1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
1/1
Dr Jan Pajak
Wellington Institute of Technology,
Petone, Wellington, New Zealand
pajakjan@yahoo.co.nz
Tłumaczył : Inż. A. Stokowski
Przetwarzanie sygnału
w Sejsmografie “Zhang Heng Seismograph”.
w odniesieniu do teledetekcji trzęsień ziemi.
Streszczenie
Ten dokument przedstawia zasady funkcjonowania instrumentu do zdalnego wykrywania
nadchodzących trzęsień ziemi.
Prototyp tego instrument został zbudowany tylko w 132 roku naszej ery, przez chińskiego
geniusza matematycznego o nazwisku Zhang–Heng. Prawdopodobnie jest to powód, dla
którego urządzenie to jest obecnie nazywane sejsmografem Zhang–Heng. Ale oryginalna
jego Chińska nazwa była "houfeng didongy yi", czyli "instrument do badania ruchów
płynów ziemi”. To pierwszy i jedyny prototyp historycznie dobrze udokumentowany opis
tego instrumentu, z powodzeniem eksploatowanego aż do śmierci Zhang Heng w 139r.ne..
Przeprowadzał on analogowe przetwarzania sygnałów, które są emitowane przez trzęsienia
ziemi i podnosił alarm zanim trzęsienie ziemi zdążyło się objawić i w postaci zniszczeń.
Dokument ten precyzuje również jak za pomocą analogowego przetwarzania, sygnały z
urządzenia mogą być przekształcone w nowoczesnym systemie cyfrowego przetwarzania i
wprowadzone w życie w oparciu o dzisiejszą technologię komputerowego przetwarzania
danych.
Słowa kluczowe:
trzęsienie ziemi, teledetekcji, historia, sejsmograf Zhang Heng,
"houfeng didongy yi "
1. Wprowadzenie
Cały obecny system wykrywania trzęsień
ziemi opiera się na zasadzie inercji. W tej
zasadzie trzęsienie ziemi trzęsie ramą
instrumentu, tak że położenie tej ramki jest
przesunięte w stosunku do bezwładnego,
bo cięższego od niej, wahadła, a
przesunięcie to jest zarejestrowana jako
wskazanie trzęsienia ziemi.
Niestety dla nas, do samodzielnego
wykorzystania z tego jest tylko jedna
zasada, która posiada cały szereg wad. Z
kolei wady te skutecznie mogą
sparaliżować naszą ochronę przed
trzęsieniami ziemi.
Najważniejsza z tych wad jest to, że w tej
technologii następuje wykrywanie prądu
pochodzącego wzbudzanego w ramce od
trzęsienia ziemi, a to oznacza, że trzęsienie
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
2/2
ziemi nie może być wykryte wcześniej nim
fale uderzeniowe dotrą do przyrządu
pomiarowego.
Znacznie lepszym rozwiązaniem byłoby,
gdyby nasza cywilizacja opracowała zasady
i urządzenia, które pozwoliłyby na zdalne
wykrywanie nadchodzących trzęsień ziemi.
Przede wszystkich, przed trzęsieniem
ziemi, muszą powstawać w skorupie
ziemskiej potężne naprężenia, które to na
pewno wysyłają różne sygnały wczesnego
ostrzegania. Jeśli tylko weźmiemy pod
uwagę tylko efekt piezoelektryczny
wynikający z zasad energii elektrycznej, to
oznacza to, że gdy wszelkie gotujące się
trzęsienie ziemi, wysyłają silne sygnały
elektromagnetyczne, które muszą być
emitowane przez takie ”gotujące się”
trzęsienia ziemi. A należy pamiętać, że i
zjawiska elektromagnetyczne też nie są
jedynymi, które mogą przenosić ostrzeżenia
o trzęsieniach ziemi. Ponieważ wiele
zwierząt oraz różne predyspozycje
psychiczne niektórych osób, które to osoby
są w stanie wyczuć na odległość
nadchodzące ”gotujące się” trzęsienie
ziemi, więc musi być sposób na
zbudowanie urządzenia służącego do tego
celu.
W tej chwili nie mamy jeszcze takiego
działającego urządzenia. Jednak źródła
historyczne wskazują, że zostało ono
skonstruowane prawie 2000 lat temu, i to
dowodzi, że jest to możliwe. Ten zabytkowe
przyrząd w odniesieniu do teledetekcji
trzęsień ziemi jest obecnie znany pod
popularną (choć raczej wprowadzającą w
błąd) nazwą " sejsmoskop Zhang Heng ".
