瑞士STS—IV/IH宽频带反馈地震计系统

一、引言STS-IV/IH 地震计是用于宽频带和长周期记录的一种高灵敏度并可遥控的地震传感器。它其有动态范围宽和传递函数稳定的特点,特别是对于地震的数字化记录有其显著的使用价值。仪器的基本传递函数与固有周期为20秒、临界阻尼为0.707的普通长周期地震计的传递函数相同。该仪器可提供两道独立的输出。选择各种放大器、滤波器和记录器与传感器相组合可得到一个由使用者所确定的记录系统。     

地震计自噪声的研究

仪器的固有噪声水平是地震计的关键技术指标。 如何降低仪器的自噪声是地震计设计中需要解决的重要问题。 本文分析了产生地震计自噪声的两个主要噪声源: 布朗热噪声和电子噪声(1/f噪声), 以及它们对地震计传递函数的影响。 分析了三种地震计所记录的地震台台基噪声, 并且通过试验来检验仪器噪声对地震计观测数据的影响。     

FBS-3A型反馈式宽频带地震计电流标定方法研究

随着时间的推移和环境条件的缓慢变化，地震计各部件的性能参数会有所改变，及时了解这种变化并加以控制和调整，有助于提高地震计输出结果的可信度．所以，一台地震计无论在交付使用前，还是在使用过程中，都需要进行标定．目前，比较常用的标定方法有方波电流标定和正弦电流标定．本文从系统分析的角度出发，在分析得到地震计传递函数的基础上，将方波电流标定和正弦电流标定过程进行理论抽象，进而在复频域对两种电流标定过程进行仿真推导；并在此基础上，讨论了方波电流标定输出曲线与地震计固有参数之间以及正弦电流标定的稳态输出与标定电流之间的关系，并且论述了两组特定频率正弦电流的标定输出之间的关系．最后，作为理论分析在实践中的具体应用，给出了两种电流标定过程在实际工作中的应用方法．本文旨在阐明两种常用的电流标定方法的物理意义，对地震计的调试及应用有积极的参考作用．      

精确测定地震计传递函数

提出联合阶跃标定与带精确电流测量的正弦波标定来确定地震计传递函数的方法。首先,使用阶跃标定确定地震计等效机械摆的自振周期和阻尼,得到地震计低频特性。随后,使用正弦波标定并引入电流测试技术,测定地震计全频段频率响应,幅频响应更加准确,同时可获得相频响应。最后,构建与地震计传递函数特征一致的结构来描述传递函数,采用最优化方法拟合求取地震计传递函数。该方法具有原理清楚、操作简单、易于实现、结果精确等优点,特别适用于地震计用户测试、地震计传递特性与厂方参数及各地震计间一致性和长期稳定性的验证,结果符合反馈型地震计传递函数特点。     

精确测定地震计传递函数

提出联合阶跃标定与带精确电流测量的正弦波标定来确定地震计传递函数的方法。首先,使用阶跃标定确定地震计等效机械摆的自振周期和阻尼,得到地震计低频特性。随后,使用正弦波标定并引入电流测试技术,测定地震计全频段频率响应,幅频响应更加准确,同时可获得相频响应。最后,构建与地震计传递函数特征一致的结构来描述传递函数,采用最优化方法拟合求取地震计传递函数。该方法具有原理清楚、操作简单、易于实现、结果精确等优点,特别适用于地震计用户测试、地震计传递特性与厂方参数及各地震计间一致性和长期稳定性的验证,结果符合反馈型地震计传递函数特点。     

JCZ—1甚宽频带观测初探

即将应用于国家数字地震台网的ＪＣＺ－１甚宽频带地震计。具有从２０Ｈｚ于直流的宽频带平坦响应，是起初记录地面运动的高性能仪器。本文介绍它的地震数据记录系统、传递函数，并就几个典型震例介绍了甚宽频带记录特征和某些数据预处理的方法。     

CMG-3ESPC宽频带地震计稳态标定和传递函数构建

介绍了利用稳态正弦标定测定CMG-3ESPC宽频带地震计幅频特性的方法,换算仪器零、极点参数,重新计算了传递函数归一化因子并对测震系统的幅频特性进行了验证。     

高斯牛顿迭代法在地震计传递函数计算中的应用

介绍了利用地震计对阶跃电流标定或稳态正弦电流标定的响应波形获取地震计传递函数的方法。对阶跃标定电流的响应波形进行傅立叶变换(FFT)和扣除阶跃信号频谱的运算获得地震计的幅频特性;从稳态正弦标定电流的响应波形可直接提取幅频特性,然后用高斯牛顿迭代法拟合出地震计传递函数的各个系数。该方法的最大优点是只需要已知幅频特性或其有限离散点的数值就可以拟合出地震计的传递函数,较目前常用的需要同时已知幅频和相频特性的拟合方法更为方便和实用。     

数字地震仪频响特性与地动噪声功率谱计算

地震仪系统是一种稳定的线性动力系统,其特性可由系统的幅频特性和相频特性来描述。本文结合工作实例,分析地震仪系统的一般特性及BBVS-60和CMG-3ESP地震计传递函数的特点,给出数据计算过程中的数学解释,借助Matlab出色的计算功能,绘制地震计幅频特性曲线,并得出地动噪声功率谱值,为分析地震计频响特性、地震台站勘选噪声水平测试提供参考。     

