产品品牌：

鹰眼

产品型号：

EEC-M

鹰眼地震前兆电磁波监测仪配置和技术参数 仪器功能概述 鹰眼地震前兆电磁波监测仪是一款集单片微机应用技术、数据采集技术、计算机通讯技术于一体的高科技地震前兆数据测量仪器。仪器能自动连续地采集记录0.1～20HZ范围的电磁波信号，采用数字记录的方式，记录电磁波信号不同幅值的穿越次数。记录后的数据，以小时为单位进行分组存贮，数据在仪器内保存可长达一年，不会因停电或搬迁而掉失数据。存贮在仪器中的数据，可以随时通过操作面板读出，以便查阅、抄录；也可以与计算机直接连接，把数据传送到计算机中，进行绘图、打印、保存以及分析。通过接入有线或无线的数据传输设备，还可以与监测中心的计算机远程连接，实现多机联网接收数据。仪器采用单片微机组成系统，实现友好的人机交互和自动的数据采集，无须人工干预。仪器采用先进的表面贴焊接工艺把高工业级SMD元件装配而成，具有低功耗、高稳定性、高可靠性、抗干扰能力强、掉电保护等优点。与鹰眼地震前兆电磁波监测仪配套使用的计算机管理软件具有自动远程收发数据、显示数据、显示数据图形、打印数据报表、打印数据图形、异常报警分析等功能。 仪器配置 鹰眼地震前兆电磁波监测仪分为数字化数据记录主机和电磁波信号接收探头两部份。监测仪器配置示意图如图3.1所示。仪器有两路输入接口，可以接一个或两个电磁波探头。若接两个，按东西、南北方向水平放置，可以接收不同方向的电磁波信号，便于分析。探头摆放在房间内或地面即可，不需要打井、埋地或架天线。仪器有两路输出接口，一个与计算机连接，一个与调制解调器或无线数传设备相连，两个输出可根据需要选择使用。 图3.1、电磁波监测仪配置 仪器接通电源后便可以开始工作，自动记录数据，通过仪器面板上的按键，可以显示记录在仪器内的数据，这时可以把数据抄写下来。若与近距离的计算机连接，便可以把数据传送到计算机中，配合电磁波管理计算机软件，可以进行数据查阅、显示图形、打印报表、打印图形等操作，以及进行进一步分析处理工作。若再配有电话线、调制解调器、GPRS传输模块，便可以实现远程联网，把数据传送到监测中心的计算机中，实现数据的快速交互和共享，实现真正的无人值守。 图3.2、电磁波监测仪架构拓扑图 仪器工作原理   该仪器是一台电磁波信号数字化记录仪，每一个小时统计及保存采集结果。工作时，仪器以10毫秒的时间间隔，自动地、不停地接收和记录电磁波信号。当没有信号或信号很微弱时记录单元的数不改变。当有信号时，信号经过放大器放大，并由八阶数字滤波器滤除高于20HZ频率的无用信号后进行模/数（A/D）转换，确定出信号的幅度大小。然后根据幅度值的大小及当前的日期时间和探头号，在非易失性存贮器对应于该幅度值的单元中记录其交变次数。如此循环工作，从而达到了按不同的信号幅度保存每小时信号穿越该幅度值次数的目的。 监测仪将信号幅度分成四级，比如在满幅度量程为5V下，分成大于0V、大于1.5V、大于3V、大于4.5V四种幅度值。对于电磁波信号，我们只记录两个信息量，一个是四种幅度值，一个是在单位时间内（一小时）信号穿越该幅度值的次数。经过这样的数字量化后的数据，以每小时为单位保存，不但数据量少，而且便于分析，既降低成本，又提高可靠性。 判断的时候，我们可以根据记录到的数据，推算被接收电磁波信号的强弱变化情况：如果在几个幅度级别中都记录到数据，就表示电磁波信号能量强、幅度大；如果某个时间记录的计数值很大，就表示电磁波信号频率较高、较密。 本仪器给用户还提供了一种采集手段，能向监测中心的计算机传输完整的电磁波信号波形。尽管仪器不能保存电磁波的完整数据信息，但是它可以通过串行通讯口发送采样值，由于采样频率为100HZ，A/D转换位数为八位，所以每秒钟发送100个字节的数据，通分析软件分析。 电磁波探头 为了能记录到电磁波信号，需要配置电磁波探头。探头具有高灵敏度，在0.1～20HZ测量范围能产生强电感量，感应出电磁波的变化，并具有抗干扰、易搬动、体积小、防水、坚固耐用等特点。本仪器选用国家地震局研制的电磁波探头，探头磁芯采用导磁性能强的铍膜合金制成，外面绕两组线圈，一组是工作线圈，另一组是标定线圈。