方便实用的共享型地震计

宁波职业技术学院 蒋 敏

1.引言

布放一个直径为3000米电磁蜘蛛网就可以在一个居民小区或者农村一个村庄共享地震前地磁异常信号，一般震中处存在强大的地震波电磁场、地震地磁雾会影响接收的接受端信号，甚至强大的地震波电磁场会淹没各种电台发出的无线电波，利用电磁蜘蛛网制作的地震计其原理就是与地震前收音机异常一样可以方便地在接收端检测异常信号。自制共享型地震计其输出方式与与常用气压计、温度计相类似。图1是共享型地震计方框原理图，以下介绍实用的共享地震计设计方法：

图1 共享型地震计方框原理图

2.发射电路

本模块采用6~8路315MHz晶体振荡器（或声表面谐振器）以及大功率射频电路制成。属于ASK调制发射。发送模块主要由HS1527无线发码芯片、晶体振荡器（或声表面谐振器）、指示灯及滤波电路等组成，发送模块以前作为远距离（3000米）遥控器来操作，电路图如图2所示。改变（频率调制）模块电阻，就可以得到不同的发射频率，当按下不同的按键K时，发码芯片就会通过天线发出不同的编码，编码经过天线发送到接收模块由接收模块将编码交由控制模块解析处理，发送模块供电电压9V，由电池供电。模块采用ASK方式调制，可以降低待机功耗，在信号没有发射的很长一段时间内发射电流降为零，图2是发送模块电路一般形式。

图2 发送模块电路一般形式

3.接收电路

利用超再生接收模块，其接收模块的工作电压为5伏，静态电流4毫安，它为超再生接收电路，接收灵敏度为-105dbm，接收天线最好为25～30厘米的导线，最好能竖立起来。接收模块本身不带解码集成电路，因此接收电路仅是一种组件，只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用，这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便超再生接收模块采用LC振荡电路，内含放大整形，输出的数据信号为TTL电平，可直接至解码器，使用极为方便，并且价格低廉，所以被广泛使用。

4.制作定时器方法

利挂钟表机芯指针上放置钕铁硼（Nd-Fe-B）强力磁铁，驱动干簧管工作或用电子秒表制做定时器电路如图3所示。就能每小时接通2~3秒，非常节约能量，一般一节9V电池可以正常使用一年时间。电子秒表整点报设置：在时间显示下按住左键，出现闹铃时间，看显示上面有无横线，有则整点报开启。关闭整点则在按住左键后按一下中间那个键，开启则再按一下中间那个键。

图3 定时器电路之一

图4 三菱PLC或者自制CF2n-20MT接线图

5.输出指示器

利用STC11F56XE单片机自己制做PLC，采用GX Developer开发环境可以直接梯形图写单片机，省略了编写程序的麻烦。三菱PLC或者自制CF2n-20MT接线图如图4所示。最新布局放置选用了（ARM内核）2N-20MT PLC性能更加稳定，搭载最先进的内核，无论是抗干扰，运算，通讯速度等各方面都优于同类产品。

这里采用的就是一块输入输出加了隔离保护的单片机系统，配合“梯形图写单片机”编程器使用。使用者就不必自己搭单片机系统了，把用“梯形图写单片机”编程器写好PLC程序的单片机，按正确的方向装上，接通电源，它就是一个功能很强大（12入8出）的仿三菱的FX2n PLC，通过轻轻松松DIY。支持完善的输入、输出及电源保护电路，即使处于非常恶劣的电磁环境中，也能够稳定工作。如果需要修改程序，把单片机取下来，重新插入“梯形图写单片机”编程器中，写入修改后的PLC程序即可。

6.结合地磁偏移共同参与检测

实际布局电磁蜘蛛网时配合使用了低功耗长时效大地磁场偏移检测器，在软件设计中也有报警部份与磁场异常程序，读者详细可以参阅2012年第8期电子世界。

7.小结

方便实用的共享型地震计可以在布放一个电磁蜘蛛网由多用户接收使用。每路接收器通过网线连接到屋内指示器，就能分别在中央接收端上分别收到信号，利用便宜的钟表机芯定时器或秒表定时器，就能每小时接通一路发射3秒ASK信号，在终端分别扫描接收各路，屋内连线可以选普通网络双绞网络线直接由接收模块以LED方式指示或由单片机及其软件判断大地电磁场异常与报警。专门用来地震前监视空间电场变化，这是一种很实用的地震短临预报方法。这里试制的共享型地震计是经过多年努力的成果，主要面向居民小区或者农村一个村庄使用，指示方法就好比温度计指示温度，气压计指示大气压力一样直观。此装置可以在震前几小时到几天的时间内感知电磁场变化。当今世界地震频繁，强震对人员伤亡和破坏力都很大。如能及时知道地震将要发生，则可以避免许多可怕的事情。在空旷地上放置6~8个ASK（幅度调制）无线发射模块（1000米~3000米），就可以在方圆约3~30平方公里范围内感应到大地电磁场变化，发射电路每小时接通一路发射3秒ASK信号，在终端分别扫描接收各路，选择点动的工作方式，屋内连线可以选普通网络双绞网络线，直接由接收模块和PLC电路方式指示单片机软件转梯形图的方法判断大地电磁场异常与报警。可专门用来地震前监视空间电场变化，这是对地震短临预报方法的一种尝试。发射电路中电池一般可使用一年以上，特别适合在广大农村地区面放与使用。

[1]李四光.地震地[M].科学出版社，1973.

[2]蒋敏.声光指示电子指南针[J].电世界，1996.

[3]蒋敏.利用空间电场和大地磁场变化设计的地震临震预报器[J].科技与企业，2012.

[4]蒋敏.低功耗长时效大地磁场偏移检测器（地震临震预报器）[J].电子世界，2012，8.

[5]蒋敏.利用无线电发射、接收电路制成的地震前电场异常预报器[J].电子世界，2013，3（46-46）.

[6]蒋敏.如何编织能预测地震的电磁蜘蛛网[J].电子世界2013，5.

[7]蒋敏.电磁蜘蛛网制作的地震计[J].电子世界，2013，7.