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06-17
摘要：林集团如何使用 MEMS+? 仿真模型来设计地震仪 作者：Hideyuki Maekoba，Coventor（林集团旗下公司）高级应用工程师 原文链接：EEW 系统的功效通常会得到积极的反馈，即使存在误报，反馈也令人惊讶地积极。
受访者熟悉早期预警系统的技术局限性，并相信即使系统提供错误警报也比没有地震即将来临的预警要好。
然而，由于地震传感器网络分布稀疏（或有限），地震事件的表征和监测之间可能会出现延迟。
解决这个问题的一种方法是使用基于 MEMS 的地震传感器来补充传统的传感网络。
MEMS传感器体积小、价格便宜，适合本地监测，还可以提高地震监测能力。
利用 MEMS 技术和物联网 (IoT)，一些有趣的地震传感器技术已被开发或部署为早期地震预警系统的一部分 [3]。
例如，美国加利福尼亚州的MyShake项目，利用智能手机提供地震预警；中国台湾三大EEW系统之一，由国立台湾大学开发的P-alert系统，可以通过MEMS传感器更快速地提供现场地震预警。
我们与日本早稻田大学合作设计了一种谐振频率低于 1hz 的 MEMS 谐振器，可用于密集的地震计网络 [4]。
该设备的低谐振频率是通过使用具有超小弹簧常数的电调谐弹簧来实现的。
对于微调，我们提出了一种多步电调谐方法（图 1）。
我们的地震仪结构如图2(a)所示，MEMS+?仿真模型的俯视图如图2(b)所示。
然而，设计中所需的小弹簧常数降低了地震仪的抗震能力和动态范围。
我们采用力平衡方法，通过反馈力抵消质量位移（图 3）。
这种创新设计已在 MEMS+ 中进行了模拟，并允许使用高度紧凑的外形尺寸来准确监控输入加速度（代替地震活动）。
图 1：多级电调谐的基本原理 早稻田大学池桥教授实验室 图 2(a)：地震仪结构示意图 早稻田大学池桥教授实验室 图 2(b)：中心俯视图MEMS+地震仪模型结构 早稻田大学池桥教授实验室 图3：多区域仿真框图 早稻田大学池桥教授实验室 本研究的目标是开发一种灵敏可靠、可广泛应用的MEMS地震仪用于 EEW 地震预警系统。
这种基于 MEMS 的地震仪可以提供更准确的地震监测，减少误报，有助于拯救生命。
我们期待最终将这种创新的地震仪部署到先进的地震预警系统中。
参考文献： [1] 在线提供：（11 月 10 日访问）[2] Velazquez, O.、Pescaroli, G.、Cremen, G.、Galasso, C. ()。
对地震早期预警系统的技术和社会组织组成部分的审查。
地球科学前沿，8，.[3] Allen, R. M., Melgar, D. ()。
地震早期预警：进展、科学挑战和社会需求。
地球与行星科学年度评论，47，.[4] Wu, J.，Maekoba, H.，Parent, A.，Ikehashi, T. ()。
通过多步调谐实现微地震计的亚 1 Hz 谐振频率谐振器。
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