Was ist ein Seismograph?
Ein Seismographen ist ein Gerät, das seismische Bewegungen aufspürt und registriert.
Die Einheit ist die Beschleunigungseinheit Gal (Gal), wobei 1 Gal 0,01 m/s2 entspricht. Wenn eine seismische Bewegung erkannt wird und die Beschleunigung einen bestimmten Wert überschreitet, gibt das Gerät ein Kontaktsignal aus.
Anwendungen von Seismographen
Seismographen werden eingesetzt, um Sekundärkatastrophen im Falle eines Erdbebens zu verhindern. Nachstehend einige Beispiele für Anlagen, in denen Seismographen eingesetzt werden:
- Allgemeine Industrieanlagen
- Stromempfangs- und -umwandlungsanlagen sowie Stromerzeugungsanlagen
- Feuertechnische Anlagen
- Anlagen für gefährliche Stoffe
Sie werden vor allem in Großanlagen wie Kraftwerken und Chemieanlagen eingesetzt. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Katastrophenverhütung und sollen die Ausbreitung von Bränden auf gefährliche Stoffe und den unkontrollierten Betrieb von Maschinen und Anlagen verhindern. Sie sind wichtige Vorrichtungen zum Schutz von Leben und Eigentum der Menschen in der Anlage und in der Umgebung.
Funktionsweise von Seismographen
Seismographen sind mit eingebauten seismischen Sensoren ausgestattet. Seismische Sensoren verwenden Geräte wie Beschleunigungsmesser und Wegaufnehmer, um Erschütterungen zu erkennen, die durch äußere Kräfte wie Erdbeben verursacht werden. Das System sendet dann einen Kontaktausgang, wenn der Sensor eine Erschütterung über einem bestimmten Niveau feststellt.
Seismographen können auch die Empfindlichkeit des Sensors einstellen, um die Abschaltschwelle an die Stärke der Erschütterung des Gebäudes anzupassen. So kann das Gerät so eingestellt werden, dass es bei geringen Erschütterungen nicht ausgelöst wird.
Arten von Seismographen
Seismographen können als Fallkugel, Pendel oder elektrisch betrieben werden:
1. Fallkugel-Typ
Eine Stahlkugel wird auf einen Sockel mit einer Vertiefung gelegt, der Empfänger genannt wird. Ein Signal wird ausgesendet, wenn die Kugel vom Sockel fällt. Es handelt sich um einen mechanischen Seismographen, bei dem der eingestellte Wert der Erschütterung durch das Verhältnis zwischen der Größe der Eisenkugel und der Größe der Vertiefung im Empfänger verändert werden kann. Er ist jedoch unempfindlich gegenüber vertikalen Erschütterungen.
2. Pendel-Typ
Ein Kontakt (oder Detektor) ist am Ende eines Pendels angebracht, das am Hauptkörper befestigt ist, um die Schwingungsgeschwindigkeit des Pendels zu erfassen. Es handelt sich um einen mechanischen Seismographen, bei dem der Sollwert der Schwingung durch Verstellen des Abstands zwischen Pendel und Kontaktpunkt verändert werden kann. Er ist jedoch unempfindlich gegenüber vertikalen Erschütterungen.
3. Elektrischer Typ
Der elektrische Typ verwendet einen Sensor-Beschleunigungsmesser zur Erfassung der Schwingung, der in der X-, Y- und Z-Achse integriert ist. Ein mit einer Feder befestigtes Pendel wird durch die Vibration in Bewegung gesetzt. Der Pendelpositionsdetektor erzeugt einen Strom, der proportional zur Beschleunigung des Pendels ist. Dieser Strom oder Reaktionsstrom wird als Signal erfasst.
Seismographen sind auf drei Achsen montiert, sodass sie sowohl für vertikale als auch für horizontale Erschütterungen verwendet werden können.
Auswahl eines geeigneten Seismographen
Bei der Auswahl eines Seismographen sollten Sie Faktoren wie Empfindlichkeit, Zuverlässigkeit und Kosten berücksichtigen. Seismographen enthalten eingebaute Sensoren, die Erdbeben aufspüren. Je höher die Empfindlichkeit, desto besser reagieren sie auf kleinste Erschütterungen. Je nach Größe des Gebäudes und der Bodenbeschaffenheit sollten Seismographen mit der entsprechenden Empfindlichkeit ausgewählt werden.
Auch die Zuverlässigkeit der Seismographen ist ein wichtiger Faktor. Da die Geräte zur Vorbereitung auf Katastrophen installiert werden, ist es wichtig, dass sie im Ernstfall normal funktionieren. Wünschenswert sind Seismographen, die sehr zuverlässig und einfach zu warten sind.
Darüber hinaus sind auch die Kosten des Seismographen ein wichtiger Faktor bei der Auswahl. Es ist wichtig, ein ausreichendes und preiswertes Seismographen auszuwählen.
Weitere Informationen zu Seismographen
1. Erdbeben und elektrische Brände
Etwa 60 % der Brände in Gebäuden während des großen Hanshin-Awaji-Erdbebens wurden durch Elektrizität verursacht. Brennbare Materialien, die bei der Wiederherstellung der Stromversorgung durch die Erschütterungen verstreut werden, können Brände auslösen, wenn sie mit beschädigten Kabeln oder wiederaufgeheizten Heizgeräten in Kontakt kommen. Diese Brände können durch seismische Unterbrecher verhindert werden.
Erdbebenschutzschalter können bei einem Erdbeben einen Alarm auslösen oder den Strom zwangsweise abschalten. So kann die Gefahr von Elektrobränden selbst bei einem schweren Erdbeben deutlich verringert werden.
2. Mechanismus und Merkmale von Gasseismographen
Um Gaslecks zu verhindern, die unmittelbar zu schweren Katastrophen führen können, sind die Rohrleitungen und Ausrüstungen für Stadtgas nach seismischen Normen ausgelegt. Dazu gehören auch Gasseismographen, die als seismische Messgeräte fungieren. Wenn die durch ein Erdbeben erzeugte Beschleunigung die Normen überschreitet, wird die Gasversorgung automatisch abgeschaltet.
Allerdings haben Gasseismographen nicht immer langperiodische seismische Bewegungen erkannt. Dies liegt daran, dass langperiodische seismische Bewegungen eine geringe Änderungsrate von Geschwindigkeit und Verschiebung aufweisen und mit Beschleunigungsmessern nur schwer zu erfassen sind. Heute sind die Beschleunigungsmesser verbessert worden. Es wurden gasseismische Sensoren für langperiodische seismische Bewegungen entwickelt.