爆炸地震深部探测的模拟磁带记录系统

为了进行西藏高原地区的爆炸地震研究,研制了一套模拟磁带记录系统。每台仪器包括三个两周的拾震器（LS-1型）、三个相应的低噪声线性放大器（DDF-5型）、三个调制器、一台低频磁带记录器（DCJ-1型）、石英钟、对时器和收音机。仪器频率范围是2周-20周（对速度）,时间误差小于0.1秒。采用抖动补偿和频率滤波的办法,使系统的信噪比提高到50分贝。系统的幅度误差小于10％。经过野外实地观测和资料整理分析,证明其性能和指标能够满足地壳与上地幔爆炸地震研究的需要。通过模/数转换器,把模拟磁带转录成数字磁带,可以在电子计算机上进行各种数字处理。     

QJ通用数字回放仪

一、概述现代地震观测系统,已发展为数字观测系统。数字记录仪器越来越广泛地用于地震观测.近年来,我国陆续引进了 PDR-1、PDR-2、DP-200、DP-260/250等数字磁带记录仪及回放设备。我国的观测系统也出现了新的飞跃,由模拟观测系统发展为数字观测系统,使系统的记录动态范围由50dB 提高到100dB 以上。随着计算机科学技术的迅速发展,使资料高精度、高质量、高速度的数字处理方面都大大优于模拟系统。     

地震勘探仪器主要技术性能分析及改进探讨

通过对地震勘探仪器的主要技术性能的详细分析可以看出,无论是集中式数字地震仪还是24位Δ-∑A/D型遥测地震仪,都还记录不到大动态、高主频、宽频带的地震反射波,它们记录的中深层地震反射信号的瞬时动态范围均在60 dB左右.本文以水平层状介质的吸收衰减特性为依据,给出了智能程控型前置放大器和频谱均衡滤波器的数学模型.用智能程控型前置放大器补偿由于球面扩散所造成的振幅衰减;用频谱均衡滤波器补偿由于地层吸收所造成的振幅衰减.按此设计方案,研制真正具有大瞬时动态和高频提升功能的地震仪,对高分辨率地震勘探技术的进一步发展具有重要意义.     

高分辨率地震勘探智能程控型前置放大器的设计

根据大庆长垣北地区的地震参数(V0、β),建立视等厚层状吸收介质模型,选择200 Hz(主频)的雷克子波由浅至深计算地震反射波.计算结果表明,地层吸收衰减和球面扩散导致地震反射波振幅存在巨大差异,随深度增加振幅迅速衰减,地震仪记录信号的有效动态也迅速降低,但振幅的衰减主要发生在1.5 s前的中浅层.本文对地震仪采集站的前置放大器进行改进,设计一种智能程控型前置放大器,它的增益随深度自动增大,地层深度从0.5s~3.0 s,放大器的增益依次为0 dB、18 dB2、4 dB、30 dB3、6 dB和42dB,能够比较好地弥补地震反射波的振幅衰减.经该放大器放大以后,地震仪记录信号的有效动态均达到或超过110 dB,基本满足了高分辨率地震勘探对采集仪器记录动态的需要.     

基于MEMS传感器的速度型地震计技术研究

低功耗、微型化、芯片化、智能化、网络化、低成本高可靠以及全频带观测是地震传感器发展的方向,利用MEMS技术可以集成满足现代传感器要求的"芯片仪器",便于布设低成本、高密度的智能化现代传感器网络.本文提出了从MEMS加速度计经积分放大器获得速度地震计的技术方案,研究指出:1)为获得50Hz有效带宽内动态范围能达到电源电压的满摆幅输出,折合后级的放大倍数在内,积分放大器的积分时间常数只能是小于3.2ms;2)为克服积分器的漂移和噪声,提出了斩波多相积分技术;3)采用成品MEMS加速度计研制的速度型地震计,动态范围可达94dB,带宽在实测的100s～100Hz内响应平坦.提出了以MEMS加速度计的差分电容作为斩波多相积分器的斩波部件而研制高分辨率MEMS速度地震计的技术方案.     

如何自制晶体管挑选器

如何自制晶体管挑选器王希康（中国西藏８５００００拉萨地震台）目前，大多数地震台都采用晶体管放大器的地震观测仪器。这些仪器在使用过程中，常常会因放大器中的某些晶体管损坏而出现故障。以前，更换晶体管时往往用表选测晶体管参数，既费时又费力，常常影响仪器的使...     

