Un máy đo địa chấn hay máy đo địa chấn là thiết bị cho phép đo các chuyển động của bề mặt trái đất, nghĩa là, động đất hoặc chấn động dưới bất kỳ hình thức nào. Nói chung, chúng được sử dụng để đo những thứ được tạo ra bởi sự chuyển động của các mảng kiến tạo hoặc thạch quyển, và do đó có thể thực hiện các nghiên cứu và dự đoán các trận động đất có thể xảy ra. Phát minh được tạo ra bởi Scotsman James David Forbes vào năm 1842.
Dụng cụ thời đó là nguyên thủy, và bao gồm một con lắc, do khối lượng của nó, vẫn bất động do quán tính. Trong khi tất cả các bộ phận khác của máy đều chuyển động xung quanh anh ta. Con lắc có một dùi ở cuối và cho phép viết trên một con lăn giấy có thời hạn. Bằng cách này, khi mặt đất rung chuyển, nó được biểu diễn trên tờ giấy nói trên dưới dạng các đường cong.
Từng chút một, các công cụ đo lường đã phát triển để thích ứng với các thang đo mới để chỉ đo những chấn động mà con người có thể cảm nhận được. Kể từ đó, sự phát triển đã không ngừng cho đến khi những cái mới với độ chính xác cao hơn và nhạy hơn nhiều cho các nhiệm vụ khác nhau của các nhà địa chất và những nhân viên khác thường sử dụng loại biện pháp này. Với sự xuất hiện của thiết bị điện tử, các thiết bị này đã được hiện đại hóa và trở nên tinh vi hơn nhiều cho đến khi chúng đạt đến các máy đo địa chấn hiện nay.
Hiện tại, máy đo địa chấn có thể nhận được thông tin về các chấn động từ các điểm khác nhau trên Trái đất. Những người ở gần tâm chấn có thể đọc kết quả động đất để ghi âm các cuộc gọi Sóng S và sóng P. Mặt khác, những thiết bị ở xa nhất chỉ có thể ghi lại sóng P. Và trong trường hợp bạn không biết, các cảm biến đặt trên mặt đất để ghi lại những rung động trên mặt đất này được gọi là geophone, mặc dù ở biển, một hydrophone bổ sung cũng được sử dụng để đo sóng âm mà chúng truyền qua nước khi động đất xảy ra.
Cách lắp máy đo địa chấn
Nếu bạn đam mê loại thiết bị này và là một nhà sản xuất, bạn có thể làm máy đo địa chấn tự làm của riêng bạn với giá chỉ dưới € 100...
El hoạt động của dự án này Nó khá đơn giản, như có thể thấy trong sơ đồ ở hình trên. Máy đo địa chấn tại nhà sẽ phát hiện chuyển động của mặt đất nhờ một nam châm treo vào lò xo để nó có thể nảy lên và xuống một cách tự do.
Một cuộn dây đứng yên được đặt xung quanh nam châm trên bề mặt chuẩn. Nhờ nó, bất kỳ chuyển động nào dù nam châm tạo ra nhỏ đến đâu cũng sẽ bị phát hiện, vì sẽ tạo ra dòng điện trong cáp có thể đo được với độ chính xác. Phần còn lại của thiết bị là thiết bị điện tử cần thiết để chuyển đổi thiết bị điện tử đó thành dữ liệu có thể được ghi lại và xem trên màn hình PC của chúng tôi.
Vật liệu cần thiết
Để tạo ra một hệ thống như vậy, bạn sẽ cần một số các yếu tố khá cơ bản và tất cả chúng ta đều có trong tầm tay. Danh sách đầy đủ là:
- Un Lò xo kim loại. Đó có thể là món đồ chơi điển hình của Slinky, Jr., những thứ bạn thấy trong một số bộ phim kéo xuống một số cầu thang và đi xuống một mình ...
- Nam châm vòng làm cho nó mạnh mẽ (RC44), ví dụ như làm bằng neodymium.
- Bộ khuếch đại Tín hiệu tín hiệu OpAmp LT1677CN8 và cuộn dây đồng Từ tính (42 gauge varnish cách điện) để chuyển đổi tín hiệu yếu thành tín hiệu mạnh hơn. (MW42-4)
- Ống nhựa PVC để quấn cáp.
- Một thiết bị có khả năng chuyển đổi tín hiệu tương tự thành kỹ thuật số. Trong trường hợp này, nó được sử dụng Arduino.
- Một thiết bị ghi âm và ghi hình. Trong trường hợp này, phần mềm đang chạy trên máy tính của chúng tôi để đại diện cho những gì Arduino chọn ...
