Измерительные приборы. История создания сейсмографа Сейсмограф что

Сейсмограф

Сейсмограф

Сейсмограф - специальный измерительный прибор , который используется для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн. В большинстве случаев сейсмограф имеет груз с пружинным прикреплением, который при землетрясении остаётся неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус, опора) приходит в движение и смещается относительно груза. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие - к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

До недавнего времени в качестве чувствительных элементов сейсмографов в основном использовались механические или электромеханические устройства. Вполне естественно, что стоимость таких инструментов, содержащих элементы точной механики, является настолько высокой, что они практически недоступны для рядового исследователя, а сложность механической системы и, соответственно, требования к качеству ее исполнения фактически означают невозможность изготовления подобных приборов в промышленных масштабах.

Бурное развитие микроэлектроники и квантовой оптики в настоящее время привело к появлению серьёзных конкурентов традиционным механическим сейсмографам в средне- и высокочастотной области спектра. Однако, такие устройства на основе микромашинной технологии, волоконной оптики или лазерной физики, обладают весьма неудовлетворительными характеристиками в области инфранизких частот (до нескольких десятков Гц), что является проблемой для сейсмологии (в частности, организации телесейсмических сетей).

Существует и принципиально иной подход к построению механической системы сейсмографа - замена твёрдой инерционной массы жидким электролитом. В таких устройствах внешний сейсмический сигнал вызывает поток рабочей жидкости, который, в свою очередь, преобразуется в электрический ток с помощью системы электродов. Чувствительные элементы подобного типа получили название молекулярно-электронных. Преимуществами сейсмографов с жидкой инерционной массой является низкая стоимость, продолжительный, порядка 15 лет, срок службы и отсутствие элементов точной механики, что резко упрощает их изготовление и эксплуатацию.

Компьютеризированные сейсмоизмерительные системы

С появлением компьютеров и аналого-цифровых преобразователей функциональность сейсмоизмерительного оборудования резко повысилась. Появилась возможность одновременно фиксировать и анализировать в реальном времени сигналы с нескольких сейсмодатчиков, учитывать спектры сигналов. Это обеспечило принципиальный скачок в информативности сейсмоизмерений.

Примеры сейсмографов

• Молекулярно-электронный сейсмограф. .
• Автономный донный сейсмограф. . Архивировано из первоисточника 3 декабря 2012.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Сейсмограф" в других словарях:

Сейсмограф … Орфографический словарь-справочник

- (греч., от seismos колебание, сотрясение, и grapho пишу). Аппарат для наблюдения землетрясений. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СЕЙСМОГРАФ греч., от seismos, потрясение, и grapho, пишу. Аппарат для… … Словарь иностранных слов русского языка

Син. термина сейсмоприемник. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

Геофон, сейсмоприемник Словарь русских синонимов. сейсмограф сущ., кол во синонимов: 2 геофон (1) … Словарь синонимов

- (от сейсмо... и...граф) прибор для записи колебаний земной поверхности во время землетрясений или при взрывах. Основные части сейсмографа маятник и регистрирующее устройство … Большой Энциклопедический словарь

- (сейсмометр), прибор для измерения и записи СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, вызванных движением (ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕМ или взрывом) в земной коре. Колебания записываются с помощью пишущего элемента на вращающемся барабане. Некоторые сейсмографы способны улавливать… … Научно-технический энциклопедический словарь

СЕЙСМОГРАФ, сейсмографа, муж. (от греч. seismos трясение и grapho пишу) (геол.). Прибор для автоматической записи колебаний земной поверхности. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

СЕЙСМОГРАФ, а, муж. Прибор для записи колебаний земной поверхности во время землетрясений или при взрывах. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Сейсмограф - - прибор, предназначенный для записи колебаний земной поверхности, вызываемых сейсмическими волнами. Состоит из маятника, например, стальной гирьки, которая на пружине или тонкой проволоке подвешена к стойке, прочно закрепленной в грунте.… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

сейсмограф - Прибор для преобразования механических колебаний почвы в электрические и последующей записи на светочувствительной бумаге. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие… … Справочник технического переводчика

Книги

• Домашняя лаборатория для занимательных опытов , Барретт Раймонд, Оскей Уинделл. Рассказано, как оборудовать домашнюю лабораторию, сконструировать приборы для исследований по химии, биологии и физике и провести с их помощью эксперименты. Показано, как изготовить…

Первый сейсмограф придумали еще в 132 году в Китае. Его изобрел астроном Чжан Хен для китайского императора. Простейший сейсмограф успешно использовали в предсказании землетрясений. Прибор представлял собой двухметровую чашу с медным куполом. По кругу чаши находились головы драконов, а внутри подвешивали маятник. В открытые пасти каждого дракона вкладывали бронзовый шарик.