探头外壳长约60公分，直径约8公分，由铝型材料或工程塑料加工而成。该探头抗干扰能力强，放在办公室内即可，无需打井，使用方便。探头用于实际监测记录时，已记录过多次有别于正常情况下的脉冲信号和地震前兆异常信息。 探头参数：内阻：      R=59KΩ 电感量：   L=38 ~ 58H       灵敏度为： 10mv/nt 仪器技术特点 1、 单片微型计算机控制──该仪器采用美国原装进口的单片微电脑芯片作为全机控制大脑，在监控程序控制下，仪器能自动地、连续地工作，有效地采集数据、存贮数据、显示数据、设置参数、设置时间以及数据通信。 2、 采样周期和间隔──为保证能接收到每一个电磁波周期信号，根据采样定理，采样时间为0.01秒时，就能非常准确的捕捉到信号的完整信息。 3、 数据的可靠保存——为可靠保存长达一年的数据序列，并且不会因停电、干扰或搬迁等因素而掉失数据，仪器为每个数据分配了固定的单元，并采用了大容量非易失性的闪烁记忆体存储数据，并专门设计了读写控制电路，严格控制其无序的写入，从而提高其可靠性。另外，为了准确、有效、长期地保存数据，把仪器中存贮器所存放某月某日某小时某一探头的单元设成是固定的，即共有12×31×24×2=17856个固定单元。一般情况下，仪器会按时间顺序每小时更新它所对应的单元数据，如此循环更新数据。所以，数据在仪器内可以保存一年。当没有电或停测时，某单元的数据没有被更新，仍维持上一个月的数据。 4、存储器容量──由于20HZ电磁波信号，每周期信号可以有两次交变，因此一小时内的计数值为多可出现144000次（3600×20×2=144000），为保证能记录到所有数据，又节省存储单元，采用二进制数据格式，仪器把每小时四个幅度级别的记录单元各采用3个字节来存放累计结果。这样，每个小时的数据要用27个字节存放（其中三个字节存放月日时信息，12个字节存放探头1的四个级别的数据，12个字节存放探头2的四个级别的数据），一天的数据为648个字节27×24=648），一个月的数据为20088个字节（27×24×31=20088），一年的数据为241056个字节（27×24×31×12=241056）。仪器选用了2M字节的存贮器，以备日后扩展使用。 5、 电磁波信号的放大──为解决微弱电压信号的不失真放大难题，特选取了专用的仪表测量放大芯片构成了高、高稳定度、低功耗、低漂移的双端输入程控放大电路。放大器前级放大器的放大倍数为一能与探头匹配的固定值，后级程控放大1到9倍，后级可以通过仪器面板上的参数设定菜单进行手工设置，使多台仪器的记录结果有一个定量化的比较。 6、 0.1～20HZ低通滤波──为了滤除0.1～20HZ以外的干扰成分，采用美国MAXIM公司的八阶低通数字滤波芯片，设计成一个拐点频率灵活设定的高度高阶低通滤波器。滤波器拐点频率可以通过仪器面板上的参数设定菜单进行手工设置，可以选择测量范围0.1~10HZ或者0.1~20HZ的滤波频率，以适应个别监测点的需要和研究需要。 7、 磁波信号幅度和频率的采样──反映地震前兆电磁波信号特征的两大测量指标是其幅度和频率。如果对每个信号都保存其频率值和幅度值，虽然，但会占用大量的CPU时间和大量存储器空间。为有效地压缩数据量，我们不管每个波形的实时频率，只关心波形在每个幅度值上出现的次数，以小时为单位进行分组累计，即把记录每个实时频率转化为统计每小时在每个幅度值上出现的频度（次数）。这样做，既减少数据量又基本不丢失电磁波信号两个特征量的变化情况。分析的时候，如果接收的电磁波信号强，则它在多个量级中都被记录到；如果交变次数多，则它被记录的频度（次数）就高。因此，通过记录和分析每个幅度级别的频度，也可以知道电磁波信号的强弱变化情况。 8、 数据存贮的时间性──由于电磁波信号的变化均对应于某一时间，数据的存贮必须对应其准确时间，仪器采用了实时时钟芯片，具有百年日历，掉电后照常行走，保证时间日期的准确性。 9、 整机的高抗干扰性──为能提高仪器的抗干扰性能，仪器采用美国XICOR公司的μp监控芯片设计了一个集上电复位、电源监控、WATCHDOG（看门狗）电路于一体的单片机监控电路，能在程序失控下能自动唤醒CPU并重新进入正常的测量工作。 