmus kissé eloszlott i.sz. 138-ban, amikor Zhang Heng szeizmográfja földrengést rögzített a Longxi régióban. De még azután is, hogy bebizonyították, hogy az eszköz sikeresen működik a terepen, a legtöbben féltek Zhang Hengtől. Igen, az ókori kínaiak nem voltak babonák nélkül.
Kínai szeizmográf
A készülék pontos másolata
Az eredeti szeizmográf már régen a feledés homályába merült. A Zhang Heng munkáit kutató kínai és külföldi tudósok azonban képesek voltak rekonstruálni találmányát. A legújabb tesztek megerősítik, hogy egy ősi kínai szeizmográf olyan pontossággal képes érzékelni egy földrengést, amely majdnem olyan jó, mint a modern berendezések.Kínai szeizmográf a múzeumban
Ma a pekingi Kínai Történeti Múzeum kiállítótermében őrzik az újraalkotott ősi szeizmográfot.
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 elkészítette az érintett terület térképét, 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 elven működött: földrengéskor a rezgés irányától függően gömb alakú térfogatból higany ömlött egy speciális tartályba. A tartállyal való érintkezésjelző leállította az órát, jelezve a pontos időt, és elindította a talajrezgések rögzítését a dobon.
1875-ben egy másik olasz tudós, Filippo Sechi olyan szeizmográfot tervezett, amely az első sokk pillanatában bekapcsolta az órát, és rögzítette az első rezgést. Ezzel az eszközzel 1887-ben készült az első hozzánk eljutott szeizmikus rekord. Ezt követően gyors fejlődés indult meg a talajrezgéseket rögzítő műszerek kidolgozásában. 1892-ben egy Japánban dolgozó angol tudóscsoport megalkotta az első meglehetősen könnyen használható műszert, a John Milne szeizmográfot. Már 1900-ban 40 Milne-műszerekkel felszerelt szeizmikus állomásból álló világméretű hálózat működött.
XX század
Az első modern szeizmográfot az 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 nyomás, 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. Azáltal, hogy megtanulják előre jelezni a földrengéseket, az emberek elkerülhetik e katasztrófák miatti halált, és minimalizálhatják az általuk okozott anyagi károkat.Nehéz elképzelni, de évente körülbelül egymillió földrengés történik bolygónkon! Persze ezek többnyire gyenge remegések. A pusztító erejű földrengések sokkal ritkábban fordulnak elő, átlagosan kéthetente egyszer. Szerencsére ezek többsége az óceánok fenekén fordul elő, és nem okoz gondot az emberiségnek, hacsak nem szeizmikus elmozdulások következtében szökőár következik be.
Mindenki ismeri a földrengések katasztrofális következményeit: a tektonikus tevékenység vulkánokat ébreszt, az óriási dagályhullámok egész városokat sodornak az óceánba, a vetések és földcsuszamlások épületeket rombolnak le, 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. Így Arisztotelész a 4. században. mielőtt én. e. úgy gondolták, hogy a légköri örvények behatolnak a talajba, amelyben sok üreg és hasadék van. Az örvényeket a tűz fokozza, és kiutat keresnek, 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 földrengések előrejelzésére szolgáló eszköz létrehozására Zhang Heng kínai filozófus és csillagász tulajdona. Kínában ezek a természeti katasztrófák rendkívül gyakran történtek és történnek, ráadásul az emberiség történetének négy legnagyobb földrengése közül három Kínában történt. 132-ben pedig Zhang Heng feltalált egy eszközt, aminek a Hoofeng „földrengés szélkakas” nevet adta, és amely képes volt rögzíteni a föld felszínének rezgéseit és azok terjedésének irányát. A Hoofeng lett a világ első szeizmográfja (a görög szeizmosz "oszcilláció" és a grapho "write" 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 skopeo „nézem”) szóból, mert a leolvasásokat nem automatikusan, hanem egy megfigyelő keze rögzítette.