Jednak jego oryginalna Chińska nazwa była
znacznie bardziej znacząca. Czyta ją się
jako "houfeng didongy yi". To przekłada
się na obecną terminologię naukową w
przybliżeniu tak "instrument dla śledzenia
ruchu w cieczy i ziemi "(Uwaga: termin
"ciecz " jest użyty w zrozumieniu
hydromechaniki – tzn. obejmuje on
wszystkie "nie-stałe" elementy).
Teza tego opracowania to:
"możliwe jest wypracowanie zasad
zaangażowanych w analogowe
funkcjonowania aparatury
Zhang
Heng
, a następnie przekształcenie tych
zasad w nowoczesne cyfrowe
(komputer), technologie, otrzymując w
ten sposób solidny systemu
informacyjnego dla teledetekcji trzęsień
ziemi."
Celem tego dokumentu jest wyjaśnienie
sposobu praktycznego badania tej tezy.
2. Zhang Heng Sejsmograf
Urządzenia do zdalnego wykrywania
trzęsień ziemi pierwotnie o nazwie
"houfeng didongy yi" było zbudowane w
132r.ne przez chińskiego matematyka i
techniczne go geniusza o nazwisku Zhang
Heng. Tylko jeden pracujący Prototyp tego
urządzenia został kiedykś zbudowany. To
urządzenie było zainstalowane w pałacu
chińskiego cesarza, który w tym czasie
mieszka w mieście Luoyang (obecnie to
Miasto Nanyang) chińskiej prowincji
Henan. Historyczne zapisy wskazują, że
urządzenie to zostało tak bardzo wrażliwie
zestrojone, że zdołało zdalnie wykryć
trzęsienie ziemi w dniu 1 Marca 138 roku
ne., które zniszczyło miasto Longxi z
zachodniej prowincji Gansu. To miasto było
położone około 500 kilometrów od tego
urządzenia. Niestety, w celu eksploatacji, to
urządzenie wymaga stałej konserwacji i
dostrajania. Ponadto, tylko konstruktor
wiedział jak to zrobić. Więc kiedy Zhang
Heng umarł w 139 roku ne, aparat przestał
działać i wyszedł z użycia. Wkrótce
następnie zostało on przeniesiony do grobu
Zhang Heng. Później został on zniszczony
podczas najazdu mongolskiej armii. W
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
3/3
ostatnim wieku archeologom udało się
wykopać jego szczątki.
....
2.1 Opis tego aparatu
Nie wiele szczegółów technicznych tego
urządzenia Zhang Heng jest jeszcze
dostępne. Dane te głównie to opis ogólny
wyglądu urządzenia oraz efekty jego pracy.
Jednak zasady i zjawiska wykorzystywane
w budowie i działaniu tego niezwykłego
urządzenia, do dziś pozostają tylko
przedmiotem różnych spekulacji. Pisemne,
historyczne źródła opisują wygląd
zewnętrzny tego urządzenia. Więc wiemy
na pewno, jak ono wyglądało. Jest to
pokazane na Rys. 1. "Houfeng didongy yi"
miała kształt okrągłej wykonany z brązu
"komory antenowej", około 3 m wysokości i
1,9 m średnicy (mierzona w najszerszym
przekroju). Ściany boczne i góra "komory
antenowej" były zaokrąglone uformowane w
kształt paraboliczny, bardzo podobny do
tego jakie mają nasze obecne anten
satelitarnych. Wokół tego urządzenia
peryferyjne (na zewnątrz) wokół komory, w
połowie jego wysokości, było 8 smoczych
głów rozłożonych w równych odległościach
od siebie.
(W Oryginalnej wersji tego urządzenia, tylko
głowy smoka zostały wykorzystane - nie
całe smoki jakie są widoczne na ozdobnych
replikach z Rys. 1. Właściwie z moich
własnych analiz sugeruję, że korzystanie z
całego smoka wprowadzi niepotrzebne
rozpraszanie sygnałów wejściowych od
trzęsienia ziemi, tym samym zmniejszając
czułość urządzenia.)
