طراحی و ساخت تجهیزات آشکارسازی و اعلام سیگنال های زلزله در خطوط لوله گاز

پیش از وقوع زلزله، امواج الکترومغناطیس در محدوده فرکانس vlf در درون زمین در محل کانون زلزله منتشر می شوند و دارای دامنه زیاد و فرکانس وسیع می باشند و این امواج پس از عبور از لایه های پوسته زمین، با فرکانس کم به سطح زمیـن می رسند. در زمـان وقـوع زمین لرزه به علت آزاد شدن انرژی در کانون زلزله امواج لرزه مختلف که مهم ترین آن ها امواج p و s است منتشر می-شود. این امواج لرزه می تواند به عنوان پیش نشان گر زلزله به کار رود. سنسور ژئوفونی امواج مکانیکی حاصل از زلزله را تشخیص می دهد و در این پروژه، سنسور ژئوفونی طراحی شده است که مقدارهای از آن عبارتند از: ?=0.55 ، جرم ارتعاش 86 گرم، ثابت فنر کل 40/12، ضریب میرایی 13/1، فرکانس طبیعی 91/1 هرتز و ولتاژ بر سرعت 15(v/m). طراحی و ساخت این ژئوفون به همراه معادلات و شکل های مربوطه همگی در این کار انجام شده است. زمان اعلام خطر تا محل وقوع زلزله بسیار کم و در حدود چند تا 60 ثانیه برآورد شده است که تقریباً زمان خوبی برای رفتن به مراکز امن می باشد. برای اطلاع از زلزله، از دستگاه های هشداردهنده زلزله استفاده می شود. ناگفته نماند که با استفاده از دستگاه آن که شامل مدار الکترونیکی می شود می توان کارهای از قبیل زنگ زدن تلفن و یا قطع شیر گاز ورودی به ساختمان و ... را انجام داد. لذا در اینجا در ابتدا مدارهای الکترونیکی مربوط به فیلترهای پایین گذر- بالاگذر، تقویت کننده و ایزولاسیون نوری در جای خود ارائه شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. فیلترهای چبی شف2 درجه 3 و باترورث درجه 3 با استفاده از lm324 را مورد ارزیابی و باهم مقایسه گردیده است. لازم به ذکر است در روش پیشنهادی جدید مدارهای الکترونیکی نسبت به مدارهای پیشین تغییر و بهبود یافته اند. در این پایان نامه از ad620 به عنوان پیـش تقویت کننده استفاده شده که اساس کارهای آن کاهش تقویت نویز و امکان داشتن دست کاری روی ولوم برای تغییرات بهره است. پس از تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال توسط میکروکنترلر اطلاعات آن به رایانه ارسال می شود. ورودی سیستم در این پایان نامه عموماً تقریباً بین 0 تا 20 میلی ولت است. مقادیر پهنای باند آن تقریباً 30 هرتز و بهره تقویت کل تقریباً 2,500 به دست آمده است. در ic-max232 نیز ولتاژ 0 تا 5 ولت میکروکنترلر به سطح 12- تا 12 ولت می رسد. با توجه به کاربردی بودن ماژول فرستنده و گیرنده hmt و hmr از این ماژول برای ارتباطات بین برد و رایانه که انتقال اطلاعات یک طرفه است در نظر گرفته شده است. طراحی فیلتر نرم افزار برای بازیابی و ذخیره اطلاعات بر روی رایانه از نرم افزار متلب نیز استفاده شده است. در این پروژه برای آشکارسازی یا تشخیص زلزله توسط برنامه نویسی به صورت یک یا دو سطح آستانه انجام شده است.