Вокруг чаши сидели бронзовые жабы с открытыми ртами. При малейших сейсмических колебаниях маятник начинал раскачиваться и выбивал шарик из пасти драконов в рты жабам. Оповещением служил громкий звук, образующийся от удара металла. Место падения помогало определить, где находится эпицентр землетрясения. Историки утверждают, что древний инструмент мог улавливать толчки на расстоянии 600 км от места установки.

Сделать сейсмограф своими руками проще, чем кажется. Возьмите металлический груз с заостренным концом и подвесьте его над горизонтальной поверхностью. Присыпьте поверхность мукой или другим порошком и опустите гирю так, чтобы наконечник слегка касался плоскости.

Во время колебаний груз начнет двигаться, а линии, начерченные острым концом, укажут направление и позволят определить силу сейсмических волн.

Вот еще интересные варианты:

Полноценные сейсмографы появились только в конце прошлого века. Сегодня это электронные устройства, умеющие определять малейшие колебания и предсказывать стихию.

Но современное оборудование, используемое профессионалами, работает по тем же принципам. Приборы состоят из сейсмоприемника или сейсмометра и регистрирующего (записывающего) устройства.

132 год н.э. китайцем был изобретён первый прибор. В конце 18 века был изобретён третий прибор измерения землетрясений – сейсмограф. Сейсмограф – прибор, который измеряет изменение смещений во времени; запись прибора – сейсмограмма. Можно определить: время землетрясения, амплитуду, период. Сейсмограммы используются для определения места положения гипоцентра землетрясения и магнитуды землетрясения.

Наибольший интерес для проектировщиков представляет ускорение, т.к. S=a·m.

Акселерограф – прибор записывающий изменение ускорения во времени, запись называется акселерограмма.

Шкалы землетрясений

Шкала Рихтера (шкала магнитуд)

Магнитуда – это энергетическая характеристика очага землетрясений. Величина является логарифмической (энергия между одной целой магнитудой отличается в 10 раз). Магнитуда от латинского – величина.

Шкала интенсивности

Интенсивность – степень ущерба в определённом месте. EMS-98 – европейская макросейсмическая шкала; двенадцати бальная шкала. ДСТУ 5 В.1.1-28:2010

Уязвимость – способность объекта получать необратимый убыток, измеряемый потерей его качеств или свойств по сравнению с состоянием до землетрясения (относительная повреждённость объекта). Классы уязвимости объекта: A (A 1 , A 2), B, C, D, F (F 1 , F 2) – характеризуют способность сооружений оказывать сопротивление сейсмическим воздействиям, в зависимости от материала конструкции, проектного уровня сейсмостойкости, проектного решения и качества строения.

A 1 – здания из камня соманного камня, из известняка, уложенного без перевязки, из ракушечняка.

F 2 – здания с системами сейсмо-изоляции и гасителями колебаний

I балл – неощутимое;

II бала – едва ощутимое, ощущается некоторыми людьми на верхних этажа зданий;

III балла – слабое землетрясение, лёгкое раскачивание висячих предметов;

IV балла – заметное сотрясание, ощущается внутри здания;

V баллов – сильное землетрясение, пробуждение, ощущается как внутри здания так и на открытых участках;

VI – лёгкие повреждения;

VII – повреждения;

VIII – значительные повреждения;

IX – разрушительное землетрясение;

X баллов – всеобщее разрушение зданий;

XI баллов – опустошительное разрушение;

XII баллов – изменение рельефа местности, полное разрушение.

Классификация объектов

«альфа» – восприятие человека;

«бетта» – предметы быта;

«гамма» – строение;

«эпсилон» – объекты природной среды.

Землетрясение, которое было на Гаити – семь магнитуд, в Одессе – семь баллов.