W ustach każdego z owych smoków
umieszczono metalowa "kulę". Około
okrągłej "komory antenowej " i pod każdą
głową smoka znajduje się dzwon z brązu,
który miał kształt żaby. Można zauważyć 8
z tych dzwonów.
Historyczne zapisy również opisują wyniki
operacji tego aparatu. Mianowicie, gdy
zbliżające się trzęsienie ziemi zostało
wykryty, jedna metalowa "kula" spadła z
głowy smoka do paszczy żaby-dzwonu.
(Zauważ, że
żaby
rzeczywiście
z brązu
tworzyły
dzwon.)
upadek tej
"kuli" na
powierzchnię
dzwon z
brązu w
kształcie
żaby,
tworzyło
głośny hałasu podobny do dźwięku
dzwonka. Dźwięk ten podnosił alarm przed
zbliżającym się trzęsieniem ziemi. Zgodnie
z historycznymi zapisami, dźwięk
podniesionego alarmu był wystarczająco
donośny aby obudzić cały dwór chińskiego
cesarza.
Rys. 1: Wygląd zewnętrzny repliki aparatu
w odniesieniu do teledetekcji trzęsień ziemi,
popularnie nazywanego "Zhang Heng
Seismograph " (pierwotnie nazwany po
Chińsku "houfeng didongy yi").
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
4/4
Model tego urządzenia pokazano powyżej
jest on eksponowana w "Te Papa" muzeum
Wellington, Nowa Zelandia
(
http://collections.tepapa.govt.nz/objectdetai
ls.aspx?oid=237837
).
Chińska tradycja werbalna (przekazywana
ustnie) stanowi, że "houfeng didongy yi"
urządzenie to pracowało w pałacu cesarza
w formie ozdobnej fontanny. Od ujścia
każdego pyska smoka ciągły się rurki
prowadzące strumień wody, który wypływał
z nich w sposób płynny. Ten charakter
przepływu wody jest nazywany przez
obecny dział fizyki zwany hydromechaniką
"przepływem laminarnym ". Strumień
płynącej wody obmywa wokół metalowa
"perłę" która umieszczona jest w chwiejnej
równowadze w pysku każdego smoka.
Następnie woda płynęła delikatnie dalej i
wpadała do otwartego pyska żaby poniżej.
Bardzo intrygującym szczegółem, który
pojawił się z wykopalisk archeologicznych,
jest to, że użycie wody z rur, które
przekazały ją do ust odpowiedniego smoka,
były umieszczone wokół "punktu
ogniskowego " parabolicznej komory
antenowej (czyli na samym centrum tej
komory – nie na ścianie, do której te głowy
smoków były umieszczone). Ten szczegół
jest intrygujący, bowiem nie ma to
uzasadnienia w znanych dotychczas
zasadach działania tego urządzenia.
Po tym wszystkim, dokładne ustalenie
położenia rur tych prawie metrowej
długości, nałożone muszą być dodatkowe
ograniczenia wykonania ich, nie
wspominam już, że każdą rura trzeba
sprawdzać i stale utrzymywane powinny
być jako drożne i czyste. Gdy nadchodziło
trzęsienie ziemi, i aparat odebrał ten
sygnał, jedna "perła" z pyska smoka
zostałaby wyprowadzona z równowagi
przez przepływ wody zakłócony przez
przychodzący sygnał trzęsienia ziemi.
Dotyczyło to tylko perły znajdował się na
tym boku instrumentu, z której strony
trzęsienie ziemi miało przybyć. Tak więc, z
instrumentu spadła tylko ta jedna perła.
Ciężka metalowa perła spadła w otwarty
pysk żaby, co wywoływało głośny dźwięk
dzwonu.
Po tym zaczęto bić na alarm, ludzie
kontrolowali przepływu wody płynącą z ust
smoka który znajduje się na stronie o skąd
zbliża się trzęsienie ziemi. Gdy przepływ
wody wskazał, że potężne trzęsienie ziemi
nadchodzi i wskazał kierunek z którego ono
nadchodzi, ludzie mieli jeszcze dość czasu,
aby uciec ze strefy zagrożenia. Mimo że
urządzenie zostało zbudowany około
132r.ne, tj. prawie 2000 lat temu,
urządzenie Zhang Heng nawet przekracza
obecny poziomie naszej wiedzy i techniki.