伪随机信号标定DD-1地震计

DD-1地震仪是我国台站目前使用广泛的短周期地震记录仪器,地震计是地震仪器系统中重要的拾取地面震动的传感器。因此能迅速有效、而且是作为“不脱机的”标定地震计,在实践上和理论研究上都是很有意义的。本文通过一个实地试验,扼要地说明使用二元伪随机信号能很好地标定在20Hz范围内、频率分辨率达0.1Hz的DD-1-08~＃地震计的幅频特性和相频特性试验过程和结果。     

Transfer function of FBS-3A feedback broadband seismometer

IntroductionFBS-3A feedback broadband seismometer is a sensor suitable for digital telemetered seismic network observation, which was developed in a key project among the (Eighth Five-Year Plan( to meet the demand for the development of earthquake and premonitor digital observation experiment system (ZHAO, et al, 1997; ZHUANG, 1995).FBS-3A is quite different from conventional mechanical seismometers because electronic feedback technology is applied to it, as a result the measurement ba…     

On the calibration of feedback broadband seismometer FBS-3A with current signal

IntroductionWith the time passing by and the environment changing, the characteristics of the components in a seismometer may change a little to some extent because of some certain reasons. Therefore the reliability of a sensor(s output may lower the reliability and a wrong result may also be produced if these changes are not realized and controlled or adjusted in time. Hence, the seismometers must be calibrated either before leaving factory or in use, so as to check the parameters and the cha…     

江苏省测震台网井下地震计方位角检测

为获取江苏省测震台网井下地震计精确方位角,架设地面参考地震计,将其精确指北,并与井下地震计检测结果进行对比,利用相关分析法计算22个深井台站精度较高的方位角。研究结果表明,受多因素制约,井下地震计检测结果普遍偏差较大,部分台站水平向分量几乎反向,如提井,需重新进行方位角检测;地面与井下地震计同频带有利于提高相关性,从而获取高精度检测结果;利用不同频带地震计进行井下地震计方位角检测时,对较宽频带地震计进行仿真处理尤为重要;溧阳2台站新建井下地震计检测结果表明相关分析法可应用于井下地震计方位角检测;尽可能选择台基噪声功率谱密度曲线具有明显波峰频段作为滤波频段,有利于提高地面与井下地震计观测数据相关性,提高方位角检测精度。     

JCZ-1T超宽频带地震计LP垂直通道记录的固体潮特征

JCZ-1T超宽频带地震计具有全频带覆盖特性,其低频端输出延伸到固体潮汐,利用地震计LP通道的垂直分向观测数据,经过处理获得有关的固体潮资料,通过对记录信号的频谱分析对其有了初步的认知。JCZ-1T超宽频地震计LP加速度垂直通道记录的观测信号以固体潮汐信息为主,用该仪器观测可以获取与地震相关的综合观测数据,分析JCZ-1T记录波形叠加的的固体潮信息有着重要的实际意义,通过对资料处理运用,可以与传统前兆仪器结合观测,拓展其研究应用领域,更好的服务于地震科学研究。     

速度传感反馈地震计的参数稳定性分析

从理论上定量分析机械摆和环路滤波等开环诸参数变化对速度传感反馈地震计闭环参数的影响.研究指出,在环路设计中可半自由选取的开环阻尼取值对参数稳定性有重要影响.过大或过小的开环阻尼取值均可能造成参数稳定性急剧变差,影响地震计在只标不调的状况下长期连续稳定工作.     

基于阶跃响应在时域解析测定地震计参数

提出基于阶跃响应在时域解析测定地震计参数的方法，并对合理确定响应的时间零点提供了一种方法。对JC-V100 3D型便携式短周期地震计及与其配套的EDAS-3M型16位地震数据采集记录仪组成的系统进行了测试。结果表明：对JC-V1003D短周期地震计的传递函数进行测试是可行的，对地震计的阻尼系数Dc和自振周期Tc的测试结果是令人满意的。     

地震台站标准化中地震计防震加固装置试验分析

本文根据地震观测台站标准化对地震计等专业设备开展防震加固的要求, 对地震传感器加装防震装置后开展振动台测试与台站观测数据一致性分析。 振动台测试结果表明在振动台面出现PGA大于103.2 cm·s^-2时, 地震计出现了明显位移现象, 因此, 建议地处场地烈度大于Ⅶ度区台站地震计须加装防震装置; 我们采用平方相干方式对台站观测数据进行一致性分析, 通过频域与时域对近震和远震记录进行对比, 发现加装防震装置与未加防震装置地震计系统一致性无明显差异。     

“RSFS”反馈式短周期地震计的改进试验

回顾了“RSFS”反馈式短周期地震计前期研究和设计,通过分析电子反馈网络存在的问题,提出了新的解决方案。新方案采用深度阻尼反馈环电路,减少需要精确选配的阻容元件,具有精简装配调试工序和节约工时的优点;新方案对地震计机械部分参数精度一致性要求降低,提高了部件互换性。新方案对地震计的动态范围、幅频特性在整个观测频带内保持平直,参数一致性带来益处,并可以降低地震计的制作成本。