Un جهاز قياس الزلازل أو مقياس الزلازل هو جهاز يسمح بقياس حركات سطح الأرض، أي الزلازل أو الهزات من أي نوع. بشكل عام ، يتم استخدامها لقياس تلك الناتجة عن حركة الصفائح التكتونية أو الغلاف الصخري ، وبالتالي تكون قادرة على إجراء الدراسات والتنبؤ بالزلازل المحتملة. ابتكر سكوتسمان جيمس ديفيد فوربس الاختراع عام 1842.
كانت الأداة في ذلك الوقت بدائية ، وتتألف من بندول ، بسبب كتلته ، ظل غير متحرك بسبب القصور الذاتي. بينما كانت جميع أجزاء الآلة تدور حوله. البندول كان لديه المخرز في نهايته ويسمح بالكتابة على بكرة ورقة محددة زمنيا. بهذه الطريقة ، عندما تهتز الأرض ، تم تمثيلها على الورقة المذكورة في شكل منحنيات.
شيئًا فشيئًا ، تطورت أدوات القياس للتكيف مع المقاييس الجديدة لقياس الهزات التي يمكن أن يشعر بها الناس فقط. منذ ذلك الحين ، كان التطوير مستمرًا حتى الجديد بدقة أكبر وحساسية أكبر بكثير لـ مهام مختلفة للجيولوجيين وغيرهم من الموظفين الذين عادة ما يستخدمون هذا النوع من التدابير. مع وصول الإلكترونيات ، تم تحديث هذه الأجهزة وأصبحت أكثر تعقيدًا حتى تصل إلى أجهزة قياس الزلازل الحالية.
حاليًا ، يمكن لأجهزة قياس الزلازل تلقي معلومات من الهزات من نقاط مختلفة على الأرض. يمكن للأشخاص القريبين من مراكز الزلزال أخذ قراءات الزلزال لتسجيل المكالمات موجات S وموجات P.. من ناحية أخرى ، يمكن للموجات الأبعد تسجيل موجات P. وفي حالة عدم معرفتك ، فإن المستشعرات الموضوعة على الأرض لالتقاط هذه الاهتزازات الأرضية تسمى الجيوفونات ، على الرغم من استخدام ميكروفون مكمل في البحر أيضًا قياس الموجات الصوتية التي تنتقل عن طريق الماء عند حدوث زلزال.
كيفية تركيب جهاز قياس الزلازل
إذا كنت شغوفًا بهذا النوع من الأجهزة ، وكنت صانعًا ، فيمكنك القيام بذلك جهاز قياس الزلازل DIY الخاص بك بأقل من 100 يورو...
El تشغيل هذا المشروع الأمر بسيط للغاية ، كما يتضح من الرسم البياني في الصورة أعلاه. سوف يكتشف جهاز قياس الزلازل محلي الصنع حركة الأرض بفضل المغناطيس الذي يتدلى من زنبرك حتى يتمكن من الارتداد لأعلى ولأسفل بحرية.
يتم وضع ملف ثابت من الأسلاك حول المغناطيس على السطح المرجعي. بفضله ، سيتم اكتشاف أي حركة مهما كان صغر المغناطيس ، منذ ذلك الحين سيولد تيارات في الكبل يمكن قياسها بدقة. ما تبقى من الجهاز هو الإلكترونيات اللازمة لتحويل تلك الإلكترونيات إلى بيانات يمكن تسجيلها وعرضها على شاشة جهاز الكمبيوتر الخاص بنا.
المواد اللازمة
من أجل إنشاء مثل هذا النظام ، ستحتاج إلى عدد قليل عناصر أساسية تمامًا ولدينا جميعًا في متناول أيدينا. القائمة الكاملة هي:
- Un الربيع المعادن. قد تكون اللعبة النموذجية للعبة Slinky، Jr. الشهيرة ، تلك التي تراها في بعض الأفلام التي تنزل بعض السلالم وتنزل بمفردها ...
- المغناطيس الدائري اجعلها قوية (RC44) ، على سبيل المثال مصنوعة من النيوديميوم.
- المضخم إشارة OpAmp LT1677CN8 ، و لفائف من الأسلاك النحاسية مغناطيسي (ورنيش عيار 42 معزول) لتحويل الإشارة الضعيفة إلى إشارة أقوى. (MW42-4)
- الأنابيب البلاستيكية لف الكابل.
- جهاز قادر على تحويل الإشارة التناظرية إلى رقمية. في هذه الحالة يتم استخدامه اردوينو.
- جهاز تسجيل وتسجيل. في هذه الحالة ، البرنامج قيد التشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بنا لتمثيل ما يلتقطه Arduino ...
- هيكل مصنوعة من الخشب أو المعدن أو البلاستيك لعقد الزنبرك.