A Hoofeng rézből készült, 180 cm átmérőjű, vékony falú borosedény alakjában. A hajón kívül nyolc sárkány volt. A sárkányok feje nyolc irányba mutatott: keletre, délre, nyugatra, északra, északkeletre, délkeletre, északnyugatra és délnyugatra. Mindegyik sárkány egy rézgolyót tartott a szájában, a feje alatt pedig egy varangy ült tátott szájjal. Feltételezhető, hogy az edény belsejében függőlegesen egy ingát helyeztek el rúddal, amelyeket a sárkányok fejéhez erősítettek. Amikor egy földalatti lökés hatására az inga mozogni kezdett, a lökés irányába eső fejhez csatlakoztatott rúd kinyitotta a sárkány száját, és a labda kigurult belőle a megfelelő varangy szájába. Ha két golyó kigurulna, feltételezhető a földrengés erőssége. Ha az eszköz az epicentrumban volt, akkor az összes golyó kigurult. A műszer megfigyelői azonnal rögzíthették a földrengés idejét és irányát. Az eszköz nagyon érzékeny volt: még gyenge remegést is észlelt, amelyek epicentruma 600 km-re volt. 138-ban ez a szeizmográf pontosan jelzett egy földrengést, amely a Longxi 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 elkészítette az érintett terület térképét, 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 elven működött: földrengéskor a rezgés irányától függően gömb alakú térfogatból higany ömlött egy speciális tartályba. A tartállyal való érintkezésjelző leállította az órát, jelezve a pontos időt, és elindította a talajrezgések rögzítését a dobon.
1875-ben egy másik olasz tudós, Filippo Sechi olyan szeizmográfot tervezett, amely az első sokk pillanatában bekapcsolta az órát, és rögzítette az első rezgést. Ezzel az eszközzel 1887-ben készült az első hozzánk eljutott szeizmikus rekord. Ezt követően gyors fejlődés indult meg a talajrezgéseket rögzítő műszerek kidolgozásában. 1892-ben egy Japánban dolgozó angol tudóscsoport megalkotta az első meglehetősen könnyen használható műszert, a John Milne szeizmográfot. Már 1900-ban 40 Milne-műszerekkel felszerelt szeizmikus állomásból álló világméretű hálózat működött.
A szeizmográf egy vagy olyan kialakítású ingából és egy rezgéseit rögzítő rendszerből áll. Az ingarezgés rögzítésének módszere szerint a szeizmográfok közvetlen regisztrálással, mechanikus rezgésátalakítókra és visszacsatolós szeizmográfokra oszthatók.
A közvetlen rögzítő szeizmográfok mechanikus vagy optikai rögzítési módszert használnak. Kezdetben a mechanikus rögzítési módszerrel az inga végére egy tollat helyeztek, amely egy vonalat karcolt a füstölt papíron, amelyet ezután rögzítőanyaggal vontak be. De a mechanikus rögzítéssel rendelkező szeizmográf ingáját erősen befolyásolja a toll súrlódása a papíron. Ennek a hatásnak a csökkentéséhez nagyon nagy ingatömegre van szükség.
Az optikai rögzítési módszerrel a forgástengelyre tükröt rögzítettek, amelyet az objektíven keresztül világítottak meg, és a visszavert sugár forgó dobra tekercselt fotópapírra esett.
A direkt rögzítési módszert még mindig használják szeizmikusan aktív zónákban, ahol meglehetősen nagy a talajmozgás. De ahhoz, hogy gyenge földrengéseket észleljünk a forrásuktól nagy távolságban, fokozni kell az inga rezgését. Ezt a mechanikai mozgások különféle átalakítói elektromos árammá alakítják.
