Analog sismometrelerden sayısal veri transferi

Abstract

Özet: Ülkemizde birçok aktif fay zonu bulunmaktadır. Yerleşim yerlerinin bu faylara yakın olması ve son yıllarda büyük depremlerin meydana gelmesi sonucunda; ülkemizde can ve mal kaybı artmıştır. Bu nedenle depremleri kaydeden, erken uyarı yapabilen, depremlerin yerlerini ve büyüklüklerini hesaplayan cihazlara olan talep artmıştır. Ülkemizde birçok yerel deprem ağı kurulmuş, ulusal ağların ise istasyon sayıları arttırılmaya başlanmıştır. Ülkemizin fay dağılımı, yüzölçümü ve deprem tehlikesi göz önüne alındığında, kurulu olan deprem istasyon adedinin yeterli sayıda olmadığından, yakın gelecekte gerek ulusal deprem ağlarındaki istasyon sayılarının artması, gerekse diğer kurumların lokal ağlar kurmak ve deprem istasyon sayılarını artırmaları gerekmektedir.Son yıllarda yarı iletken ve işlemci alanındaki gelişmeler neticesinde (Flash RAM, DSP- Dijital Sinyal İşlemci, 24 bit (A/D)A/S dönüştürücüler), sismometrelerin boyutlarını küçültmüş ve fiyatlarını düşürmüş, kullanımını ve kurulumunu kolaylaştırmış, kayıt kapasitelerini, veri kalitesini ve güvenirliğini artırmıştır.Bu çalışmada; ülkemizde birçok kamu kurumunda bulunan fakat kullanılmayarak bir kenara atılmış plan analog sismometrelerin faaliyete geçirilmesi için sayısallaştırıcı tasarlanmıştır. Yer sarsıntılarını gözlemlemek için; Güralp System tarafından üretilen, V4034 ve V4036 düşey bileşen analog sensörlerler kullanılmış olup, sensör çıkışları analog/sayısal dönüştürücü olarak kullanılan PIC 16F819'un girişlerine 2.5 V ilave edilerek uygulanmıştır. PIC den gelen veri bilgisayarın paralel portundan okunmuş ve yazılan programla offseti giderilerek gelen yer sarsıntı verileri yer hareketinin hızına çevrilerek, bilgisayar ekranında gerçek zamanlı olarak gözlenmiş ve kaydedilmiştir. Ayrıca bu tür bir devre kullanılarak herhangi bir analog sismometre ile ucuz deprem kayıtçıları kullanılarak yerel ağlar veya bilimsel amaç için kullanılabilecek mobil (hareketli) deprem ağları kurularak artçı deprem, baraj ve volkanik faaliyetlerin mikrodeprem etkinliklerinin izlenmesi kolay ve ekonomik bir şekilde belirlenebilecek hale gelmiştir. Bu tür sistemlerin kolay, ucuz ve ülkemizde üretilmesi, teknik servisin maliyetini ve hizmet süresini de kısaltacaktır.Anahtar Kelimeler: Deprem, sismik dalga, sismograf, open loop (açık döngü) sismometre, close loop (kapalı döngü) sismometre, analog sensör, sismometre, PIC, sayısallaştırıcı.

Abstract: There are many known active faults producing destructive earthquakes in Turkey, damaging large cities, causing devastating damages and many human losses. Due to these facts the demand to have affordable earthquake recording equipments in order to efficiently register earthquakes is increased. In recent years, it is well known that local networks have been installed and the number of seismic stations has continuously been increased in the Turkish national network. However, when we consider the seismogenic zones, active fault distribution, and seismic hazard of Turkey, the number of installed seismic stations is not yet adequate to cover the entire region. Therefore, responsible agencies should increase the number of seismic stations in national network in the near future. It is also hoped that many other agencies will aim to install local seismic networks increasing the number of seismic stations.As a results of recent progress and development of technological devices, semi-conductors and processors (e.g. flash RAM, Digital Signal Process, 24 bit A/D Converters) are becoming compact in dimensions and lowering the prices, facilitating usage and installation, and increasing data storage capacity, data quality and security.In this thesis, a new digitizer system for abandoned analog seismometers is developed that can be implemented into many existing conventional sensors of governmental agencies. Vertical analog sensors of V4034 and V4036 manufactured by Güralp System are used to monitor Earth tremors, and the output of these sensors has been applied to the input of PIC 16F819 Analog/Digital converter by adding 2.5 V. In our new device, the data-stream coming from the PIC is read from the parallel port of the computer and after removing the offset of the data-shift from the Earth tremors, it is converted to the velocity of the Earth displacement; and has been monitored and recorded by using a newly developed computer code. Furthermore, by using this type of digitizer with analog seismometers any seismologist can establish cheap seismograph systems. Thus, these systems can provide a flexible portable local seismic network for scientific purposes (e.g.: aftershocks and micro earthquake studies, monitoring of large engineering constructions and volcanic activities to name a few).Reproducing such a simple and affordable recording system in Turkey will hopefully also provide reduced technical service and maintenance expenses, and decrease servicing time-lag.Keywords: Earthquake, seismic wave, seismograph, open loop seismometer, close loop seismometer, analog sensor, seismometer, PIC, digitizer.