[发明专利]电子感应震前特征性磁异常的防震预警器

说明书

一：技术领域

本发明涉及地震预警领域，其特征是一种用电子测磁感应并测量分析地震前异常地磁信号进行临震报警的装置。

二：背景技术

准确的地震预报现在还是世界难题，地震研究中以测震学研究为主的参数指标难以用做临震预警的根据。在准确的地震预报还难做到的现实情况下，如果能以有效的手段和工具实现地震前的短临预警，可以大为减小震灾损失。目前国内外有测震原理的利用地震波P-S波时间差，由探测地震发生后先行传到的纵波P发出地震报警，但不足的是在造成灾害最重的震中区这种报警与灾害的到来几乎是同步发生，在震中以外的地区所得到的也仅是数以秒计的预警时间，难以让人有足够时间做好防震避险的准备，所起的防震预警的实际作用不足。

防震预警需要有能提供更长时间的预警装置。研究地震史料和科学调查发现越来越多的证据表明，大地震前明显的磁异常可发生在地震前的数分钟到数小时。如2008年5.12日汶川特大地震前，极震区北川县有群众发现从地震前的6个多小时到地震前的10多分钟，当地出现了包括鸽子迷航到指南针异常偏向，指南针的磁针不规则运动甚至转圈的严重的磁场紊乱现象。据《NATURE》杂志报告，1964年美国阿拉斯加发生9级大地震，美国地质调查局USGS研究人员在震前1小时多，于震中附近记录下地震前剧烈磁变化。磁场异常变化早在地震前的数小时就已发生，采用测磁预警的方法比起测震原理的P-S波地震报警，能提供更充裕的足够的预警时间。

感应地磁变化，对地震前的磁异常进行监测和测量，用于地震预警已经成为可能。地磁防震预警可以克服震波产生在地震发生之后的天然限制，在时间提前量上占有优势。国内外已有使用指南针的磁针顺应磁场变动进行震前磁异常观测预警的设计和尝试，但这种测磁方式由于磁针的机械特性及制造工艺的差异会影响其对磁场的反应，如磁针充磁量的多少，形状尺寸不同，磁针与支轴摩擦系数以及磁针运动对于震前磁异常信号频率不同的响应有限制等因素，都影响着指针运动对局部磁场的反应，如偏角和倾角变化与地震前的磁异常变化不能完全对应，根据指南针异动所感应的磁场变化，难以进行磁异常信号的数理计算和比较分析，由此影响有效的地震探测和临震预警。电子测磁技术可以克服上述指南针机械特性影响磁针运动的不足，使用磁通门和磁阻的磁场感应传感器，可以针对地磁信号异常的特征实现更宽的频率响应范围，灵敏度和分辨率更高，并且在制造工艺上能以标准化避免差异，对磁信号的感应做到准确的量化，可开发成测磁效果更好的防震预警工具。

使用磁通门和磁阻的电子测磁技术探测感应地磁场，已被广泛应用于航空、航天、航海、探矿、导航等领域，在技术上电子测磁仪器对地磁场方向和强度的测量已相当成熟，元件也足够小型化，精度也非常的高，但以往由于震磁关系研究没突破，学术研究以前没有确立地震震级与震前磁异常大小的量化关系，以往震磁关系研究仅停留于对震磁效应理论模型的理解和专业地磁台站数据的分析，并没有用到实际的地震预警中来，即使是采用电子测磁技术的专业地磁观测台站，由于其测磁设备不包含有震磁关系的特征算法，也还不能对特征性的震前磁异常信号数据进行实时处理分析，只是起到记录的作用。我们通过震例分析和对大量的震区地磁数据研究，在震磁关系上明确了震前磁异常的时空分布特征，并确立了地震震级与地磁场异常之间的数理关系，这使得震前地磁异常能够被量化并与地震对应起来，在以测磁敏感性和分辨力好的电子测磁感应监测地磁异常时，可以找出地震前地磁扰动有预警意义的磁异常信息，及时做出预警反应。

随着震磁研究的深入所带来的震磁关系新进展，以及磁探测技术的发展，电子技术的成熟，利用地磁监测预警地震变得越来越现实和容易，预警的有效性和可靠性也优于其他手段，技术成本也越来越低。本发明针对地震前特征性磁异常信号进行磁场监测和预警，可以供民用和地震研究专业的防震预警。符合国家法律倡导的加强群测群防，实现防震减灾的要求。

三：发明内容

本发明采用电子测磁并计算处理符合震前磁异常信号特征的地磁变化进行防震预警，目的在于提供一种实用性强，灵敏准确，与震前磁异常对应关系好，操作方便的电子测磁感应震前磁变化进行临震预警的装置。本发明不但提供比使用地震波原理P-S波预警足够充裕的预警时间，而且在测磁方式上，完全克服了通常的指南针原理的地磁感应预警器因指南针的磁针机械特性以及响应频率范围的限制，产生其磁针运动显示的偏角及倾角对应震前磁变化不准确，对于微细磁场变化反应不灵敏而影响报警的不足。