A földrengés forrásából vagy a hipocentrumból (alul) és az 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 felvétel volt. Az ingához mereven rögzített indukciós tekercset egy állandó mágnes mezőjébe helyeztek. Az inga rezgésekor a mágneses fluxus megváltozott, a tekercsben elektromotoros erő lépett fel, és az áramerősséget tükör galvanométerrel rögzítették. A galvanométeres tükörre fénysugarat irányítottak, és a visszavert sugár, akárcsak az optikai módszernél, fotópapírra esett. Az ilyen szeizmográfok a következő évtizedekben világszerte elismerést nyertek.
Az utóbbi időben elterjedtek az úgynevezett parametrikus konverterek. Ezekben a konverterekben a mechanikai mozgás (az inga tömegének mozgása) valamilyen paraméter változását okozza elektromos áramkör(Például, elektromos ellenállás, kapacitás, induktivitás, fényáram stb.).
B. Golitsyn.
Szeizmológiai állomás ad. Az ott felszerelt berendezések a talaj legkisebb rezgését is rögzítik.
Mobil installáció geofizikai és szeizmológiai kutatásokhoz.
Ennek a paraméternek a megváltoztatása az áramkörben lévő áram változásához vezet, és ebben az esetben az inga elmozdulása (és nem a sebessége) határozza meg az elektromos jel nagyságát. Sokféle parametrikus konverterek A szeizmometriában a két fő típus a fotovoltaikus és a kapacitív. A legnépszerűbb a kapacitív Benioff konverter. A kiválasztási szempontok között a készülék egyszerűsége, a linearitás, az alacsony zajszint és az energiahatékonyság volt a fő szempont.
A szeizmográfok érzékenyek lehetnek a föld függőleges vagy vízszintes rezgéseire. A talaj minden irányú mozgásának megfigyelésére általában három szeizmográfot használnak: egyet függőleges ingával, kettőt pedig keleti és északi irányultságú vízszintes ingákkal. A függőleges és vízszintes ingák felépítésükben különböznek egymástól, így meglehetősen nehéz elérni a frekvencia jellemzőik teljes azonosságát.
A számítógépek és analóg-digitális átalakítók megjelenésével a szeizmikus berendezések funkcionalitása drámaian megnövekedett. Mostantól lehetőség van több szeizmikus érzékelőtől származó jelek egyidejű rögzítésére és valós idejű elemzésére, valamint a jelspektrumok figyelembevételére. Ez alapvető ugrást jelentett a szeizmikus mérések információtartalmában.
A szeizmográfokat elsősorban magának a földrengésjelenségnek a tanulmányozására használják. Segítségükkel műszeresen meghatározható a földrengés erőssége, előfordulásának helye, adott helyen előfordulási gyakorisága és a túlnyomórészt földrengések előfordulási helyei.
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 szeizmikus adatokból is nyertük.
A szeizmikus hullámok rögzítésével a földkéreg szerkezetének vizsgálatát is végezzük. Például az 1950-es évekből származó tanulmányok azt mutatják, hogy a kéregrétegek vastagsága, valamint a bennük lévő hullámok sebessége helyenként változik. Közép-Ázsiában a kéreg vastagsága eléri az 50 km-t, Japánban pedig -15 km-t. Elkészült egy térkép a földkéreg vastagságáról.
Számíthatunk arra, hogy hamarosan új technológiák jelennek meg az inerciális és gravitációs mérési módszerekben. Lehetséges, hogy a szeizmográfok új generációja képes lesz a gravitációs hullámok észlelésére az Univerzumban.
Szeizmográf felvétel
A tudósok világszerte projekteket fejlesztenek ki műholdas földrengésjelző rendszerek létrehozására. Az egyik ilyen projekt az Interferometric-Synthetic Aperture Radar (InSAR). Ez a radar, vagy inkább radarok egy adott területen követik a tektonikus lemezek elmozdulását, és a kapott adatoknak köszönhetően még finom elmozdulások is rögzíthetők. A tudósok úgy vélik, hogy ennek az érzékenységnek köszönhetően pontosabban azonosíthatók a nagy igénybevételnek kitett területek és a szeizmikus-veszélyes zónák.
Betöltés...