Praktycznie do dziś nikomu nie udała się
rekonstrukcję pracującego model. Co
gorsza, na obecnym poziomie naszej
wiedzy naukowej, pozornie nie daje się
wskazać zjawisk, które pozwoliłoby
wyjaśnić, jak to urządzenie naprawdę
działa. Istniejące oficjalne wyjaśnienie dla
działania tego niezwykłego instrumentu, na
podstawie zjawiska bezwładności, nie
"wytrzymuje" krytyki. Również, nawet nie
działający prototyp nie został kiedykolwiek
zbudowany, aby udowodnić, że inercyjne
wyjaśnienie jest możliwe Ten brak wiedzy
jak "houfeng didongy yi" naprawdę działa,
jest głównym powodem dlaczego zasady
tego analogowego urządzenia, tego
niezwykłego aparatu nadal nie są ponownie
wykorzystywane w nowoczesnych
cyfrowych wersjach tego samego co
udokumentowane urządzenie. Warto więc
wzmóc nasz wysiłek w ustaleniu co się
stało i zrozumieć zasady związane ze
zdalnym wykrywaniem trzęsień ziemi
realizowane w tym urządzeniu. W końcu,
jeśli uda nam się odbudować ten aparat, w
praktyce oznaczałoby to oszczędności i
uratowanie niezliczonych ludzkich istnień.
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
5/5
2.2 Konwencjonalne
wyjaśnienie tej zasady na
podstawie działania
urządzenia w oparciu o siły
bezwładności.
Obecne oficjalne wyjaśnienie
funkcjonowania "houfeng didongy yi"
został opracowany przez Anglika o
nazwisku Dr John Milne, który sam był
wynalazcą i budowniczym sejsmografu
inercyjnego. On sugeruje, że urządzenie
Zhang Heng działa na zasadzie sił inercji,
znaczy bardzo podobny do jego inercyjnych
sejsmografów. Twierdził, że wewnątrz
wykonanej z brązu "komory antenowej"
tego urządzenia, wisiał wahadło o dużej
bezwładności. Podczas trzęsienia ziemi,
ruch tego wahadła nie będzie się odbywał
w stosunku do komory, co pociągnęłoby za
sobą szereg dźwigni, które otworzyłyby i
wypchnęły z pysków smoczych
odpowiednie kule. Z kolei otwarcie pyska
smoka poprzez naciśnięcie tych dźwigni
spowodowałoby, że "perła" spadłaby, na
żabę, który wydając dźwięk dzwonu
następnie podniosłaby alarm akustyczny.
Istnieje wiele rozbieżności i problemów
związanych z tym jego oficjalnym
wyjaśnieniem. Niektóre z nich są
zanotowane na strony [1]. Na przykład, w
celu realizacji według zasady Milne,
instrument nie wymaga, aby miał o
parabolicznym w zarysie kształt "Komory
Antenowej", podobny do dzisiejszych
parabolicznych anten (satelitarnych) – co
na pewno byłoby bardzo trudne do
wukonania w starożytności. Cylindryczny
kształt, który jest nieporównywalnie
łatwiejszy w produkcji, to zapewni równie
dobrze taką samą pracę urządzenia.
Również nie wyjaśnia to, dlaczego aparat
pracował jako fontanna, i dlaczego wyloty
wody są w połowie wysokości komory, a nie
na dnie. (Fontanna z umiejscowieniem
pysków smoków na samym dole komory
będzie stwarzać większe ciśnienie, a tym
samym będzie miało to działanie o wiele
lepsze.) To nie wyjaśnia, też dlaczego
trzęsienie ziemi spowodowało wypadniecie
tylko jednej "perły" i upadek z jednego
pyska smoka – wszelkie wychylenia
wahadła inercyjnego zmuszą do
wypadnięcia dwóch "pereł" po obu stronach
komory. Wreszcie, wszystkie próby
aktualnie aby zbudować pracującą replikę
zgodnie z zasadami Milne, zawsze nie
powiodło się. Więc nawet jedna replika
cudownego urządzenia opisana w niniejszej
pracy nie została skonstruowana w
dzisiejszych czasach.
....
2.3 Alternatywne wyjaśnienie
działania tego urządzenia w
oparciu na hydromechanikę.
