Σεισμικά Όργανα

Αρχή Λειτουργίας Σεισμικών Οργάνων

Η αρχή της λειτουργίας των σεισμογράφων στηρίζεται στην ύπαρξη μάζας που παραμένει ακίνητη σε σχέση με το μετατοπιζόμενο από τα σεισμικά κύματα έδαφος. Αν προσαρμόσουμε στη μάζα ενός εκκρεμούς μια γραφίδα που με τη σειρά της ακουμπά επάνω σε ένα χαρτί, σεισμικά κύματα θα θέσουν σε κίνηση το εκκρεμές, με αποτέλεσμα η γραφίδα να καταγράψει ένα πλήθος από ακανόνιστες καμπύλες γραμμές. Το σχήμα που προκύπτει μας επιτρέπει να διακρίνουμε τη διεύθυνση των πρώτων κινήσεων του εδάφους, όχι όμως και λεπτομέρειες για την χρονική εξέλιξη της σεισμικής δόνησης, αφού δεν υπάρχει χρονική κλίμακα αναφοράς, ενώ υπάρχει και σημαντική παρεμβολή από τις ίδιες ταλαντώσεις του εκκρεμούς.

Τα όργανα αυτού του τύπου ονομάζονται σεισμοσκόπια και βρήκαν μεγάλη εφαρμογή στα μέσα του 20ου αιώνα. Το πιο γνωστό από αυτά ήταν το σεισμοσκόπιο του Wilmot, το οποίο χρησιμοποιούσε ένα εκκρεμές με μικρή απόσβεση και επέτρεπε την καταγραφή της κίνησης στο οριζόντιο επίπεδο. Η μόνη χρήσιμη πληροφορία που μπορούμε να πάρουμε από την καταγραφή σεισμοσκοπίου είναι για την αρχική φορά και το πλάτος της εδαφικής κίνησης. Για συχνότητες εδαφικής κίνησης μεγαλύτερες από την ιδιοσυχνότητα του οργάνου, η απόκλιση της ταλαντούμενης μάζας προσεγγίζει την εδαφική μετατόπιση, ενώ στη περίπτωση χαμηλόσυχνων εδαφικών κινήσεων η απόκλιση προσεγγίζει την εδαφική επιτάχυνση.

Αν αντικαταστήσουμε το ακίνητο χαρτί με κινούμενο (π.χ προσαρμόζοντάς το στην στην επιφάνεια περιστρεφόμενου κυλίνδρου), το προηγούμενο κινούμενο σχήμα παίρνει μια πιο ευανάγνωστη μορφή και ονομάζεται σεισμογράφημα ή σεισμόγραμμα. Για την πλήρη μελέτη των εδαφικών κινήσεων κατά την διάρκεια ενός σεισμού απαιτούνται τρεις σεισμογράφοι, ένας που καταγράφει τις κατακόρυφες κινήσεις και δυο για τις οριζόντιες.
Τα βασικά στοιχεία ενός σεισμογράφου είναι:

  • η μονάδα ανίχνευσης των σεισμικών κυμάτων, η οποία ονομάζεται σεισμικός φωρατής ή σεισμόμετρο,
  • το σύστημα ενίσχυσης της εδαφικής κίνησης, το οποίο μπορεί να είναι μηχανικό ενώ στα σύγχρονα όργανα είναι ηλεκτρονικό
  • το κύκλωμα απόρριψης θορύβου (μονάδα φίλτρου)
  • η μονάδα χρονισμού και
  • το σύστημα καταγραφής.

    • texnomatheia@hotmail.com