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专利名称：大地微电流检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用岩体在孕震应力场作用下产生的异常电流预报地震的大地微电流检测仪。
地震往往给人们的生命、财产带来极大的灾难。为此人们一致在努力寻找能准确预报地震，特别是准确预报短期地震的方法。然而地震预报是一项非常困难的问题，尽管人们研制出了多种监测仪器，如测震仪、卫星定位仪、形变仪、水位仪、水温仪、水氡仪等用于中、短期预报的仪器，但迄今为止，人们还没有找出一种能准确作到临震预报，即震前7小时至7天的预报器具。本发明人根据岩体在孕震应力场的作用下能发射大量异常电流的现象，通过对位于北京市昌平区东小口乡太平庄村(116°24′44″E，40°04′12.5″N)内的地下流体观测井180m深处水微电流变化规律的研究发现，在某些近小震和远大震前，深水微电流出现突跳或缓变异常变化，最大变化量级在102量级，首次监测到大地微电流变化与地震的关系，并利用这一特定关系，创造出一种新的地震预报，特别是临震预报的器具。
本发明的目的在于提供一种临震预报用的、结构简单、检测速度快、灵敏度高、抗干扰性能好的大地微电流检测仪。
本发明大地微电流检测仪，包括一个密封的绝缘壳体和置于其中的信号检测放大电路板，所述信号检测放大电路板包括AD515静电计型运算放大器，其管脚2与固定在所述壳体下端的锥形信号接收极相连，管脚3、4、7和6分别与安装在所述壳体上端的与其相对应的接地、负极、正极和信号输出引线柱连接，在所述管脚2和6之间接有109～12Ω的电阻和与其并联的10PF电容，所述接地引线柱、正、负极引线柱和信号输出引线柱通过屏蔽导线分别与地线±5～±15V直流电源和单片机数据采集器相连。
本发明大地微电流检测仪，其中在管脚4、7和地线之间分别接有10μ/25V电容，在管脚4、7和负、正极引线柱之间分别接有25Ω电阻，所述直流电源为±15V。
本发明大地微电流检测仪，其中所述引线柱的底部与引线柱固定件之间装有密封圈。
本发明大地微电流检测仪，其中所述壳体包括空心圆柱形本体，在所述本体的下端装有下端盖，在所述本体的上端依次装有引线柱固定件和上端盖，所述本体、下端盖、引线柱固定件和上端盖均用有机玻璃制成，其接合处用氯仿溶化密封，所述锥形信号接收极由不锈钢制成，并通过螺纹与所述下端盖固定在一起，在所述锥形信号接收极和下端盖之间的间隙及引线柱固定件和上端盖之间的空腔充填有密封防水胶。
本发明大地微电流检测仪结构简单，使用时将其插入深井水中直接进行测量，用四芯电缆把检测仪与单片机、电源连接起来，测得的微电流经放大后，以电压值的形式连续输给单片机数据采集器，由单片机控制打印出整点值并绘制出24小时连续观测电线，当测得的微电流变化量远远高于常值时，就可预测近期内有地震，经试验得知，其检测速度快、灵敏度高、抗干扰性能好。
本发明大地微电流检测仪的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了，其中

图1是本发明大地微电流检测仪的结构示意图；图2是本发明大地微电流检测仪的电路原理图；图3是本发明大地微电流检测仪的使用状态图；图4是用本发明检测仪测得的太平庄自流井微电流变化曲线图；图5是太平庄水电流与固体潮对比图；图6、7是太平庄震前微电流突变和缓变曲线图。
参照图1。图1所示的本发明大地微电流检测仪，其外壳呈圆柱形。外壳本体1为空心圆柱体，本体1的下端装有下端盖2，上端依次装有引线柱固定件3和上端盖4。本体1、下端盖2、引线柱固定件3、上端盖4均用有机玻璃制成，其接合处用氯仿溶化密封。在下端盖2上装有一个用不锈钢制成的锥形信号接收极5。锥形信号接收极5通过螺纹固定在下端盖2上。在锥开信号接收极5和下端盖2的接缝6处充填防水胶密封，不锈钢制的锥形信号接收极5有助于检测仪在检测时直立于水中不歪斜，在引线柱固定件3上装有4个紫铜引线柱7。其中包括电源正、负极引线柱，信号输出引线柱和接地引线柱。在引线柱7和引线柱固定件3之间装有“O”形密封圈8。引线柱7通过四芯外屏蔽导线9与外部相连。在引线柱固定件3和上端盖4之间的空腔10内也用防水胶充填密封。
