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地震前兆监测仪 >> SY-M
鹰眼地震前兆电磁波监测仪是一个高科技电子产品，是一个集单片微型计算机接口技术、测量技术、
通信技术于一体的装置，运用了近年来**的高科技成果。
因而，仪器除具有普通监测仪器的功能（如：放大、滤波、A/D转换、LCD显示、键盘输入等）外，
还具有高稳定性、高可靠性、操作简便等特点。具体的仪器技术特点、研究内容和实现的技术途径
有以多下方面：
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，因此一小时内的最大计
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
放大芯片构成了高精度、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. 电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，所以要求仪器系统有一个准确的时间基准，即实时时钟。为此，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。用户可以根据各地情况，通过仪器面板上的按钮，自行设定探
头输入的放大倍数。从而使多台仪器的记录结果有一个量化的比较。
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
（选件），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。
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。
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。
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