本发明涉及地震预测技术领域，特别涉及一种地震能吸取及地震预测装置。
背景技术：
地震的预测一直以来是人们关注的重点，最近几年来我国各地地震发生频繁，国家和个人遭受的经济损失巨大，人员伤亡惨重。地震来临时逃生时间显得尤为重要，如果能提前知道地震发生，或者地震刚开始比较弱的时候争取几十秒，也可以挽救很多的性命和财产。现在市面上的地震预测装置有磁电式，涡流式，它们的内部构造都是由永久磁铁和线圈构成，基本上都是应用电磁感应原理，因此他们内部都有线圈这样的高度弹性结构，各部件间容易发生较大的相对运动产生形变，所以地震波形容易产生形变，进而造成信号失真，而且由于永久磁铁的性能会发生变化且磁性会随着时间而消退，其寿命都不长久，而且也没有充分的利用地震能。
因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种地震能吸取及地震预测装置，以解决目前无法有效预测地震以及不能有效利用地震能的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种地震能吸取及地震预测装置，包括外壳、地下吸能装置和地面预警装置，其中，
所述外壳的内部中空并形成一容纳腔；
所述地下吸能装置包括吸能组件和电路处理装置，所述吸能组件和电路处理装置均位于所述容纳腔中，所述吸能组件包括受力杆、压电片和质量块，所述受力杆包括固定臂和自由臂，所述固定臂与所述自由臂垂直，所述固定臂的一端固定在所述外壳的内壁上，所述固定臂的另一端连接所述自由臂的一端，所述压电片粘接在所述固定臂的表面上，所述质量块固定在所述自由臂的另一端处；所述电路处理装置内设置有吸能电路，所述吸能电路包括整流模块、存储模块和dc-dc转换模块，所述压电片与所述整流模块电连接，所述整流模块、存储模块、dc-dc转换模块和地面预警装置依次连接；
所述整流模块将压电片输出的交流电转换为直流电后输出至所述存储模块，所述存储模块将存储的电能输出至所述dc-dc转换模块，由所述dc-dc转换模块进行电压转换后给所述地面预警装置供电。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体的内部中空，所述端盖与所述壳体可拆卸连接，所述壳体和所述端盖围合形成密闭的所述容纳腔，所述壳体的侧壁上开设有若干个与所述容纳腔连通的导线孔。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述端盖和所述壳体通过若干个螺栓螺纹连接。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述dc-dc转换模块通过导线连接所述地面预警装置，所述导线穿过所述导线孔。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体的内部中空，所述端盖与所述壳体可拆卸连接，所述壳体和所述端盖围合形成密闭的所述容纳腔，所述壳体的侧壁上开设有若干个与所述容纳腔连通的导线孔。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述储能模块包括一储能电容，所述储能电容的一端连接所述整流桥的第4端和dc-dc转换模块，所述储能电容的另一端连接所述整流桥的第2端和接地端。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述dc-dc转换模块包括第一电容、第二电容、电阻、稳压二极管和升压芯片，所述第一电容的一端连接所述储能电容的一端和电阻的一端，所述第一电容的另一端连接接地端，所述电阻的另一端连接升压芯片的第1脚和稳压二极管的正极，所述升压芯片的第2脚连接所述稳压二极管的负极、第二电容的一端和地面预警装置，所述升压芯片的第3脚连接地面预警装置，所述第二电容的另一端接地。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述地面预警装置包括外加电源、电流感应开关和蜂鸣器，所述外加电源的正极连接蜂鸣器的一端，所述外加电源的负极连接电流感应开关的第1脚，所述蜂鸣器的另一端连接所述电流感应开关的第2脚，所述电流感应开关的第3脚连接所述升压芯片的第2脚，所述电流感应开关的第4脚连接所述升压芯片的第3脚。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述升压芯片的型号为cs5173。
