Sismometre

KONUYLA �LG�L�:
Lehman Sismometresinin Par�alar�
Lehman Sismometresinin Par�alar� (devam�)
Lehman Sismometresinin Elektronik Devre �emas�

S�SMOMETRE (deprem�l�er), depremleri �l�en ve kaydeden bir ayg�tt�r. Deprem s�ras�nda, k�r�lan ya da kayan k�tlelerden gelen sars�nt�lar, yery�z�ne do�ru ilerler; sismometre bu sars�nt�lar� alg�lay�p y�kseltir ve bunlar� uygun bir ortama kaydeder. Sismometrelerin kay�tlar�na sismogram denir.
  

(resmi b�y�tmek i�in �zerine t�klay�n)

Sismometrelerin �al��ma ilkeleri olduk�a yal�nd�r. ��yle ki, sismometre, bir yay ile havada as�l� duran a��r bir k�tle, bu k�tlenin etraf�nda bulunan bir kutudan olu�maktad�r. Kutu, deprem sonucunda olu�an yery�z� sars�nt�lar�na g�re hareket eder. K�tleyse bu hareketten hemen hemen hi� etkilenmez. Kutunun k�tleye g�re yapt��� hareketler, bir sens�rle alg�lan�p elektriksel sinyale d�n��t�r�l�r. Sinyal, de�erlendirme i�in ya bilgisayara ya da kalemli kaydediciye aktar�l�r.
Sismometrelerde elektromanyetik sens�rler olduk�a s�k kullan�l�r. K�tleye ba�lanacak bir m�knat�s, kutuda bulunan bir bobinin i�inden ge�er. Deprem s�ras�nda bobin, sabitlenmi� m�knat�s �zerinde hareket eder. Bobini �evreleyen manyetik alan, sars�nt�n�n �iddetiyle orant�l� olarak de�i�ir. Bu de�i�im, bobinde bir gerilim fark� yarat�r. Gerilim fark� da elektronik olarak y�kseltilip bilgisayara ya da kalemli kaydediciye iletilebilir. �te yandan s��a de�i�imli ya da optik giri�imli sens�rler de kullan�l�r; ancak bunlar� kullanan sismometreler, sadece �zel ama�l� olduklar� gibi ayn� zamanda pahal�d�r.
Sismometreler, duyarl� olduklar� frekans b�lgesine g�re ikiye ayr�l�r. Deprembilimi, periyotlar� b�y�k olan sismometreleri kullan�l�r. M�hendislik �al��malar�ndaysa �ok daha k�sa periyotlara duyarl� sismometreler tercih edilir.
Sismometrelerin dinamik duyarl�l�klar� olduk�a �nemlidir. �iddetli bir deprem s�ras�nda kaydedilen en kuvvetli depremsel sinyalin, en hafif sinyale oran� olduk�a fazlad�r. Bu oran kimi durumlarda y�z k�rk kat� olabilir. Sismometrenin, bu kadar geni� aral�kta de�i�en depremsel sinyallere duyarl� olmas� gerekir. Sismometrelerin mekanik yap�lar� bu denli geni� aral�klarda do�rusal olarak �al��amad��� i�in sismometreler elektronik sistemlerle desteklenir. �te yandan, sismometrenin depremsel sinyalleri, periyotlar�ndan ba��ms�z olarak y�kseltmesi beklenir oysa ki sismometrelerin frekans tepkileri do�rusal de�ildir. Sismometrelerin frekans tepkileri, say�sal sinyal i�leme y�ntemleri kullan�larak do�rusalla�t�r�labilir.
Dinamik geni�li�in ve frekans tepkisinin elektronik sistemlere desteklenmesi, sismometrelerin maliyetlerini olduk�a artt�r�r. Bu y�zden, duyarl� ve do�rusal karaktere sahip mekanik sistemlerin geli�tirilmesi i�in ara�t�rmalar yap�lmaktad�r.
D�nyada halen y�z binlerce sismometre bulunmaktad�r. Bu sismometreler, deprem ara�t�rma merkezlerine �zel a�larla ba�l�d�r. Deprem ara�trma merkezleri de kendi aralar�nda bir a�la birbirlerine ba�l�d�r. Bu sayede d�nyan�n herhangi bir yerinde olu�an deprem bilgileri a� �zerinden t�m deprem merkezlerine ula��r. Deprem merkezleri ve bu merkezlerin i�lettikleri sismometreler, bir kar���kl��a yol a�mamas� i�in �zel olarak kodlanm��t�r. B�ylece, elde edilen depremsel (sismik) bir verinin d�nyan�n hangi noktas�ndan geldi�i kolayl�kla bulunabilir.
Kandilli Deprem Ara�t�rma Merkezi T�rkiye'nin en b�y�k deprem ara�t�rma merkezidir. Bo�azi�i �niversitesi'ne ba�l� bir enstit� olan merkez, uluslararas� deprem merkezleri a��na ba�l�d�r. Merkez, halen onlarca sismometreyi i�letmektedir. T�rkiye'nin fay hatlar� �zerinde yo�unla�an ve yurdun d�rt bir yan�nda bulunan sismometreler merkezin kurdu�u a� i�inde bulunur. Merkez, sismometrelerle telefon hatlar�, �zel olarak ayr�lm�� say�sal telefon hatlar� ya da radyo-linklerle ileti�im kurar. Merkez, t�m sismometrelerden gelen bilgileri kaydedip de�erlendirir.
Sismometreler olsun, bunlar�n �retti�i sismogramlar olsun g�nge�tik�e geli�en deprembiliminin en vazge�ilmez ara�lar�d�r. Say�sal elektroni�in kullan�lmas� sayesinde sismometrelerin duyarl�l�klar� ve do�ruluklar� daha da artmaktad�r.

