Düşük Maliyetli Yüksek Hassasiyetli Tasarım
Bu proje, Marmara bölgesinde beklenen büyük depremin (M7+) öncü anomalilerini tespit etmek amacıyla tasarlanan düşük maliyetli, yüksek hassasiyetli tiltmetre sistemini kapsamaktadır.
Büyük depremlerden saatler, günler veya haftalar önce çeşitli jeofizik parametrelerde anormal değişimler gözlemlenebilmektedir.
Tilt anomalisi, doğrudan kabuk deformasyonunun bir göstergesi olması nedeniyle en güvenilir öncü parametrelerden biri kabul edilmektedir.
| Deprem | Büyüklük | Öncü Süresi | Sonuç |
|---|---|---|---|
| 🇨🇳 Haicheng 1975 | M7.3 | Aylar | 150,000 kişi tahliye - Tarihin en başarılı tahmini! |
| 🇯🇵 Izu-Oshima 1978 | M7.0 | Haftalar | En iyi belgelenmiş Japon vakası |
| 🇯🇵 Tonankai 1944 | M8.2 | Günler | 2 metre asismik kayma tespit edildi |
| 🇯🇵 Hyuga-nada 2024 | M7.0 | Aylar | En güncel başarılı tespit - SSE Mw 6.0 |
| 🇹🇷 Tütüncü/Gönen | ML5.1 | 4 gün | 600 µrad anomali - Proje bölgesine yakın! |
Takemoto (1991) tarafından geliştirilen ampirik bağıntı, deprem büyüklüğü ile anomali tespit mesafesi arasındaki ilişkiyi tanımlar:
| Büyüklük | Maksimum Mesafe | Değerlendirme |
|---|---|---|
| M 5.0 | ~24 km | Yerel depremler için |
| M 6.0 | ~74 km | Orta mesafe |
| M 7.0 | ~230 km | ✓ Sındırgı (120 km) kapsam içinde! |
| M 7.5 | ~400 km | Geniş bölgesel kapsam |
Yerçekimi her zaman düşey olarak aşağı çeker. Zemin eğildiğinde, sarkaç sabit kalırken gövde hareket eder. Bu göreceli hareket LVDT sensör ile ölçülür.
LVDT (Linear Variable Differential Transformer), temassız konum ölçümü yapan analog bir sensördür. Sürtünme olmaması ve sonsuz çözünürlük sağlaması nedeniyle tercih edilmiştir.
250 tur, Ø0.2mm tel
15mm uzunluk
600 tur, Ø0.15mm tel
12mm uzunluk
600 tur, TERS sarım
(faz iptali için)
Dijital senkron demodülasyon tekniği kullanılmaktadır. ESP32 mikrodenetleyici 5 kHz PWM sinyali üretir, LVDT çıkışı 24-bit ADS1256 ADC ile örneklenir.
| Ortalama | Çözünürlük | Çıkış Frekansı |
|---|---|---|
| 100 örnek | ~25 nrad | 50 Hz |
| 1,000 örnek | ~8 nrad ✓ | 5 Hz |
| 10,000 örnek | ~2.5 nrad | 0.5 Hz |
Profesyonel kuyu içi kurulumlarına yakın performans
20 cm çelik kol, 20°C değişimde 160 µrad sahte sinyal üretebilir - hedefin 5 milyon katı!
5 cm yağış → 200-500 mas tilt değişimi
Trafik, rüzgar, mikrosismik gürültü
İlk 4-5 ay kuyu/zemin dengelenmesi
JMA + NIED: 50+ kuyu içi istasyon
Derinlik: 100-3000 m
Çözünürlük: 6 nrad
Hawaii: 12+ volkanik izleme
San Andreas: 200m kuyular
Çözünürlük: 5 nrad
Korint Körfezi: 41m uzun-baz
Fiber optik Fabry-Perot
Çözünürlük: 0.2 nrad (!)
120 km episantr mesafesi - sistem tamamlanacak
Doğrulama için kritik - öncelikli
Üçgenleme kapasitesi
Fay üzeri - gelecek aşama
= GERÇEK DEPREM ÖNCÜSÜ
= Lokal gürültü olabilir
Tek istasyon
~$200 için 2 istasyon ağı
Tek tiltmetre
$50,000+ için ağ
P: 250 tur, S1/S2: 600'er tur (ters) • 1-2 hafta
ESP32 + dijital demodülasyon kodu • 1-2 hafta
Laboratuvar ortamında doğrulama • 2-3 hafta
Termal izolasyon, damper, sensörler • 1-2 hafta
Trend analizi, sistem öğrenme • 6 ay
Aynı tasarım, doğrulama ağı • +2-3 ay
Mekanik kısım %80 hazır!
Sadece LVDT bobini ve elektronik kaldı 🎯
| Tip | Yatay Sarkaç + LVDT |
| Kol | 20 cm, 3 kg kütle |
| Mekanik kazanç | 44x |
| Hedef çözünürlük | 8-10 nrad |
| Elektronik | ESP32 + ADS1256 |
Marmara Bölgesi için düşük maliyetli,
profesyonel seviyede tiltmetre izleme ağı!