Ze względu na oczywistą niewykonalność
urządzenia zgodnego z zasadą inercyjnego
wyjaśnienia Milne, przedstawię teraz
alternatywne, moje wyjaśnieniem, dla
działania tego samego urządzenia.
Moje wyjaśnienie wykorzystuje zjawisko
przepływu laminarnego i burzliwego, znane
z hydromechaniki, oraz zasady skupiania
wejściowego sygnału przez ściany
parabolicznej "komory antenowej".
Według moich wyjaśnień, paraboliczny
kształt komory tego aparatu w istocie
musiał być celowo w ten sposób wykonany.
To ukształtowanie jest po to, by odbić
sygnały przychodzące z obszaru trzęsienia
ziemi, jak lustro paraboliczne dla fal
radiowych, by odwrócić je, i skupić te
sygnały na wlocie do odpowiednio wybranej
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
6/6
rury. Rury do przodu kierowały przepływ
wody do paszczy smoka umieszczonej po
stronie komory, na kierunku z którego
sygnał ten przychodził. W związku z tym
sygnał przybywających do wlotu tej
wybranej rury modyfikuje właściwości
przepływu wody, pozwalając urządzeniu
pracować. Przeanalizujmy teraz co
rzeczywiście dzieje się podczas działania
tego teledetekcyjnego urządzenia.
....
2.4 Analogowe przetwarzanie
sygnałów w alternatywnych
(hydrauliczne) wyjaśnieniach
wykorzystanie działania tego
urządzenia.
Pierwsza sytuacja, którą należy rozważyć
jest to sytuacja, kiedy nie było trzęsienia
ziemi (wrzenia). Więc nie było sygnału które
byłyby przesyłane i docierałyby do tego
urządzenia. W takiej sytuacji, urządzenie
pracuje w formie ozdobnej fontanny. Woda
z tej Fontanny została zgromadzona w
parabolicznej "Komorze anteny ", gdzie
ustabilizowała się. Ze względu na działanie
grawitacji, była wprowadzana do układu
dolotowego, z którego została przekazana
do pysków 8 smoków. Wtedy płynęła
niemal statycznie przez te pyski smoków.
Charakter przepływu, tej wody wtedy
wyjaśnić można prosto, przez prawa
hydromechaniki, która nazywa to
przepływem laminarnym.
Charakterystyczną cechą tego przepływu
jest to, że wytwarza on bardzo niski
współczynnik tarcia. Dlatego, mimo, że
woda przepływała wokół perełki omywała ją
delikatnie, były one utrzymywane w
chwiejną równowadze, przez niski
współczynnik tarcia tej wody i nie była ona
(ta płynąca woda) w stanie usunąć pereł z
pysków smoków. Więc woda tylko wylewała
się z pysków smoków przez ujścia do żab z
brązu, a ściślej, dzwonu z brązu w kształcie
żaby.
Rozważmy teraz inną sytuację, kiedy
faktycznie potężne trzęsienie ziemi zostało
gdzieś zainicjowane (”gotowało się do
uderzenia”), gdzieś w zakresie wykrywania
tego urządzenia. Potężne promieniowania
generowane przez takie zjawiska, które
zostały wyzwolone przez to trzęsienie ziemi
dotarło do aparat z kierunku, epicentrum
trzęsienia ziemi. Promieniowanie odbite
przez wewnętrzne ściany parabolicznej
"komory antenowej" w taki sam sposób jak
sygnały satelitarne są odchylane przez
nowoczesne satelity. Tak więc wiązka tego
promieniowania była skupiona w jednym
miejscu, w szczególności na wlocie do
wybranej rury, leżącej na kierunku z
którego przychodziło promieniowanie.
Przedostająca się tam do wlotu woda jej
przepływ został zakłócony przez energię
zawartą w tym sygnale promieniowania
odbitym i skupionym przez "komorę
antenową". Poprzedni laminarny przepływ
wody jest zamieniany na przepływ burzliwy.
Z hydromechaniki wiemy, że burzliwy
przepływ wody wytwarza bardzo wysokie
tarcie. W związku z tym "perła" w nietrwałej
pozycji (równowadze chwiejnej), która jest
obmywana przez tą wodę, tym razem
zostanie przeniesiona z pyska smoka.
Przepływ wody zrzuca "perłę" w dół, i spada
ona do dzwona w kształcie pyska żaby co
wywołuje dźwięk gongu, to działa jako
wczesny alarm o nadejściu trzęsienia ziemi.