分布式电磁法仪器系统设计及实现

本文介绍一种采用大功率稳流发射、低噪声测量、宽频带接收以及分布式同步等技术,自主研制的分布式多功能电磁法仪器系统.系统包括大功率电磁法发射机、分布式电磁法接收机、磁场传感器、整流源等设备.采用ARM芯片和FPGA芯片进行发射机的整机控制和信号整形发射,采用PC104工控机和FPGA芯片进行接收机的整机控制和信号处理.在人工场源模式下实现了可控源音频大地电磁法（CSAMT）、谱激电法（SIP）和时域激电法（TDIP）等测量功能;在天然场源模式下实现了大地电磁法（MT）、音频大地电磁法（AMT）的测量功能.发射机在满功率发射的情况下连续可靠运行时间大于12 h,接收机的动态范围大于120 dB,接收机可接收信号频率范围是0.001 Hz~32 kHz.通过典型矿区的野外实验和应用,表明本系统的性能总体上达到了国际先进水平.     

中国地震台网数字化改造的进展

介绍了九五期间（1996~2000年）中国地震台网数字化改造的进展和首都圈数字地震台网（1999~2001年）的建设情况，重点介绍了国家数字地震台网、区域数字地震台网和流动数字地震台网的台站分布、仪器配备和主要任务．      

DPSD技术在随钻电阻率测井中的应用

钻进时产生的强烈电磁干扰使传统的模拟相敏检波（APSD）方法无法准确获取随钻测井的电磁波信号。数字相敏检波（DPSD）利用高速浮点数字信号处理（DSP）和高速现场可编程门阵列（FPGA）芯片,分别处理所采集的测井信息的实部和虚部,改变了传统的计算方法,提高了运算速度和计算精度。采用可编程逻辑技术充分利用了测井信息,简化了控制逻辑,提高了时序控制精度和测量精度。讨论了新设计的数字相敏检波的原理、特点、电路实现以及实验数据分析。实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化随钻测井系统。     

中国地震测深考察组访美概况及美国几种数字磁带仪情况(访美观感综述之一)

作为访美观感综述之一,首先介绍了中国国家地震局地震测深考察组一行5人于1981年3月中旬至4月中旬访美概况,本文着重综述了美国可用于地震测深的几种数字磁带仪,并对这些仪器的主要指标、时间服务系统、工作环境等情况作了全面介绍,其中包括动态范围、触发启动方式和控制功能、磁带记录系统、折合到输入端噪音、仪器使用的环境温度、信号的回放处理、时钟精度和稳定性、时间的校准,拾震器的选配,以及数字记录仪的可靠性等方面。     

无人值守人工爆破观测记录仪

本文介绍一种无人值守人工爆破观测记录仪,采用编码数字钟控制,定时启动,脉宽调制盒式磁带记录,1980年12月在河南省初次试用,现已发展为8路记录,每路采样率为100样/秒,动态范围优于40分贝,等待功耗低于10毫瓦,总重量小于15公斤,适于野外现场操作。近年又在云南、四川等地使用,结果表明仪器性能良好,稳定可靠。     

HS1海底数字地震仪

HS1海底数字地震仪是为探测海洋地壳深部构造而研制的,由主机数字化测震系统及附属的投放和回收装置组成。经微机测试,主要性能指标为:输入端噪声电压0.1μV·rms;动态范围119dB;A/D和,D/A12位;通频带0.2-25Hz;线性优于1％;谐波失真<％;串音<-119dB;时间服务准确到0.01s;等待功耗1.1W;记录功耗3.3W。能同时输出模拟和数字信号,便于送微机预处理。本文着重介绍该机的组成和工作原理,并给出了海上实验获得的地震剖面图。     

M-1型数字地磁脉动观测系统<

DCM-1型数字地磁脉动观测系统,是为开展地磁测深及地磁脉动观测工作而研制的.该系统由高灵敏度磁通门磁力仪、多路数据采集器、盒式磁带记录与回放器,以及时间服务装置等部分组成.系统具有大动态、低噪声、高精度、低功耗,以及操作简单、使用方便等特点.系统可直接与计算机接口,也可直接回放进行模拟恢复.利用该系统进行了多次野外观测,取得了较好的野外观测资料,并显示出比进口的模拟系统能记录到较为丰富的信息[1].      

江苏东海深井观测地震波形及其信噪比研究

为了探索在高噪声干扰地区获取高信噪比地震信息的有效途径,本文分析了我国第一个超深井地震观测站江苏东海地壳活动国家野外科学观测研究站设置在地面与井下三个不同深度处的地震仪所记录的波形及其信噪比特征。结果显示:由于观测研究站周围强烈的噪声扰动,地面地震仪记录中无法识别M_L0.8地方震波形,而深井地震仪可清晰地记录到该小震波形,且深井地震仪可观测到较地面地震仪更多的零级或负震级地震;井下三组不同深度地震仪所记录波形的信噪比均远高于地面地震仪,且不同深度地震波形信噪比的平均值随仪器深度的增大而增加。井下1 559.5 m处的地震仪的波形平均信噪比为69.20 dB,2 545.5 m处的信噪比达到74.15 dB,均达到高保真波形的信噪比值,这说明1 500 m深处地震仪所观测到的波形可以有效地避免地面干扰,因此深井地震观测能够提供高信噪比的波形资料,为研究震源过程和场地效应等提供真实可靠的基础资料,这也预示着深井观测将促进深井地震学的研究与发展。      