Lehman Sismometresi
Lehman sismometresi, basit yap�s� ve ucuz elektronik donan�m� sayesinde, amat�r deprembilimciler kadar merakl�lar�n da ilgisini �ekmektedir. Lehman sismometresinde yap�m� zor ve pahal� herhangi bir par�a bulunmaz. Bu sayede sismometre, biraz mekanik ve elektronik bilgisi olan ki�ilerce kolayl�kla yap�labilir. Yap�m niteli�ine ve ayarlama duyarl�l���na g�re y�zlerce kilometre �tedeki depremleri alg�layabilir Lehman sismometresi. �yi yap�lm�� bir Lehman sismometresi, �iddeti Richter �l�e�ine g�re 4.8'den daha b�y�k depremlere duyarl�d�r.
Lehman sismometresinde yatay eksende sal�nabilen bir sarka� bulunmaktad�r. Bu sarka�, a��r bir �ubuk, bu �ubu�a ba�l� bir m�knat�s ve m�knat�s�n yan�na yerle�tirilmi� bir �ift bobinden olu�maktad�r. Deprem s�ras�nda bobin, hemen hemen sabitle�mi� m�knat�sa g�re hareket eder. Bobin etraf�ndaki manyetik alan�n de�i�imi, bobinde do�al olarak bir gerilim fark� yarat�r. Bobinde olu�an bu gerilim fark�, uygun bir elektronik devreyle y�kseltilerek kaydedici ortama aktar�l�r. Kaydedilmi� sars�nt�lar daha sonra deprem hakk�nda bilgi toplamak amac�yla incelenir.
A��r �ubu�un bir ucu b��ak gibi i�lenmi�tir. Bu u�, t�m sistemi ta��yan bir iskelenin alt k�sm�nda bulunan bir yer �zerinde durmaktad�r. �ubu�un �teki ucuysa, �elik bir telle iskelenin �st�ne ba�l�d�r. Bu ba�lant� noktalar� ayn� d��ey d�zlem �zerinde bulunmaz. Bu y�zden �ubuk, bir sarka� gibi davran�r. Elbette deprem s�ras�ndaki sars�nt�lar, ba�lant� noktalar�ndaki s�rt�nmeler nedeniyle �ubu�u da etkiler. �ubuk, sabit durmas� gerekti�i halde bu s�rt�nmeler y�z�nden hareket eder. �ubu�un hareketi, sarka� karakteri y�z�nden, genli�i d�zenli olarak azalan bir sal�n�md�r. E�er bu hareket denetim alt�na al�nmazsa, hatal� �l��mler ortaya ��kar. �ubu�un bu hareketi mekanik sistemlerle s�n�mlendirilebilir. S�n�mlendirme, hem ya�l� hem de manyetik par�alarla yap�l�r.
Ya�l� s�n�mlendirme sistemi, kal�n madeni ya�, ya��n i�inde dik duran ve �ubu�a ba�l� bir metal plakadan olu�ur. Ya�, metal plakan�n hareketine kar�� diren� g�sterir. Diren�, plakan�n ya� i�indeki y�zey alan�yla ortant�l�d�r. �ubu�un sal�n�mlar� bu diren� y�z�nden �abucak s�n�mlenir; �ubuk denge noktas�na k�sa bir s�rede ula��r. Ya� seviyesi de�i�tirilerek s�n�mlendirme sistemi ayarlanabilir. S�n�mleyici sistemi k�t� ayarlanm�� bir sismometrede, �ubuk denge noktas�na gelse bile bu noktada sabit kalamay�p ayn� y�nde ilerlemeyi s�rd�r�r. �ubu�un denge noktas�n� ge�me mesafesine "maksimum a�ma" denir. �yi ayarlanm�� s�n�mleme sisteminde maksimum a�ma, �ubu�un denge noktas�na kadar geldi�i mesafenin y�zde onunu ge�mez.