Powyższe wyjaśnienie jakie się nasuwa to,
że "houfeng didongy yi", ten aparat był
przeznaczony do konwersji energii zawartej
w promieniowaniu generowanym przez
trzęsienia ziemi w turbulentny przepływ
wody, zmuszając metalową "perłę" do
wypadnięcia z pyska smoka. Upadek tej
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
7/7
"perły" powodował, że urządzenie do
generowało sygnał alarmu dźwiękowego.
....
3. Eksperyment w celu
potwierdzenia hydraulicznego
funkcjonowania Urządzenie
Zhang Heng.
Ja zaprojektowałem eksperyment, który
mam nadzieję, że pewnego dnia może
potwierdzić, że "houfeng didongy yi"
aparat ten faktycznie działa w sposób
opisany powyżej. Oto ogólna idea tego
eksperymentu (techniczne Szczegóły będą
musiały zostać wypracowane i wdrożone).
Stację badawczą na której eksperyment ten
może będzie przeprowadzić jest pokazana
na Rys. 2. Ta stacja składa się z
prostokątnego szklanego akwarium (A)
wypełnionego wodą. W środku ściany
bocznej tego akwarium z gładko ścienna
rura (P), która pozwala na wprowadzenie
wody z akwarium, która wylewa się w
postaci strumienia (W). Blisko akwarium, na
tej samej stronie co ta rura (P), jest
umieszczony generator iskier elektrycznych
(S). Byłoby pożądane, gdyby ten generator
pozwalał na regulację intensywności iskry
i/lub częstotliwości iskier. Elektrody
maszyny do elektrycznego spawania lub
urządzenie do zasilania pracy świec
zapłonowych z dzisiejszych samochodów,
mogą być używane do generowania tych
iskier. Pomiędzy rurę (P) i iskrownik z
generatorem (S). Może być wstawiany
przenośny ekran ze stali (H) może on
ewentualnie być tam umieszczony. Po
drugiej stronie akwarium, która znajduje się
naprzeciwko generatora (S) z iskrownikiem
(lub świecą), stawiamy półkulisty metalowe
lusterko (M). Krzywizną wklęsłą do
iskrownika. Krzywiznę tego zwierciadła (M)
jest tak dobrana, że pozwala
promieniowania (O) emitowane od iskier (S)
koncentrować na wlocie do rury (P).
Rys. 2: Ilustracja stacji badawczej, która
umożliwia przeprowadzenie eksperymentu
w hydraulicznego potwierdzającego
działania
przyrządu "
yi houfeng didongy
" w sposób
opisany tutaj.
Oczywiście, jak to jest w przypadku
wszystkich innych doświadczeń, są różne
wymagania robocze nałożone na
poszczególne podzespoły tej stacji. Na
przykład, wymiarów i powierzchni
wewnętrznej rury (P) powinna być taka, że
jeśli woda w akwarium ma stały poziom,
daje to stacjonarny, przepływ (W) tej wody
przez rurę (P), który powinny być minimalny
z możliwych, ale zachowując przy tym
przepływ laminarny przez rurę. Ponadto,
krzywizna i ustawienie lustra (M) musi być
takie, że każde promieniowanie
przychodzące od iskrownika (S) i odbite
przez lustro (M) musi koncentrować się
właśnie na wlocie do rury (P).
Rozważmy teraz co się stanie w pierwszej
fazie eksperymentu. Ten etap ma być
wykonany bez ekranu (H) ze stali. Po
wypełnieniu akwarium wodą, pozwalamy tej
wodzie do wypływania z niego przez rurę
(P). Ponieważ żadne dodatkowe zjawiska
nie są generowane, wiec niema żadnych
interakcji z przepływem wody, przepływ
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
8/8
wody (W) w pierwszym etapie musi mieć
laminarny charakter. Możemy to zauważyć,
obserwując że strumień wypływającej wody
(W) ma gładką powierzchnię, pozbawioną
zmarszczek i pęcherzy. Również spływa
równomiernie. (Jeśli nie otrzymujemy
laminarnych przepływów, to znaczy, że
parametry rury (P) są błędnie wyznaczone.)