- اللوح أو لوحة لوحة دوائر مطبوعة للحام.
- المقاومات 10 آلاف و 866 ألف
- كونتينسادوريس 0.01 فائق التوهج ، 0.1 فائق التوهج ، 1 فائق التوهج ، 330 ف
- كبلات للتوصيل
الإجراء خطوة بخطوة
خطوة 1
يجب أولاً لف بعض الأسلاك النحاسية بالعزل إنشاء ملف. في هذا المشروع ، يستخدمون أنابيب PVC التي يمكنك العثور عليها في أي سباكة. يتم قطع الأنبوب وستترك حوالي 1 سم حيث يتم لفه بـ 2.54 لفة من الخيط. تذكر أنه يجب عزله ببعض الورنيش ، فقد تم بيعه بالفعل بهذه الطريقة في بعض المؤسسات.
يمكنك أيضًا إنشاء قطعة بامتداد طابعة ثلاثية الأبعاد إذا كنت تفضل ذلك، أو استخدم أنواعًا أخرى من المواد المعاد تدويرها لاستبدال الأنابيب البلاستيكية ... خيار آخر هو استخدام البكرات نفسها حيث يأتي خيط الجرح إذا كان لديك زوج منها. ولتغليف السلك ، يمكنك استخدام آلة الخياطة أو المثقاب كما يظهر في الفيديو.
تذكر أنه يجب عليك لحام الأسلاك العادية لكلا طرفي الأسلاك النحاسية للملف. باستخدامهم ، ستتمكن من إجراء التوصيلات بشكل أفضل ، نظرًا لأن السلك النحاسي للملف رفيع للغاية حتى تتمكن من العمل معه ثم توصيله بلوحة Arduino.
خطوة 2
الخطوة التالية هي قم بتعليق ومعايرة الزنبرك بالمغناطيس. لهذا يجب عليك لصق المغناطيس على السلك أو الزنبرك. يجب تعليقها داخل الأنبوب باللف الذي أنشأته في الخطوة السابقة. يجب أن تقوم بمعايرة المسافة التي تعلقها على الخشب أو المعدن أو أيًا كان ما تستخدمه بشكل جيد ... ، بحيث عندما يكون هناك هزة ، فإن الزنبرك يحرك المغناطيس في وسط الملف مباشرة حتى يتمكن من تحفيز تيار فيه.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تجعل المعايرة الاهتزاز هو 1 هرتز، أي أنه يتحرك لأعلى ولأسفل مرة واحدة في الثانية. صعودا وهبوطا هي الدورة الكاملة التي يجب القيام بها في ثانية واحدة.
خطوة 3
إلى تضخيم التيار المستحث في الملفنظرًا لأن تحريك المغناطيس في قلب الملف يولد تيارات صغيرة جدًا ، هناك حاجة إلى مكبر إشارة. هناك عدة أنواع من معززات الإشارة الجيدة ، يمكنك استخدام أي واحد منها. الاتصال بسيط ، يمكنك القيام بذلك على لوح التجارب أو على لوح مثقوب عن طريق الأرضيات ، إذا كنت ستتركه دائمًا. عليك ببساطة توصيل الدوائر كما هو موضح في الصورة ...
خطوة 4
سوف نقوم الآن لوحة اردوينو ONE، والذي سيكون مسؤولاً عن تحويل الإشارة المضخمة بواسطة الدائرة من الخطوة السابقة وتحويلها إلى بيانات رقمية. يعتمد جهاز قياس الزلازل على جهاز آخر مشروع TC1 حيث يمكنك العثور على مزيد من التفاصيل حول تكوين Arduino.
خطوة 5
عندما تقوم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر ، من خلال USB ، سيتم التقاط البيانات ، ومن خلال برنامج يمكن تحميل البيانات من خلال مراقبة المنفذ التسلسلي التي لديك في Arduino IDE. يجب أن يُظهر كل شيء البيانات المناسبة ، إذا لم يكن الأمر كذلك ، فتحقق من توصيله بشكل صحيح بمنفذ COM الصحيح.
يمكنك استخدام جاما ستةإنه مشروع مثير للاهتمام وأن تكون قادرًا على رؤية البيانات ومشاركتها مع الطلاب والعلماء الآخرين في جميع أنحاء العالم.
يمكنك أيضًا إجراء بعض التعديلات والتحسينات على تقليل الضوضاء وتجنب إعطاء بعض المعلومات الخاطئة. النظام حساس للغاية ، لذا يمكنه تسجيل الهزات التي ليست في الواقع زلازل. قد تلتقط أيضًا الاهتزازات من بعض الأجهزة أو المركبات القريبة. الآن افعل التطهير والخطأ! حتى أقوم بضبطها ...
مصدر:
تعليمات - مقياس الزلازل DIY