优选的，所述的地震能吸取及地震预测装置中，所述电流感应开关的型号为d200k。
相较于现有技术，本发明提供的地震预测及地震能吸取装置，当发生地震时，受力杆以及固定的质量块会随之振动，使得压电片产生形变，从而产生电压，压电片产生的电压输出到电路处理装置作相应的电压处理。地下吸能装置和地面预警装置连接，这样地面预警装置能检测到地下吸能装置产生的电能并且马上发出报警，提醒人们地震发生了以及发生的方向，进而能够有效地利用地震能并预测地震发生的方向。
附图说明
图1为本发明提供的地震能吸取及地震预测装置的一较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的地震能吸取及地震预测装置去掉端盖后的一较佳实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的地震能吸取及地震预测装置中所述吸能组件的一较佳实施例的结构示意图；
图4为本发明中纵波引起受力杆的弯矩图；
图5为本发明中横波引起受力杆的弯矩图；
图6为本发明提供的地震能吸取及地震预测装置中所述吸能电路的一较佳实施例的原理图；
图7为本发明提供的地震能吸取及地震预测装置中所述dc-dc转换模块的一较佳实施例的原理图；
图8为本发明提供的地震能吸取及地震预测装置中所述地面报警装置的一较佳实施例的原理图。
具体实施方式
本发明提供一种地震能吸取及地震预测装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
请参阅图1至图6，本发明实施例提供的地震能吸取及地震预测装置，包括外壳1、地下吸能装置2和地面预警装置3，其中，
所述外壳1的内部中空并形成一容纳腔；
所述地下吸能装置2包括吸能组件21和电路处理装置22，所述吸能组件21和电路处理装置22均位于所述容纳腔中，所述吸能组件21包括受力杆211、压电片212和质量块213，所述受力杆211包括固定臂2111和自由臂2112，所述固定臂2111与所述自由臂2112垂直，所述固定臂2111的一端固定在所述外壳1的内壁上，所述固定臂2111的另一端连接所述自由臂2112的一端，所述压电片212粘接在所述固定臂2111的表面上，所述质量块213固定在所述自由臂2112的另一端处；所述电路处理装置22内设置有吸能电路，所述吸能电路包括整流模块221、存储模块222和dc-dc转换模块223，所述压电片212与所述整流模块221电连接，所述整流模块221、存储模块222、dc-dc转换模块223和地面预警装置3依次连接。
具体的，所述受力杆211采用“l”型结构，且一端固定于外壳的内壁，另一端自由，形成一个静定结构，所述质量块213固定于所述受力杆211的自由端，当地震发生时，所述受力杆211和质量块213一起震动，因此压电片122会产生形变，进而产生电压以及输出功率，此外，本发明通过将所述质量块213设置在自由臂2112的末端处，当地震发生时，质量块213能随着振动且有最大的力臂，提高了本发明装置的灵敏度，而且所述质量块213的设置还能放大压电片212的输出信号；此外，由于地震发生时，地面首先是上下振动，紧接着是左右振动，所以本发明设置的l型受力杆211可以体现出纵波和横波的区别，如图4所示，其为横波引起的受力杆211的弯矩图，可以看出在贴有压电片212的一侧弯矩时逐渐变大的且不均匀分布，因此压电片212的变形不均匀；如图5所示，其为纵波引起的受力杆211的弯矩图，可以看出在贴有压电片212的一侧弯矩时均匀分布的，因此压电片212产生较为均匀的变形，输出的电信号波形的峰值是先小后大，小峰值是横波引起的，大峰值是纵波引起的。
进一步来说，当地震发生时，所述压电片212产生的交流电压输出至与压电片212连接的吸能电路，具体的，所述整流模块221将压电片212输出的交流电转换为直流电后输出至所述存储模块222，所述存储模块222将存储的电能输出至所述dc-dc转换模块223，由所述dc-dc转换模块223进行电压转换后给所述地面预警装置3供电，使得所述地面预警装置3进行报警提示地震发生，进而实现了地震能吸取以及地震预测；当然，所述dc-dc转换模块233输出的电能还能用于给其它负载供电，以更大程度的利用地震能，本发明对此不做限定；此外，需要说明的是，在具体使用时，所述外壳1埋在地下，所述地面预警装置3放置在地面上。