Rozważmy teraz co się stanie, gdy
włączymy generację iskry przez iskrownik
(S). Promieniowanie (O) emitowane przez
te iskry (nie tylko w zakresie widzialnym)
jest odbijane przez lustro (M) i koncentruje
się na wlocie do rury (P). Energia tego
promieniowania zmienia się zachowanie
strumienia wody (W) wypływającego z rury.
Jeżeli iskry produkowane przez (S) mają
wystarczającą moc w stosunku do
wydajności wypływającej wody (W),
strumień wody (W) powinien wypływać w
turbulentny sposób. Widzimy to przez
zmieniony kolor wody (biały) kolor wody, to
daje nierówny przepływ, przepływ z bąblami
jak w szampanie, i również ze
zmarszczkami na powierzchni płynącej
wody.
Chociaż eksperyment opisany tutaj wydaje
się być prosty, mogą pojawić się trudności,
w rzeczywistości wymaga to dobrze
wyposażonego laboratorium. Miejmy
nadzieję, że będę w stanie ukończyć to
szybko i za prezentują wyniki na kolejnej
ICST konferencji. Jeśli to się powiedzie, ma
wykazać, że skoncentrowanie
promieniowania emitowanego przez
iskrzenia może zmieniać zachowanie i
właściwości przepływu wody. Z kolei
zmiany w zachowania mogą być
wykorzystywane w analogowych lub
cyfrowych systemach przetwarzania
danych opisanych tutaj, do wykrywania
sygnałów, które są emitowane przez
trzęsienia ziemi.
Dodatkowym atutem tego doświadczenia
jest to, że możliwość sprawdzenia, czy
emisje wysłane przez iskry (S) wpływają na
przepływ wody (W) ma elektromagnetyczny
lub inny charakter. Jeśli powtarzamy ten
eksperyment, ale po umieszczeniu stalowej
płyty (H) między generator iskier (S) i lustro
(M), jeśli tylko energia wyemitowana przez
iskry i jeśli jest tylko w stanie przejść przez
ekran, toi promieniowanie, które to
wykonuje ma inny charakter niż fale
elektromagnetyczne. (Jak to jest
powszechnie wiadomo,
elektromagnetyczne fale radiowe zazwyczaj
nie są w stanie przejść przez sito ze stali).
....
4. Możliwości zastosowania
sygnału po konwersji z
postaci analogowej na
przetworzony sygnał cyfrowy
(komputerowy) systemu
informacji.
Istnieje możliwość wykonania tego samego
ogólnego celu urządzenie opisywane tutaj,
jeśli analogowe przetwarzanie sygnałów
otrzymanych od trzęsienia ziemi przez
cyfrowe przetwarzanie tego sygnału o tym
samym charakterze. System
komputerowego przetwarzania informacji
uzyskanych w ten sposób również generuje
alarmy przed zbliżającym się trzęsieniami
ziemi w celu umożliwienia bezpiecznej
ewakuacji z miejsca i stref zagrożenia. Taki
system komputerowy powinien dodatkowo
być w stanie oszacować wielkość trzęsienie
ziemi, i ilość czasu przed uderzeniem.
Zgodnie z ogólną zasadą, na której taki
system może pracować oparta jest na
cyfrowym przechwytywania i rozpoznaniu
przez oprogramowanie subtelnych
sygnałów emitowanych podczas rozwoju
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
9/9
warunków prowadzących do trzęsienie
ziemi. Ostatnie wydarzenia i głosowe
rozpoznawanie oraz obraz powinny
umożliwiać rozwój systemu ostrzegania,
który może pozwolić wyczuć i wyizolować
te sygnały ostrzegawcze z tła hałasu w
środowisku. Te sygnały przychodzące od
trzęsień ziemi były one już postrzegane i
przetwarzane przez analogowe zasady
Sejsmoskopu Zhang Heng, to otwiera
drogę do opracowanie systemu
komputerowego, który może osiągnąć ten
sam cel, ale w sposób cyfrowy
Najprostszy sposób na konwersję zasad
Zhang Henga z analogowych na cyfrowe,
jest przełożenie tych zasad na parametry
zgodne z zaprezentowanymi możliwościami
technologii komputerowej i urządzeń
teledetekcji, a następnie do ich realizacji na
sprzęcie komputerowym na najwyższym
poziomie w danej chwili i w oparciu o
najwyższy poziom oprogramowania.
