传感器在地震监测中的应用

就在昨日深夜（12月18日23时59分），甘肃临夏州积石山县突发6.2级地震，包括兰州、庆阳、平凉、天水、陇南、等地都感受到明显震感。

据央视新闻报道，截至目前，地震已造成甘肃105人遇难，397人受伤，4782间房屋损毁。此外，地震还造成与积石山县相邻的青海省海东市三个县受灾，截至目前，地震已造成青海13人遇难、182人受伤，20人失联，部分水、电、交通、通讯等基础设施受损。

图片来源：央视新闻客户端

地震作为地球的自然现象之一，长期以来一直威胁着人类社会的发展。同时，地震也是目前科学界最难预测的自然灾害，直至目前为止，有关它的预测都是一个难以攻克的难题。

研究表明，地震发生前3秒发出预警，伤亡人数可减少14%；提前10秒，伤亡人数可减少39%；提前20秒，伤亡人数可减少63%。

对于地震发生的记录，科学界采用的仪器是地震检波器。地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，能把地震波引起的地面震动转换成电信号，经过模数转换器转换成二进制数据、进行数据组织、存储、运算处理。

有了这样的检波器作为基础，便可通过其原理进一步探索更加准确的监测传感器。其中有可能采用的传感器为光纤传感器、光栅位移传感器、加速度传感器、加速度传感器以及倾角传感器。

光纤传感器

光纤传感单元的核心元件是高性能激光器和高精度检测模块，可无损加装在现有光纤网络上，精准捕捉光纤受到外力影响后光信号频率、振幅发生的细微变化。辅以人工智能算法，即可判定是否发生地震以及哪里发生地震。

图片来源：光迅科技、湖北日报

光纤传感器可以对各类参数进行准确丈量，可以顺应极端恶劣的情形。同时，因为光纤传输损耗低、频带宽，使得光纤传感器在组网和传输间隔方面，与传统的传感器比拟具有无可比拟的上风。

图片来源：光迅科技、湖北日报

光栅位移传感器

光栅位移传感器与经典惯性摆地震仪是两种原理完全不同的仪器，在测量物体位置移动方面具有更大的优势，如果将其与激光技术进一步结合，其灵敏度将进一步大大提高。

加速度传感器

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。采用加速度传感器来实现地震检波器测试仪的设计，其具有信号调理、温度补偿、自测，以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，还具有功耗低、便于携带、精度高、速度快的特点。

倾角传感器

倾角传感器用于各种测量角度的应用中，倾角传感器还可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。人们总是时刻在想着如何提前得知地震的发生，通常地震发生前会有大量的气体先释放出来，通过这个现象可以预知，但现在有一种实时检测的方法就是使用倾角传感器，把倾角传感器埋置在地震发生地附近的地下深处，当地震将要发生的时候，地壳会存在运动，这样就可以对地壳运动引起的角度变化进行检测。