海洋电磁低时钟漂移及自动增益采集技术研究

作为地震探测的有效补充,电磁法在海洋油气资源勘探中发挥着越来越重要的作用.本文针对海洋电磁法中极低时钟误差、大动态范围采集等要求,提出使用GPS和高精度原子钟解决低时钟漂移问题;采集电路中设计增益可调的放大电路,MCU通过对采集到的信号进行实时分析,实现增益动态调整,解决海洋电磁信号大动态范围采集问题;研制的海洋电磁信号数据记录单元每天时间误差小于0.3 ms、电场通道动态范围可以达到160 dB、磁场通道动态范围可以达到134 dB.通过在室内指标测试、室外试验,表明设计的数据记录单元能够稳定可靠工作.为证明数据纪录单元的有效性,将数据记录单元和国外商用MT仪器进行野外一致性对比实验,数据记录单元与商用仪器结果基本一致;在水深100 m海域进行了海底MT信号采集,得到了有效的结果.该研究为海洋电磁信号低时钟漂移、大动态范围采集提供了一种有效解决方案.     

泉州地震台数字地震仪的监测能力分析

为了解泉州台数字地震仪对全球地震的监测能力,利用目前各类仿真记录的震级计算公式及近年泉州台台基的地动噪声有效值,结合各区域震相识别经验等设定了可检测地震的首至P波震相振幅、S波和面波的最大振幅与台基地动噪声有效值的比值,并分别计算和分析了泉州台甚宽频带数字地震仪仿短周期(DD-1仪)记录的近震监测能力、仿中长周期(DK-1仪)记录的远震监测能力及仿长周期(763仪)记录的远震和极远震监测能力。结果表明在100 km、1 000 km、130°和全球范围内,一般可分别可监测到ML1.5级、ML3.7级、MS6.1级和MS7 6.1级的地震。有关研究结果对寻求提高泉州台测震观测质量的技术途径等方面具有实际的意义。     

An intelligent digital magnetic recording system (DIMARS)

The system consists of three magnetic variometers with electrical output signals for theH, D, andZ components, a proton magnetometer for the total field, a data acquisition system, two cassette recorders, an analogue chart recorder, a calendar clock, and a telex. The analogue and digital input data are sampled at 10 sec intervals, averaged over a minute, and recorded on a magnetic tape cassette. The computed hourly and daily mean values and the daily minimum and maximum values are recorded together with the occurrence times on a second cassette, at the operator's request. Rapid run recording of the 10 sec values of each measured component is initiated automatically during magnetic storms.DIMARS incorporates several test functions as ROM test, A/D converter test, recorder test, telexline test and checking the memory content. The test functions can be activated by the equipment keyboard, or via the telex. The telex can also be operated as an output printer.     

首都圈数字地震台网对微弱爆破信号的检测能力

利用首都圈数字地震台网接收人工地震信号,进行地下结构研究具有重要意义.但人工震源释放的能量小,激发的地震波以短周期为主,因此本文较全面地研究了地震台网对短周期微弱信号（1～20 Hz）的检测能力：(1) 分析了台网的背景噪声,结果表明基岩台址的地震台噪声比沉积盖层台址的地震台噪声低约13 dB,这相当于近1个震级的检测阈值;夜间的噪声比白天低约5 dB;噪声有逐年增高的趋势,2006年比2001年噪声提高约4 dB.(2 )分析了在台网内进行的药量为25 kg的陆地井下爆破实验,一次爆破相当于0.69级（M_L）的天然地震,有18个地震台可辨认爆炸产生的Pg、Pm或Pc波;离爆破点218 km的基岩台,仍可以接收到振幅只有1.6 nm 的Pm波,这个结果可为地震勘探实际工作提供参考.(3) 研究了台网外核爆试验的信号特征,2006年发生在朝鲜的地下核试验是一次检验台网检测微弱信号能力的好机会.波形记录经1～5Hz滤波后,台网中噪声小的18个基岩台可以清晰辨认核爆破产生的P波或Lg波,P波平均振幅为16 nm,计算的平均震级为m_b4.3,和NEIC给出的震级相同;分析还表明背景噪声是影响台站信号检测能力的主要因素之一.     

地震数据采集器后级滤波器的设计

以ADS1281为例,介绍新一代地震数据采集器后级滤波器设计。该后级滤波器包括变抽样率的梳状滤波器、有限脉冲响应(FIR1)4抽1滤波器和有限脉冲响应(FIR2)2抽1滤波器。其中,FIR1 4抽1滤波器和FIR2 2抽1又分为最小相位、线性相位和瞬态3种滤波器,文中使用设计的最小相位滤波抽取器对仿真的正弦波进行滤波验证,结果表明,通带波动和阻带衰减满足中国数字测震台网技术规程的要求。