Podstawowym składnikiem sprzętu
najbardziej istotnym dla pomyślnego
wdrożenie tego systemu będą zdalne
czujniki trzęsienia ziemi, które mogą
przenieść zaawansowane sygnały
ostrzegawcze. Do tej pory były prowadzone
eksperymenty z trzema rodzajami
czujników dla takiego aparatu opartych o:
(1) roztwór soli w wodzie destylowanej,
(2) optyczne pudło rezonansowe, oraz
(3) z przemysłowych kryształów kwarcu
(patrz mój referat [2] zatytułowany
"Pomysł Uznanie Interfejsu ").
Wykazany we wspomnianej publikacji,
najbardziej obiecujący rodzaj czujnika
takiego aparatu wydaje się być kryształ
górski, jak wydaje się, powinno to być
najprostsze w użyciu i ma wysoki próg
wrażliwości. Korzystając z technologii
cyfrowej, również parabolicznej anteny
Komora z "houfeng didongy yi" może być
po otrzymaniu odpowiedniego system
anten parabolicznych (podobnych do tych
stosowanych w nowoczesnej telewizji
satelitarnej). Taki system anten
zwiększyłoby Dokładność urządzenia i
może obejmować selektywnie obszarze
aktywność sejsmicznej
Praktyczne rozwoju cyfrowego
równoważnika sejsmografu Zhang Heng
wymagałoby najmniej dwóch etapów
wdrażania. Pierwszy etap polegać będzie
na rozwoju zdalnych czujniki, które
wymagają opracowania nie tylko
oprogramowania, ale również sprzętu i
mechanizmów działania takiego czujnika.
W drugim etapie, specjalistyczne
oprogramowanie trzeba będzie opracować i
zidentyfikować cechy szczególne sygnału
generowane przez warunki ”gotującego się”
trzęsienia ziemi, i izolowanie tych sygnałów
ostrzegawczych od tła hałasu (zakłuceń) w
środowisku. Program powinien również być
w stanie do oszacowania wielkości
trzęsienie ziemi i określić czas przed tym
zanim ono uderzy.
....
5. Aby zakończyć.
Mimo, że mamy stworzyć system
ostrzegania przed trzęsieniami ziemi na
początku jako idee, a nie w postaci
istniejących urządzeń, w przypadku gdy jest
ona technicznie rozwinięta niesie to
ogromny potencjał ludzkich i społecznych
korzyści i nieoceniony potencjał wartości
handlowej. W przypadku przykładowo, po
odpowiedniej miniaturyzacji, takich
zaawansowanych systemów wykrywania
trzęsienia ziemi można by było wbudować
je do telefonów komórkowych, zapewniając
w ten sposób ostrzeganie w indywidualne,
system ten dostarczałby poszczególnych
ostrzeżeń przed nadejściem potężnego
trzęsienia ziemi, jego zbliżenie się, wielkość
1-sza. Międzynarodowy Konferencji technologie wykrywania.
21 do 23 listopada 2005 Palmerston North, Nowa Zelandia
—————————————————————————
E:\Documents and Settings\Ania\Moje dokumenty\Przetwarzanie sygnału w Sejsmografie Zhang Heng.doc
Strona
10/10
oraz wskazywałby ilości czasu jaka jest
przed uderzeniami trzęsienia ziemi. Taka
technologia mogłaby dać ogromne
handlowe korzyści dla przedsiębiorstw w
telefonii i dla przemysłu. Dla ludzkich i
społecznych świadczeń, sukces w rozwoju
tej nowatorskiej dziedzinie badań
naukowych może pomóc uratować życie
wielu ludzi
....
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
6. Odniesienia – Literatura.
[1] Zhang Heng Seismograph, strony internetowe,
http://alarm.gq.nu
,
http://alert.1hwy.com
,
odwiedził w dniu 25 maja 2005 roku.
[2] J. Pająk, Myśli Punkt styku Rozpoznanie. Dokument przedstawiony na "Krajową
Konferencję Kognitywistyka (CSC'98)", zorganizowaną przez Uniwersytet Malaysia
Sarawak (UNIMAS), która odbyła się 29-30 września 1998 roku. Dokument został
następnie opublikowany na w Beach Resort Mines, Kuala Lumpur, Malezja, stronach
245-252 w Materiałach z tej konferencji.
— ≡ —