- cấu trúc làm bằng gỗ, kim loại hoặc nhựa để giữ lò xo.
- Breadboard hoặc tấm bảng mạch in để hàn.
- Điện trở 10K và 866K
- Tụ điện 0.01uF, 0.1uF, 1uF, 330pF
- Cáp kết nối
Từng bước làm thủ tục
bước 1
Đầu tiên, bạn phải quấn một số dây đồng có cách điện để tạo ra một cuộn dây. Trong dự án này, họ sử dụng ống PVC mà bạn có thể tìm thấy trong bất kỳ hệ thống ống nước nào. Ống được cắt và bạn sẽ để lại khoảng 1 inch (2.54 cm) nơi nó được quấn với 2500 vòng chỉ. Hãy nhớ rằng nó phải được cách nhiệt bằng một số vecni, chúng đã được bán như vậy ở một số cơ sở.
Bạn cũng có thể tạo một mảnh bằng Máy in 3D nếu bạn thích, hoặc sử dụng các loại vật liệu tái chế khác để thay thế ống PVC ... Một lựa chọn khác là sử dụng chính ống cuộn nơi có sợi chỉ quấn nếu bạn có một đôi. Và để quấn dây, bạn có thể nhờ đến sự hỗ trợ của máy khâu hoặc máy khoan như trong video.
Hãy nhớ bạn phải hàn dây bình thường vào cả hai đầu dây đồng của cuộn dây. Với chúng, bạn sẽ có thể thực hiện các kết nối tốt hơn, vì dây đồng của cuộn dây cực kỳ mỏng để có thể làm việc với nó và sau đó kết nối nó với bảng Arduino.
bước 2
Bước tiếp theo là treo và hiệu chỉnh lò xo bằng nam châm. Đối với điều này, bạn phải đặt các nam châm được dán vào dây hoặc lò xo. Chúng nên được treo bên trong đường ống với cuộn dây bạn đã tạo ở bước trước. Bạn phải căn chỉnh tốt khoảng cách treo nó lên gỗ, kim loại hay bất cứ vật gì bạn dùng giá đỡ ..., để khi có chấn động, lò xo sẽ di chuyển nam châm ngay chính giữa cuộn dây để nam châm có thể cảm ứng được. một dòng điện trong đó.
Ngoài ra, việc hiệu chuẩn sẽ làm cho rung động là 1Hz, nghĩa là, nó di chuyển lên và xuống một lần mỗi giây. Lên và xuống là chu trình hoàn chỉnh phải được thực hiện trong một giây.
bước 3
đến khuếch đại dòng điện cảm ứng trong cuộn dâyVì khi di chuyển nam châm trong lõi cuộn dây sẽ tạo ra dòng điện rất nhỏ nên cần có bộ khuếch đại tín hiệu. Có một số loại tăng tín hiệu tốt, bạn có thể sử dụng bất kỳ loại nào. Kết nối rất đơn giản, bạn có thể thực hiện nó trên breadboard hoặc trên tấm đục lỗ bằng sàn, nếu bạn định để nó vĩnh viễn. Bạn chỉ cần kết nối các mạch như trong hình ...
bước 4
Bây giờ chúng ta hãy bảng arduino UNO, sẽ có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu được mạch khuếch đại từ bước trước và chuyển thành dữ liệu số. Máy đo địa chấn dựa trên một Dự án TC1 nơi bạn có thể tìm thêm thông tin chi tiết về cấu hình Arduino.
bước 5
Khi bạn kết nối Arduino với PC, thông qua USB, dữ liệu sẽ được ghi lại và bằng một phần mềm, dữ liệu có thể được tải qua màn hình cổng nối tiếp mà bạn có trong Arduino IDE. Mọi thứ sẽ hiển thị dữ liệu thích hợp, nếu không, hãy kiểm tra xem nó đã được kết nối đúng cách với đúng cổng COM chưa.
Bạn có thể sử dụng jAma SixĐây là một dự án thú vị và có thể xem và chia sẻ dữ liệu với các sinh viên và nhà khoa học khác trên khắp thế giới.
Bạn cũng có thể thực hiện một số chỉnh sửa và cải tiến đối với giảm tiếng ồn và ngăn bạn đưa ra một số thông tin sai lệch. Hệ thống này khá nhạy, vì vậy nó có thể ghi lại những chấn động không thực sự là động đất. Nó cũng có thể nhận rung động từ một số thiết bị hoặc phương tiện gần đó. Bây giờ thực hiện Purge and Error! Cho đến khi tôi tinh chỉnh nó ...
Fuente:
Những người hướng dẫn - Máy đo địa chấn tự làm