接收震前低频高值电磁辐射的方法和设备 本发明涉及一种接收震前低频高值电磁辐射的方法和设备，属于地震探测领域。
目前，地震界对于震前电磁辐射的观测和研究很多，特别是对震前的甚高频、甚低频至极低频电磁辐射尤为关注。人们在对震前电磁辐射接收机的研制时，注意了对频段的选择，以避开人工电磁辐射的干扰，但是没有注意到对电场强度的选择。人工电磁辐射的电场强度是以毫伏/每米或微伏/每米计算，当干扰源的电场强度与要接收的电场强度相当，频率也相当时，受干扰是不可避免的，例如雷电的电磁辐射，频谱很宽，从高频至极低频都有，电场强度一般是高于人工电磁辐射的电场强度，所以接收人工电磁辐射信息时，难免不受雷电的干扰。日本专利特开平9-105781公开了一种“地震电磁前兆的观测方法及装置”，该发明是接收的是毫伏级、微伏级的电场强度，在我国云南实验时赶上雷雨季节，记录被干扰，无法使用。日本专利特开平10-82864公开了一种“利用空间电磁信号同地下的电磁信号进行地震防灾预报的装置和方法”，由于其接收装置也是接收豪伏级、微伏级的电场强度，同上一样不可避免地受干扰，其记录地可靠性难以令人信服。中国专利ZL90108556.1中公开了一种“接收震前电磁辐射的方法及设备”，它是将地震信息天线架设在地质断层附近的大型金属物质表面，并安装地震测向天线，两组天线捕获的信息对应通过滤波及检波电路经A/D模数转换通道进入计算机进行数据处理。该方法及设备较之其他技术在接收信息的准确性方面有了大幅度的改进，但该地震天线没有说明由几根直导线构成，若只是一根直导线构成，难免有干扰信息存在。
本发明的目的在于提供一种接收震前低频高值电磁辐射的方法和设备，排除干扰源信息，以实现地震的短临预报及预测平安。
为实现上述目的，本发明在研究了大量已有技术和多年来实践观测得到：地震前存在水平方向，低频(5HZ——1200HZ)高值(100伏/米)电场，其电场强度可达到雷电低频段电磁辐射电场强度的五万倍，是人工电磁辐射低频段电场强度的数十万倍，这是一种地震前的短临信息，对这种低频高值短临电场强度的异常记录结束后，约有90％在结束后的10天内发生地震。根据这一研究，本发明所采用的方法是：
——安装信息天线接收地震前电磁辐射信息，信息天线由两根相互平行的导线构成、接收频段在5～1200赫兹范围内、电场强度在100伏/米以上的低频高值电磁辐射信息；
——将接收到的信息通过滤波、模数转换后进行数据记录与处理；
——输出记录结果并分析结果。
根据上述方法所设计的一种接收震前低频高值电磁辐射的设备是由以下部分构成：由信息天线顺序连接低频滤波器、模数转换器、计算机主机及输出设备，其中信息天线由两根相互平行的导线构成。
现结合实施例对本发明做进一步地阐述：
附图1为本发明方法示意图；
附图2为本发明设备安装示意图；
附图3为采用本发明方法及使用本发明设备于1998年1月10日张北Ms.6.2级地震前在太原收到的震前低频高值水平方向电场强度信息结束前后异常图；
附图4为采用本发明方法及使用本发明设备于1996年5月3日内蒙古包头Ms.6.4级地震前在太原记录到的低频高值电场强度异常图
附图5为采用本发明方法及使用本发明设备于1993年12月31日黄海MS.4.8级地震前在山东平邑记录到的低频高值电场强度异常图；
附图6为采用本发明方法及使用本发明设备于1991年8月21/22日邢台4.9级地震前在北京市中心记录到的低频高值电池强度异常图。
附图7为1998年2月23日5时20分山西汾阳4.0级地震前在太原记录到的低频高值电磁场强度异常图
如图1所示：一种接收震前低频高值电磁辐射的方法；包括以下步骤：
——安装信息天线(1)接收地震前电磁辐射信息，信息天线由两根相互平行的导线构成，信息天线接收频段在5～1200赫兹范围内、电场强度在100伏/米以上的低频高值电磁辐射信息；
——将接收到的信息通过滤波(2)、模数转换(3)后进行数据记录与处理(4)；
——输出记录结果并分析(5)；
如图2所示，根据上述方法所设计的一种接收震前低频高值电磁辐射的设备，是由信息天线(1)顺序连接低频滤波器(2)、模数转换器(3)、计算机主机(4)及输出设备(5)构成，其中信息天线(1)由两根相互平行的导线构成，两根导线间距为0.2～50厘米，每根导线的长度为5～100米，信息天线(1)为水平方向安装，固定在面积大于300平方米的钢筋水泥预制板楼顶上。信息天线(1)还可以由两根垂直方向安装且平行的磁棒构成，两根平行磁棒的间距为0.5～50厘米，每根磁棒的长度为0.5～5米。滤波器(2)为低频滤波器，其频率为5-1200赫兹。