优选的实施例中，请继续参阅图1至图3，所述外壳1包括壳体11和端盖12，所述壳体11的内部中空，所述端盖12与所述壳体11可拆卸连接，所述壳体11和所述端盖12围合形成密闭的所述容纳腔，所述壳体11的侧壁上开设有若干个与所述容纳腔连通的导线孔11a。本发明将所述外壳1设置为一个可拆卸的密封长方体，可保证外壳1内部的地下吸能装置不受外来因素的影响，增强地震预测的准确性，此外，由于所述外壳1可拆卸，故还能随时将所述外壳1拆开来进行地下吸能装置的检修，给使用者提供了便利；导线孔11a的设置也方便进行走线。
进一步的实施例中，请继续参阅图1，所述端盖12和所述壳体11通过若干个螺栓13螺纹连接，方便端盖12和壳体11的拆卸。
进一步的实施例中，所述dc-dc转换模块223通过导线(图中未示出)连接所述地面预警装置3，所述导线穿过所述导线孔11a，进而方便了地震能吸取及地震预测装置的安装。
请继续参阅图6，所述整流模块221包括一整流桥t1，所述整流桥t1的第1端连接所述压电片212的正极，所述整流桥t1的第2端连接所述储能模块222和接地端，所述整流桥t1的第3端连接所述压电片212的负极，所述整流桥t1的第4端连接所述储能模块222；具体的，所述整流桥t1为全桥整流电路，由四个二极管组成，用于将压电片212输出的交流电进行整流处理后转换为直流电，然后输出至所述储能模块222。
请继续参阅图6，所述储能模块222包括一储能电容c，所述储能电容c的一端连接所述整流桥t1的第4端和dc-dc转换模块223，所述储能电容c的另一端连接所述整流桥t1的第2端和接地端；具体来说，所述整流桥t1输出的电能给所述储能电容c的两端充电，所述储能电容c将所述整流桥t1输入的直流电存储后再输出，所述储能电容c由一个超级电容组成，其与常规电容器的不同之处在于其具有非常高的电容，超级电容的优点是高功率密度、高循环效率、更长的寿命以及更低的使用材料毒性。
请一并参阅图7，所述dc-dc转换模块223包括第一电容c1、第二电容c2、电阻r1、稳压二极管d1和升压芯片u1，所述第一电容c1的一端连接所述储能电容c的一端和电阻r1的一端，所述第一电容c1的另一端连接接地端，所述电阻r1的另一端连接升压芯片u1的第1脚和稳压二极管d1的正极，所述升压芯片u1的第2脚连接所述稳压二极管d1的负极、第二电容c2的一端和地面预警装置3，所述升压芯片u1的第3脚连接地面预警装置3，所述第二电容c2的另一端接地。
具体的，所述第一电容c1和电阻r1组成rc滤波电路，用于将所述储能电容c输出的信号进行滤波处理，然后输出至所述升压芯片u1，所述升压芯片u1将所述储能电容c输出的电压进行升压，进而获得所需的电压，然后再经过所述第二电容c2进行滤波处理后输出给所述地面预警装置3；所述稳压二极管d1起稳压作用；优选的，所述升压芯片u1的型号为cs5173，性能稳定，升压速度快，当然，在其它的实施例中，所述升压芯片u1还可采用其它型号的芯片，本发明对此不做限定。
请一并参阅图8，所述地面预警装置3包括外加电源31、电流感应开关32和蜂鸣器33，所述外加电源31的正极连接蜂鸣器33的一端，所述外加电源31的负极连接电流感应开关32的第1脚，所述蜂鸣器33的另一端连接所述电流感应开关32的第2脚，所述电流感应开关32的第3脚连接所述升压芯片u1的第2脚，所述电流感应开关32的第4脚连接所述升压芯片u1的第3脚。
具体的，所述地面预警装置3用于在发生地震时进行报警，当没有地震发生时，所述电流感应开关32通过的电流没有达到阈值无法闭合，使得所述蜂鸣器33无法得电报警，当地震发生时，所述升压芯片u1输出电流至所述电流感应开关32，使得所述电流感应开关32的电流达到阈值并闭合，所述蜂鸣器32得电开始报警提示地震发生；换而言之，当没有地震发生时，所述地面预警装置3是一个断路，蜂鸣器33不能工作，地震发生时，蜂鸣器33才能工作，因此就可以起到地震预警的作用，同时还可以通过调节电流感应开关32感应到的电流阈值来调节地面预警装置3的灵敏度；优选的，所述的外加电源31的电压是220v，所述电流感应开关32的型号为d200k，所述的蜂鸣器33的型号是hr8-n80。
另外，需说明的是，在实际使用时，本发明的装置是测定某一固定方向的地震波，所以可通过将本发明的装置埋在所需的不同方向来检测地震波传播的方向，蜂鸣器32发出的蜂鸣声声音方向可以判断出地震发生的方向。