Лекция 5 - 01.11.12

В соответствии с этой шкалой 6-ти баллам будет соответствовать:

«альфа» - ощущаются большинством людей внутри и снаружи, некоторые люди теряют равновесие, выходят на улицу;

«бетта» - мелкие предметы с обычным уровнем устойчивости могут упасть, в некоторых случаях мебель может разрушиться, разбиться посуда или стекло;

«гамма1» - повреждение первой степени во многих зданиях, класса уязвимости А и Б, в некоторых – второй степень;

«эпсилон1» - возможно изменение дебита (соотношение воды) в родниках, колебание воды в колодцах, в горных районах возможны обвалы малых и средних объёмов.

Соотношение между интенсивностью землетрясения и магнитудой,

в зависимости от глубины очага

Глубина, м	Магнитуда

Со времени образования земного шара основание поверхности постоянно находится в движении. Земная кора при движении может привести к страшным последствиям в виде такого явления, как землетрясение. При наползании одной плиты на другую накапливается внутреннее напряжение материковой коры, при прохождении критической точки освобождается накопленная энергия, вызывая страшные разрушения. Чтобы избежать жертв при землетрясении и для исследований самого явления, был изобретен прибор сейсмограф. С его помощью стало возможно определять количество энергии, высвобожденное при колебаниях земной коры.

Что такое сейсмограф

Само слово "сейсмограф" происходит от греческого и прямо обозначает "записывать", "землетрясение". Самый древний сейсмограф был изготовлен в древнем Китае. Он представлял собой большую бронзовую чашу, которая держалась на восьми драконах, в раскрытой пасти каждого дракона находился шар. Внутри чаши был подвешен маятник, прикрепленный к стойке, которая была установлена жестко на основании плиты, лежащей на поверхности земли. При возникновении колебания маятник ударял по стенке чаши, и из пасти дракона выпадал шар, попадая в пасть металлической жабе, находящейся внизу этой конструкции. Такое устройство могло фиксировать колебания за 600 км от ее нахождения.

Принцип работы

Принцип работы сейсмографа основан на передаче колебаний предметам, установленным на участке земной коры. При нахождении одной плиты земной коры на другую накапливается огромное количество энергии, при ее высвобождении происходит сотрясение.

Что такое сейсмограф? Современные приборы состоят из маятника, подвешенного на нити и закрепленного к стойке, прочно стоящей на грунте. На конце маятника имеется перо, которое при колебании будет вычерчивать амплитуду значения деформации. Барабан с бумагой, на которой будет отображаться процесс землетрясения, устанавливается также на грунте жестко. Когда происходит землетрясение, маятник за счет инерции остается на месте, а барабан с бумагой совершает колебательные движения, вычерчивая значение энергии, высвобождаемой при явлении землетрясения. Современные приборы способны контролировать даже незначительные изменения, не несущие разрушения.

Что такое сейсмограф у животных? Их организм устроен так, что малейшие изменения в атмосфере и состоянии земной поверхности в радиусе нескольких километров вызывают у них тревогу. Срабатывает закон самосохранения, и они покидают опасные территории. Самыми чувствительными к явлению землетрясения считаются относящиеся к видам амфибий и рептилий, то есть змеи, лягушки, ящерицы.

Характеристики

Современные сейсмографы способны определять и измерять амплитуду колебаний в трех плоскостях. Измеряя виброскорость, сейсмографы имеют диапазон частот измерения от 0,3 до 500 Гц, при диапазоне измерения скорости колебания - от 0,0002 до 20 мм/с. Сейсмографы бывают как переносные, так и стационарные. Последние выполняют больших размеров и устанавливают конкретно один раз и на весь срок службы. Переносные возможно переустанавливать в определенное место в зависимости от местности. Все современные модели снабжены программными интерфейсами и передают напрямую все свои измерения в базу данных на компьютер.

Особенности применения

Что такое сейсмограф и куда его установить? Его размещают на потенциально опасных участках, где возможны проявления колебаний земной коры. Переносные сейсмографы устанавливают на участках горных или подземных разработок, чтобы избежать человеческих жертв, предупредив землетрясения и эвакуировав рабочий персонал. При установке следует учитывать, что прибор может давать серьезные погрешности, если устанавливать его вблизи дорог, где возможен проезд тяжелой техники.