地震提前預警,這顆傳感器太重要!

昨晚22時55分，四川宜賓市長寧縣發(fā)生6.0級地震，震源深度16千米。四川、重慶、云南多地震感比較強烈。值得注意的是，這次地震發(fā)生之后，包括成都主城區(qū)在內的不少地方都提前發(fā)出了地震預警，并通過電視、大喇叭等多種手段提醒民眾及時避險。

據悉，預警信息由成都高新減災研究所發(fā)出，提前10秒給宜賓市預警，提前61秒向成都預警，提醒地震橫波到達時間，請民眾合理避險。對此，有網友表示，這樣的提醒相當及時，也是我國最近這些年大力推動防災減災的實質性成果。

一直以來，地震預報是一個難題！如果做好地震預警，能夠大幅減少地震造成的危害。汶川地震的時候，我國在地震預警領域還是一片空白，經過十年時間的發(fā)展，我國的地震預警網覆蓋了220萬平方公里，覆蓋了中國地震區(qū)人口的90%，這個預警網已經連續(xù)預警了50次破壞性地震而且沒有一次是誤報的。

大部分情況下，地震臺是通過地震計（即地震傳感器）、數據采集器、數據記錄器等協同工作來記錄地震的。其中，地震計里面的傳感器是最早接觸地震波的，這顆能夠救命的傳感器，實在是太重要了！

地震計預測地震的原理

地震計分為東西、南北、垂直三個維度，可監(jiān)測地震信號。

當地震發(fā)生時，地震波會以每秒5到7公里的速度傳向地震計。緊接著，地震計會將檢測到的機械信號轉化為電信號，并通過模擬數字信號轉換器傳輸到數據采集室測報員的電腦上。

常見的地震計及內部構造

測報員在第一時間接收到信號后，可通過專業(yè)軟件對信號進行放大及模數轉換，約只需要1分多鐘，實時分析出時間、地點、震級三要素，同時，在電子顯示器上顯示震動記錄波形，也就是地震波形圖。

借此，根據捕捉到的地震波信息，科學家便可計算出地震臺到震源的距離、方位角，確定震中位置。

具體來說，通過分析地震波形圖記錄的橫軸-時間軸，就可以得到識別出各種地震波到達的時間，如P波（地震縱波）和S波（地震橫波）的到達的時間，由此也可得出地震發(fā)生的時間和地震發(fā)生的地點。而通過分析記錄圖的縱軸-振幅軸，就可以計算出地震的震級。

地震波形圖，資料圖

比如，5月7日5時許，在巴布亞新幾內發(fā)生了一次7.1級地震，從地震發(fā)生，南京臺地震計受到感應，再到工作人員計算出地震要素，整個過程只需要1到2分鐘。

地震計傳感器工作原理

以前，老式地震監(jiān)測設備采用的是速度型地震計。

這種地震計采用的是電磁感應原理，即在封閉的磁場內放置一個線圈，擺體的相對運動速度與其線圈輸出呈正比。

不過，速度型地震計只能檢測到相對而言比較大的運動量，目前，面對監(jiān)測范圍和精度的提升需求，新式地震加速度計應用而生。

地震計內部構造示意圖，圖中左、右分別為地震計水平、垂直分向擺體

究其原因，是因為與速度型檢波器相比，在內部擺體完全靜止時，速度型地震計基本不會有響應，加速度計卻能夠檢測到擺體的某些運動傾向，也就是加速度狀態(tài)。

因此，速度型檢波器只能檢測到相對而言比較大的運動量，而加速度計可以檢測到極其微小的運動量。

目前，伺服加速度傳感器被廣泛的應用在地震計當中，因具備線性響應好、工作狀態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點，這種地震加速度傳感器測量的位移在低頻的時候也會非常靈敏，而這也是目前應用廣泛的寬頻帶和甚寬頻地震計的核心工作原理。

地震預警的作用

地震預警只有短短幾秒鐘或者幾十秒鐘，時間確實很短，但作用卻相當巨大。

舉個列子，有3秒鐘的時間，小朋友們在學校就可以迅速的躲在桌子底下，在家里的可以躲在角落邊或者衛(wèi)生間去；而5秒鐘的時間，足以把一樓的人員疏散到樓外；10秒鐘的時間，一樓二樓都可以進行疏散，也有足夠離開電梯的時間了。

對那些工程，化工廠、核電站來說，提前預警更為有用，比如，工程設施在收到1秒預警的時候，電磁閥可以關閉；2秒的預警時間，已經可以讓核電站的核反應堆緊急關停；3秒已經可以讓很多化工廠處在安全狀態(tài)。

對地震預警而言，或者是地震導致的一些不安全的因素，如果能監(jiān)測到，提前幾秒鐘就可以解決很多的問題。理論研究表明，3秒的預警時間，可以減少人員傷亡14%；10秒減少39%；20秒減少63%。

雖然預警能夠一定程度上的減少傷亡和損失，并不能達到100%，畢竟大自然的災難面前，這點時間太有限了，愿平安！