综上所述，本发明提供的地震能吸取及地震预测装置，当发生地震时，受力杆以及固定的质量块会随之振动，使得压电片产生形变，从而产生电压，压电片产生的电压输出到电路处理装置作相应的电压处理。地下吸能装置和地面预警装置连接，这样地面预警装置能检测到地下吸能装置产生的电能并且马上发出报警，提醒人们地震发生了以及发生的方向，进而能够有效的利用地震能并有效的预测地震发生的方向。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
1.一种地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，包括外壳、地下吸能装置和地面预警装置，其中，
所述外壳的内部中空并形成一容纳腔；
所述地下吸能装置包括吸能组件和电路处理装置，所述吸能组件和电路处理装置均位于所述容纳腔中，所述吸能组件包括受力杆、压电片和质量块，所述受力杆包括固定臂和自由臂，所述固定臂与所述自由臂垂直，所述固定臂的一端固定在所述外壳的内壁上，所述固定臂的另一端连接所述自由臂的一端，所述压电片粘接在所述固定臂的表面上，所述质量块固定在所述自由臂的另一端处；所述电路处理装置内设置有吸能电路，所述吸能电路包括整流模块、存储模块和dc-dc转换模块，所述压电片与所述整流模块电连接，所述整流模块、存储模块、dc-dc转换模块和地面预警装置依次连接；
所述整流模块将压电片输出的交流电转换为直流电后输出至所述存储模块，所述存储模块将存储的电能输出至所述dc-dc转换模块，由所述dc-dc转换模块进行电压转换后给所述地面预警装置供电。
2.根据权利要求1所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体的内部中空，所述端盖与所述壳体可拆卸连接，所述壳体和所述端盖围合形成密闭的所述容纳腔，所述壳体的侧壁上开设有若干个与所述容纳腔连通的导线孔。
3.根据权利要求2所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述端盖和所述壳体通过若干个螺栓螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述dc-dc转换模块通过导线连接所述地面预警装置，所述导线穿过所述导线孔。
5.根据权利要求1所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述整流模块包括一整流桥，所述整流桥的第1端连接所述压电片的正极，所述整流桥的第2端连接所述储能模块和接地端，所述整流桥的第3端连接所述压电片的负极，所述整流桥的第4端连接所述储能模块。
6.根据权利要求5所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述储能模块包括一储能电容，所述储能电容的一端连接所述整流桥的第4端和dc-dc转换模块，所述储能电容的另一端连接所述整流桥的第2端和接地端。
7.根据权利要求6所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述dc-dc转换模块包括第一电容、第二电容、电阻、稳压二极管和升压芯片，所述第一电容的一端连接所述储能电容的一端和电阻的一端，所述第一电容的另一端连接接地端，所述电阻的另一端连接升压芯片的第1脚和稳压二极管的正极，所述升压芯片的第2脚连接所述稳压二极管的负极、第二电容的一端和地面预警装置，所述升压芯片的第3脚连接地面预警装置，所述第二电容的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述地面预警装置包括外加电源、电流感应开关和蜂鸣器，所述外加电源的正极连接蜂鸣器的一端，所述外加电源的负极连接电流感应开关的第1脚，所述蜂鸣器的另一端连接所述电流感应开关的第2脚，所述电流感应开关的第3脚连接所述升压芯片的第2脚，所述电流感应开关的第4脚连接所述升压芯片的第3脚。
9.根据权利要求7所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述升压芯片的型号为cs5173。
10.根据权利要求8所述的地震能吸取及地震预测装置，其特征在于，所述电流感应开关的型号为d200k。
技术总结