工作人员在展示地震感知报警仪。 武亚军摄
近日，河北省自主研发的电梯地震感知报警装置通过国家质检总局验收，其内置的地震感知报警仪可提前数秒警示地震，被专家称为“我国自主研发地震监测报警技术领域的新突破”———
□河北日报记者郭伟 通讯员曹爱春
6月18日3时05分，在天津市宝坻区与我省玉田县交界处发生4.0级地震。秦皇岛经济技术开发区前景电子科技有限公司办公楼内的视频监控记录下楼道内报警装置发出的声光警示。
同样的一幕曾在半个多月前上演。5月28日上午10时22分，前景公司办公楼内警铃大作。正在工作中的员工闻声紧急避险，建筑物内的电梯自动停靠在最近楼层并迅速开门。几乎与此同时，唐山发生4.8级地震。与之相邻的秦皇岛、天津等地均有震感。但是，前景公司的警铃在撼动建筑物的地震波到来前响起。“当时发出报警声的正是这个小盒子，我们把它叫做地震感知报警仪。”盒子不大，参与研发设计这台装置的前景公司工程师李向东可以一手轻松将它抓起。“不过可别小看它的本事，它可以在地震横波到达地面前发出警报，电梯能在地震前自动打开也全是靠它。”
日前，国家质量监督检验检疫总局对该公司研发的电梯地震感知报警装置进行验收，并向其颁发国家级科学技术成果鉴定证书。在由省科技厅组织的专家鉴定中，地震感知报警仪被专家认为实现了我国自主研发地震监测报警技术领域的新突破，“达到国际同类研究领先水平”。
警报能提前多少？
震源距检测点10千米，可在破坏性横波到来前1.7秒报警
“实际上，地震信号感知与采集的研究由来已久。”前景电子科技有限公司研发总监侯永捷介绍，研究地震感知报警的灵感，源于地震波中纵波与横波“时间差”的原理。“发生地震的时候会从震源产生向周围辐射的弹性波，我们称之为地震波。地震波按传播方式分为纵波、横波和面波。”侯永捷解释道，纵波是推进波，最先到达震中。它使地面发生上下振动，破坏性较弱；横波是剪切波，第二个到达震中。它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强；面波是由纵波和横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要原因。“很直观地就可以发现，尽早感知较先到达的纵波，就可以在破坏性更大的横波到来前发出警报。”李向东说，纵波的传输速度为5.5-7千米/秒，横波的传输速度为3.2-4.0千米/秒，如果计算从震源到检测点距离每增加10千米的时间差，纵波传播10千米的时间为1.43秒，横波传播10千米的时间为3.13秒，纵波与横波传播10千米的时间差为1.7秒。“不同地区的地壳厚度不同，而地壳厚度越大、距离震源位置越远，纵波与横波传播时间差越大，当地震波传输到距震源58千米以上时，可以在横波到来前提前10秒发出警报，为震前逃生和自救赢得宝贵时间。”李向东说。
有了理论支撑，但技术上如何实现？侯永捷介绍，传统的地震信号感知装置多使用机械式的传感器，但由于灵敏度差、精度低等固有缺点，容易发生误报和漏报。“而我们采用三轴加速度传感器采集地震波，可以实现实时监测采集三个维度的地面运动加速度，并以此为数据基础进行实时分析鉴别是否有纵波到来。”侯永捷表示，新型传感器“捕波”能力十分了得，它的低频响应一直能够到0Hz，而在0Hz至500Hz的响应曲线几近平坦，“但它也能像警犬的鼻子那样把地震波‘嗅’出来。”侯永捷笑着说。
【责任编辑：赵耀光】
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