[发明专利]基于压电智能骨料定位地震及岩爆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震及岩爆事件定位领域，具体是涉及一种基于压电智能骨料定位地震及岩爆的方法。

背景技术

每年地震和岩爆事件都会造成巨大的人员伤亡和经济损失，及时的判断发生的位置对于高层决策、人员及财产的抢救、物资调度等起到至关重要的作用。地震和岩爆事件发生时都会伴有能量释放，进而导致应力波的产生，其中P波和S波是这两类事件发生时产生的一种体波，可以在地球内部传递，这两类波在固体介质中的传播速度P波显著高于S波，所以可以利用两种波接收的时差进行地震或者岩爆事件发生地点的定位。

准确区分P波和S波是进行精确定位的前提，如果判断错误，将会误判地震或者岩爆发生的地点，造成救援的误导，浪费人力物力，而且会延误真正发生地震或者岩爆地点的人员和财产的救援时间。实际工程中，P波的幅值较小，很容易被噪声信号湮没，所以经常出现将S波误判成P波的情况，造成误导。

目前，接收P波及S波信号的传感器主要有加速度传感器、压电智能骨料等，这两类传感器的造价较高，对于地震及岩爆问题，需要大量布置传感器，很难进行大规模的推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于压电智能骨料定位地震及岩爆的方法，通过频率不同区分P波与噪声信号，通过压电智能骨料接收P波及S波，利用波形、幅值和到达时间不同区分P波和S波，结合P波和S波的波速不同，本发明能够实现对地震及岩爆事件的定位，且能够有效的解决其它监测方法成本高的问题，易于在地震或者岩爆的事件多发地区大量推广使用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于压电智能骨料定位地震及岩爆的方法，包括以下几个步骤：

1）压电智能骨料的测点优化布置；对地震或岩爆多发区域进行初步勘探分析，将容易发生区域作为监测区域，在监测区域内布置压电智能骨料阵列；

2）采集地震或者岩爆释放的P波和S波信号；将步骤1）中的压电智能骨料阵列与信号采集设备相连，利用压电智能骨料采集地震或者岩爆发生时释放的P波和S波信号，并转换成电信号输出给信号采集系统；

3）信号综合对比分析区分P波和S波；信号采集系统对压电智能骨料阵列中同一位置的压电智能骨料提供的电信号进行滤波去嗓处理分析，利用S波和P波的幅值、波形和到达时间不同，区分S波和P波。

4）利用P波和S波的时间差进行地震或岩爆的定位；利用同一压电智能骨料采集到的P波和S波的时间差，给合波在土层中的传播速度，推算出发生地震或者岩爆距测点的距离，并此距离为半径画圆，将多个压电智能骨料对应的圆的交点处确定为地震或岩爆发生的位置。

作为本发明的进一步改进，所述滤波去嗓处理分析为信号采集系统通过分析电信号的频率，区别P波与噪音信号，并将噪音信号滤除。

作为本发明的进一步改进，还包括采样门槛触发的步骤，该步骤如下：信号采集系统设有采样门槛触发值，信号采集系统对幅值小于采样门槛触发值的压电智能骨料阵列提供的电信号进行屏蔽。

作为本发明的进一步改进，还包括状态显示的步骤，该步骤如下：设有显示装置，利用该显示装置显示地震或岩爆发生位置和压电智能骨料的工作状态。

作为本发明的进一步改进，所述压电智能骨料以PZT为敏感元件，以石材为封装材料。