在外壳本体1内装有信号检测放大电路板11。同时参照图2。该信号放大电路板11包括AD515静电计型运算放大器12。其管2与锥形信号接收极5相接，管脚3接地，管脚4、7通过负、正极引线柱7与±15V直流电源相接，管脚6通过引线柱7与普通的单片机采集器或数据记录仪或数字万用表相接。在管脚2和6之间接有109～12Ω的电阻和与其并联的10PF电容，此外，最好在管脚4、7和地线之间装有10μ/25V电容，在管脚4、7和负、正极引线柱之间分别接有25Ω电阻。
参照图3。图3表示将本发明大地微电流检测仪放在自流井使用时的状态图。例如将本发明大地微电流检测仪制成外壳长约110mm，直径50mm的圆柱形，将其放入前述的太平庄村180m的深井水中，并用四芯电缆线把检测仪与单片机、电源连接起来。由单片机控制打印出整点值并绘制出24小时连续观测曲线。发明人使用本发明检测仪从1995年4月在太平庄自流井观测至今，测得太平庄自流井微电流的变化曲线如图4所示。一般，每日在12-13时、17-18时有两个小高值的微电流，在23时至次日凌晨6时均出现一个较大的微电流值。这种变化具有一定的规律性。如图5所示。图5表示在1995年7月在太平庄自流井测得的水电流与固体潮的对比图。如遇有应力场作用时，如图4、5所示的规律完全被打乱，出现突跳或缓变的异常变化(图6、7)。由于太平庄井处在特殊的构造断裂交汇处，以及黑龙江亚板块与华北亚板块的交界地带，因此，该井对应力场作用具有灵敏性，一些物理量(如水温、水位、流量等)在远大震前均有同步的前兆变化，水中微电流的变化也不例外，在观测期间，如在1995年4月4日台湾宜兰6.0级和4月6日孙河镇2.1级地震前，水中微电流从约2×10-15A的稳定状态突升到(9～9.6)×10-13A的异常状态，其异常幅度是背景值的几百倍，在1995年7月20日沙城4.0级地震前，水中微电流也再现异常变化，异常量达近百倍，在无地震期间，观测曲线平稳。
本检测方法是检测宽变频率的电流变化，只要震前的电辐射信息是交变的，就可以检测出来，因此，本检测方法可以较灵敏地捕捉到地震前兆信息。
用本检测仪预报地震具有如下特点(1)、本方法检测的是大地微电流的变化，因此，从前兆信息的产生到被检测到的反映速度快，一般出现的异常均在震前几小时至几天范围，可作为较理想的短临前兆指标，对预测发震前时间极有利。
(2)可检测震前宽频交变的电流辐射异常，具有很高的灵敏度和较好的记震能力。
(3)抗干扰能力强，不受外界的干扰，方法简单，连续自记达到了智能化程度。
权利要求
1.一种大地微电流检测仪，其特征在于包括一个密封的绝缘壳体和置于其中的信号检测放大电路板，所述信号检测放大电路板包括AD515静电计型运算放大器，其管脚2与固定在所述壳体下端的锥形信号接收极相连，管脚3、4、7和6分别与安装在所述壳体上端内的与其相对应的接地引线柱、负极、正极和信号输出引线柱连接，在所述管脚2和6之间接有109～12Ω的电阻和与其并联的10PF电容，所述接地引线柱、正、负极引线柱和信号输出引线柱通过屏蔽导线分别与地线±5～±15V直流电源和单片机数据采集器相连。
2.按照权利要求1所述的大地微电流检测仪，其特征在于在管脚4、7和地线之间分别接有10μ/25V电容，在管脚4、7和负、正极引线柱之间分别接有25Ω电阻，所述直流电源为±15V。
3.按照权利要求2所述的大地微电流检测仪，其特征在于所述引线柱的底部与引线柱固定件之间装有密封圈。
4.按照权利要求1、2或3所述的大地微电流检测仪，其特征在于所述壳体包括空心圆柱形本体，在所述本体的下端装有下端盖，在所述本体的上端依次装有引线柱固定件和上端盖，所述本体、下端盖、引线柱固定件和上端盖均用有机玻璃制成，其接合处用氯仿溶化密封，所述锥形信号接收极由不锈钢制成，并通过螺纹与所述下端盖固定在一起，在所述锥形信号接收极和下端盖之间的间隙及引线柱固定件和上端盖之间的空腔内充填有密封防水胶。
全文摘要
一种大地微电流检测仪,包括一个密封的绝缘壳体和置于其中的信号检测放大电路板,信号检测放大电路板包括AD515静电计型运算放大器,其管脚2与固定在壳体下端的锥形信号接收极相连,管脚3接地,管脚4、7和6分别与安装在壳体上端内的与其相对应的负极、正极和信号输出引线柱连接。其结构简单、检测速度快、抗干扰性能好、可用于临震预报。
文档编号G01V3/08GK1332379SQ0010978
公开日2002年1月23日 申请日期2000年7月7日 优先权日2000年7月7日
发明者孔令昌 申请人:孔令昌