如图3所示，为采用本发明方法及使用本发明设备于1998年1月10日张北Ms.6.2级地震前在太原收到的震前低频高值水平方向电场强度信息结束前后异常图。其中水平方向(7)表示地震前时间值，时间为98年1月3日起到98年1月4日；垂直方向(6)表示本仪器接收到的震前低频高值电场强度值。根据本发明方法，将信息天线(1)的两根平行导线水平方向固定在面积大于300平方米的钢筋水泥预制板楼顶上，两根平行导线的间距是1-10厘米，用于采集空间水平方向低频高值电场强度。采集到的信号经过滤波器滤波、再经过模数转换，成为数字信号，衰减数倍后计算机，计算机每分钟或数分钟记录一次这段时间的最大数值，每天可将这些数据和记录图形通过输出设备打印出来，根据几天或一段时间的图形判断近期有没有可能发生地震。一般情况下，记录数值超过1000毫伏的是异常值，相当当时当地的电场强度超过500伏/米。记录值和当地当时电场强度关系是：
当时当地的电场强度＝记录值*信号衰减倍数*1米/两平行导线的间距
附图3中图形显示最低值为62.5毫伏，若信号衰减倍数是5，两平行导线的间距为1厘米，则它记录的当时当地的电场强度为31.25伏/米。该值是雷电低频段(5-15000HZ)电场强度(10-2伏/米)的3125倍，因此接收设备不会显示雷电信息，人工电磁辐射强度比雷电电磁辐射强度低，更不会干扰此记录仪的信息。该图中98年1月3日到1月4日有若干处记录数值超过1伏，最高值为1.5伏，那么当时当地电场强度最高值达到750伏/米。根据此异常值预测在1月4日以后未来10天内将发生地震，事实证明在98年1月10日张北地区发生Ms.6.2级地震。
附图4为采用本发明方法及使用本发明设备于1996年5月3日内蒙古包头Ms.6.4级地震前在太原记录到的低频高值电场强度异常图。其中水平方向(7)表示地震前时间值，垂直方向(6)表示本仪器接收到的震前低频高值电场强度值。其测试方法和使用设备同上，太原市地震局对此做出的证明材料中写到：“电磁波智能仪于3月25日出现大数异常(＞1000mv)，一直持续已23天，此间还出现过两次高峰。……根据23日前出现的异常高峰判断，可能在24日以后的10日内，北西方向(300KM之外)会有大于M.s6.0级地震发生。”
附图5为采用本发明方法及使用本发明设备于1993年12月31日黄海MS.4.8级地震前在山东平邑记录到的低频高值电场强度异常图。其中水平方向(7)表示地震前时间值，垂直方向(6)表示本仪器接收到的震前低频高值电场强度值。根据此异常图预报从93年12月22日起10日内在南黄海一带可能有4级左右的地震，用电台上报平邑县地震办公室并获得成功。
附图6为采用本发明方法及使用本发明设备于1991年8月21/22日邢台4.9级地震前在北京室中心记录到的低频高值电场强度异常图。其中水平方向(7)表示地震前时间值，垂直方向(6)表示本仪器接收到的震前低频高值电场强度值。该次预报由北京市地震办公室所开具的“地震分析预报登记表”中证明：其时间、震级、地区三要素是对的。
本发明所用设备中的地震信息天线(1)也可以使用两根平行的磁棒，两根平行磁棒的间距为0.5～50厘米；磁棒的长度为0.5～5米；接收频段为5～1200赫兹，两根平行磁棒垂直放置。附图七为1998年2月23日5时20分山西汾阳4.0级地震前在太原记录到的低频高值电磁场强度异常图。其中水平方向(7)表示地震前时间值，垂直方向(6)表示本仪器接收到的震前低频高值电场强度值。两组图形的上部记录是利用两根长1.2米、间距为5～10厘米的磁棒作为信息天线(1)，垂直地面，置于深6米的防空洞内做出的，接收到的信息衰减十倍后进入记录设备，接收信息的频率是1HZ～20HZ，接收信息的磁场方向是垂直于地面。两组图形的下部记录是利用两根长50米、间距为1厘米的平行导线作为信息天线(1)水平放在钢筋水泥预制板二层楼顶上做出的，两导线间的电势差进入记录设备前，约衰减5倍，接收的频率是5～1200HZ，接收的方向是平行地面。上述两组测试记录采用了不同的信息天线，但得到的结论是一致的。
本发明接收震前电磁辐射信息的电场强度远高于相同频段的雷电及人工电磁辐射的电场强度，因而不会受雷电和人工电磁辐射的干扰，预报可靠性高，已多次成功地短临预报地震。同时采用本发明方法及设备又能预测平安，例如，91年7-9月，96年12月下旬，在北京市处于临震戒备的情况下，本接收设备未发生异常记录值，预测了北京地区的平安。