10、数据采集的并行性──由于对电磁波的采集是连续的，故必须保证在查阅数据、通信或键盘操作期间，仪器仍能连续采集数据。 11、整机低功耗设计──为便于借助后备电源或不间断电源实现不间断监测，仪器必须设计成低功耗工作方式，因此整个仪器元器件均由CMOS或HCMOS低功耗集成电路构成，显示部件采用LCD液晶屏，整机功耗小于3W。 12、能适应电压变动──能适应电网电压的大范围变动，采用纹波少的稳压电源，能适应电网的大范围变动，允许电网波动范围为180～280V。 13、仪器放大倍数调节──为了适应不同地区电磁波信号的强弱情况，仪器具有用户调节放大倍数的功能。放大倍数是数字化的，有9档。 14、连接计算机──为了使用计算机对电磁波仪器记录的数据进行进一步的保存和分析，能通过仪器的通讯口与计算机串行口进行近距离数据通信，计算机可实时接收仪器储存的数据，与计算机实现数据转存，应用计算机软件对数据进行分析处理。同时，还可以实现电磁波数据或波形的实时显示和储存。 15、仪器联网──为了实现无人值守，以及快速获得仪器记录的数据，各台仪器应能与监测中心联网，通过电话线路或移动通讯线路，技术人员就可以在监测中心自动接收各个仪器的数据。仪器能自动完成摘机、数据传输和挂机等功能。如果选择GPRS通讯方式，则可以自动获取一个IP地址，此时仪器可以实时的往监控中心的固定IP发送电磁波数据，实现真正的IP到点。仪器也具备以太网的扩展接口和连接调制解调器的连接线，可以轻松的与其他设备组成局域网。 16、电磁波信号接收显示──当接收到各幅度值电磁波信号时，在仪器LCD面板上会显示两个探头四个幅度下的交变次数。从而知道当前电磁波信号的接收情况和大小强弱情况。 17、仪器的可靠性、稳定性──由于选用了工业级的电子元件、SMD的焊接工艺、元件的合理排放、科学的布线，仪器抗干扰能力强，温度系数高，能在恶劣的环境下可靠运行。我们自行研发的主机板和显示键盘板如图6.1、6.2所示。     图6.1、监测仪主机电子线路板 图6.2、监测仪显示电子线路板 18、显示与查阅数据──为使用户能直接获得存放在仪器内的观测数据，用户通过键盘可方便地显示、查阅和抄录数据。 19、提供方便灵活的操作方式──为适应不同的监测环境，仪器面板上有6个按键的键盘。用户通过键盘，以人机交互方式查阅抄录数据，修改日期时间值，设置系统参数。 20、仪器具有美观大方的外壳──仪器外壳为纯铝合金19英寸标准机柜机箱，密封，防潮，防尘，结实牢固。128X64的点阵液晶屏显示，轻巧耐用的薄膜按钮。仪器背板上有电源接口、电源开关、两路探头接口，两路RS232标准串行口。 21、仪器内单片微机程序的编制──记录仪器的控制程序由主程序、数据采集程序、存贮程序、定时中断服务程序、键盘中断服务程序、显示中断服务程序、通讯中断服务程序等组成，自动完成数据采集、数据存贮及数据显示。还可通过键盘完成时间参数的设置、放大倍数设定和数据的抄录，操作十分方便、灵活。 22、计算机配套处理软件的编制──能在计算机上对电磁波数据进行处理。用户可通过友好的人机界面，能实现接收仪器的电磁波数据、显示查阅数据、修改数据、数据格式转换、数据的图形显示、图形打印、日报表输出、月报表输出、联网自动通讯等功能。    配套的计算机处理软件   仪器的技术指标 幅度分辨率：具有四级幅度变化（在5V转换量程下，△V=1.5V）     采集信号频带：0.1～20HZ，0.1~10HZ可选 测量通道数：2个     采样频率：100HZ 数据存贮容量：2M字节 通道数据保存长度：可以保存9-12个月的两通道数据 整机功耗：< 5W     数据单位：电磁波信号交变次数／小时     数据显示方式：128X64 LCD中文液晶显示     数据通讯方式：异步串行通信，波特率4800bps、9600bps、19200bps、38400bps     数据存贮方式：在计算机中以月为单位存储 放大倍数：9档数字可调   外型结构尺寸图 标准3U机柜机箱（宽：482.6mm  高：113mm  深：360mm）