传感器在地震监测中的有效运用分析.docx

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传感器在地震监测中的有效运用分析

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摘要：我国的地理位置比较特殊，其处于欧亚地震带以及太平洋地震带两个地震带之间的大地震带上面，由于这个位置长期受到印度板块、太平洋板块以及菲律宾海板块的持续地挤压，所以这个地区的地震断裂带极其地发达。自上个世纪至今，我国通过记录以及检测到的高达6级以上的地震就有800次以上，这些地震广泛地遍布除了浙江、香港以及贵州之外全部的省份、自治区以及直辖市之中。所以，对地震开展非常有效的监测工作以及高效的预警工作将是可以非常有效减少经济损失以及公民伤亡的一种非常重要的方法。

关键词：地震监测；无线传感器；光纤位移传感器

一、无线传感器网络系统在较复杂环境下的地震监测

（一）无线传感器网络节点的设计

无线传感器的能够在复杂环境下对地震进行监测，其节点在地震监测系统里面主要是通过地震发生时的横波、纵波、地理位置、平面位移以及面加速度等与地震有关的参数进行采集以及无线收发等主要功能。而无线传感器有硬件和软件两个部分组成，其节点的硬件部分主要包括电源部分、无线收发部分、微功耗处理器部分、数据采集部分等相关部分。而软件系统的一些功能主要是包括数据采集与处理功能、无线收发信息功能、节点互定位功能等。同时无线传感器网络节点里面的一些软件主要包括嵌入式操作程序。

（二）无线传感器方法性能分析

无线传感器在地震中应用方法主要是提出了一种通过以优化簇半径为主的无线传感器网络技术分簇路由协议，其中最主要的是采取了非常规的集中式以及分布式密切结合的处理方式，而且在分布式成簇的算法里面，主要采取了两种不一样的簇头选举机制分别应用，与此同时，在分布式的簇内以及簇间都合理地采用了单跳以及多跳进行相结合的高效的路由机制。

此外，UCOR路由协议在其中的应用不仅可以较为明显地改善“热区”出现的问题，而且还能够极大平衡了网络承担的负载，进一步降低了电量的能耗，从而进一步延长了网络使用的生命周期。该种方法主要是基于传感器网络这样一个新兴的网络传感器技术，能够实现针对非常复杂环境下开展对地震发生时相关参数的科学高效测量，并且在其中采用了较为新型的路由协议，因此对地震相关的参数监测在理论上就有了一些非常全面的以及极为可靠的应用。不过，这种方式并没有真正意义上经过实验或者实践的科学检验，而且总的来讲，这种方法也是一种存在于理论上的监测方式，在实践的应用过程中还应该解决一些较为突出的实际问题，例如：在比较复杂环境里面无线传感器网络的进一步设计以及实现的组建工作，这些都需要考虑其应用的有效性以及可靠性还有能耗等方面出现的相关问题，而且在地震监测网络中进行监测相关信息的传输问题也是面对的一个最主要的问题，所以应该在保证可靠的同时进行及时有效的信息传输工作。

二、光纤位移传感器在地震中的应用

（一）光纤位移传感器的主要工作原理

光纤位移传感器主要是使用GRIN透镜以及菱形光阑所组成的一种传感器，这种传感器通过发光强度调制而成，主要原理是通过地震波垂直位移测量原理实现的，光纤位移传感器可以对系统输出光强以及光位移之间的一种耦合关系开展深入分析计算处理以及仿真操作，这种方法主要是采用一种特殊的透射式的光纤位移传感器实现的，主要通过地震时地震波的产生而造成的地表振动进行调制相关的透射发光强度工作的。

而其中惯性式传感器是比较重要的一部分，其谐振部分是一个可动质量块，这个可懂质量块的质量为M的，其中有一个特殊的弹簧，弹簧的刚度系数为k，还有一个阻尼，其力学原理是比较复杂的，其中质量弹簧系统一般上会被用来测量相关测量对象的一些振动参数并且能够将参数转换成为该质量块相对于这个传感仪器的外壳发生的一些位移。所以，当频比为ω/ωn的时候，并且阻尼是非常小的时候：就有y0/u0≈1，这个公式中的y0就是质量块与壳体之间发生的一些相对位移的主要振幅参数，而u0则是被监测的主要振动位移参数。在工程结构测试过程中应该以磁电式的换能器的主要应用最广泛，所以，在这里提出了这种更加新颖的方式。此外，入射光线以及接收光纤都可以与GRIN透镜进行相关的物理连接，从而可以使出射光平行输出并且通过一个相同规格的GRIN透镜进行接收。

（二）光纤位移传感器方法性能分析

光纤位移传感器在地震中的应用主要采用光纤位移传感器的高效运作从而实现其对地震波的及时监测，光纤位移传感器主要表现在系统结构较为简单、动态范围监测性能好、灵敏程度可以进行调整、抗电磁干扰能力非常强。光纤位移传感器是一种能够用于地震波振动测试工作中的新型地震波监测系统，这种移传感器的结构相对于其他的传感器较为简单，并且在其测量区间的线性度是较为良好的，并且它的测量范围以及灵敏度都是可以进行调整的，所以其具有一种非常好的实用性。不过由于它的结构是