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.     

澳大利亚的地震观测设施

常用的地震传感器有两种,即灵敏的地震计和强运动加速计。它们的名字来自于用于检测运动的传感器、测量速度或位移的地震计和测量加速度的加速度计。     

用微机做单台地震报告

为提高常规测震台站的地震月报数据的精度与交换速度,减轻提供与使用报告的工作量和提高工作效率,我们根据国家地震局地球物理研究所九室提出的全国地震台站地震报告交换统一格式(见《台站通信》第52期),编制了一套用微机对“地震报告编辑、打印及存储与磁盘数据交换”程序,简称DBJ程序。用微机对台站地震月报进行数据录入、编辑、磁盘存贮、     

MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测中的性能对比测试

为开展MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测应用中的性能对比测试,选取4种不同类型MEMS型加速度传感器与G1B型力平衡式加速度传感器,将其安装在地王大厦相同测点,对MEMS型、G1B型加速度传感器记录的结构环境振动数据进行时程、频谱和模态频率对比分析,并对其记录的结构地震响应进行时域及频域对比。研究结果表明,不同类型MEMS型加速度传感器仪器噪声均大于G1B型加速度传感器,其中MEMS-I型加速度传感器噪声水平相对较小,与G1B型加速度传感器模态频率识别结果及地震响应监测数据吻合较好,验证了MEMS-I型加速度传感器可较准确地记录到结构强振动响应,适用于超高层建筑日常结构振动监测。     

TDT-25型地温传感器的设计

介绍了专用于地震前兆观测的TDT—25型地温传感器的设计原理及其各个功能模块的工作原理。文章还给出了该地温传感器的测试结果和应用图例，证明该传感器完全满足地震前兆观测的需要。     

地震模拟振动台微机迭代控制

本文系统地介绍了利用微型计算机对地震模拟振动台进行数字控制的工作原理和实施过程,并通过试验数据和图形对一个单向1.5吨出力的电液振动台的数控结果进行了分析和比较。结果表明,利用微机和数字迭代控制方法,可以满意地实现对电液振动台输出波形的控制。如果微机的容量和速度能进一步改善,数控的精度和速度则可进一步提高。     

地震勘探中加速度信号转化为速度信号的分析及应用

陆上地震勘探中多采用速度型检波器接收,随着单点高密度地震勘探的开展,加速度型检波器也被日趋广泛的应用.这两种检波器接收的地震信号具有不同的响应特征,在地震勘探中经常会遇到这样的情况:两个相邻区块分别应用速度型检波器和加速度型检波器接收,需要将这两个区块的地震资料进行连片处理,两类检波器接收资料如何处理拼接?本文在理论上分析了加速度检波器测量的加速度信号和速度检波器测量的速度信号之间的数学关系;并通过数值数据模拟分析、实际的地震数据资料分析证明了加速度信号通过积分计算以及去除积分误差后转化为速度信号的可行性和正确性,并进行了相应的对比和验证.在不同类型检波器接收地震资料的拼接处理过程中应用这种转换方法进行资料处理,得到一致性很好的地震剖面.     

光纤传感器在水文地球化学地震前兆观测中的应用及其前景

地震科学面临步入中年的考验，观测技术的革新和进步可能是地震科学焕发青春的途径之一。光纤传感器具有本质安全，电绝缘性好、便于连网、易于实现远程和在线测量等一系列优点。光纤传感器完全可以解决目前地震水文地球化学数字化观测和活断层监测中的诸多不足，它能够提供更加准确和可靠的数据。光纤的应用，使得远程和地下深部测量成为可能，并且多个测项可以复用同一条光纤。光纤传感器在地震前兆观测中具有广泛的应用前景。     

地震-电成像联合探测试验——以淄博市活断层探测为例

在城市浅部活断层探测中,地震和电成像是2种主要的地球物理勘探手段。它们既可独立开展工作,也可在地质构造复杂地段进行联合探测,以更合理地解释探测区域的地质构造。文中利用电阻率和地震纵波速度之间的简单关系,进行了地震-电成像联合反演的初步探索。结果表明,通过参考电成像图像的电阻率分布,可获得合理的准二维地震波叠加速度模型,最终获得探测区域合理的地震时/深剖面,深化对地质构造的认识和提供合理的解释     

地震电磁信息的偶电体模型

本文将产生地震电磁信息的源归结为依时而变的偶电体。将偶电体激发的场视为由遵从不同规律的三类场型即准静场、感应场、辐射场迭加而成。进而讨论了同一台站不同频段观测到的地震电磁信息,可能属于不同的场型,从而为理论上分别计算这三类场型提供了依据。     

转换波四参数速度分析方法在k71地区的应用

3-D converted-wave data were acquired using digital MEMS （micro-electromechanical system） three component （3C） sensors in the alternating sand and shale sequence in the overburden of the Shengli Ken-71 area. This gives rise to serious non-hyperbolic moveout effects in the converted-wave data due to both the asymmetrical ray path and anisotropic effects. Conventional velocity analysis and moveout correction based on isotropic methods do not flatten reflections events. Here, we use a four-parameter theory to evaluate these effects and process the data. These four parameters include the PS converted wave stacking velocity （Vc2）, the vertical velocity ratio （Y0）, the effective velocity ratio （Yeff）, and the anisotropy parameter （xoff）, The method utilizes the moveout information at different offsets to estimate the different parameters and ensures that the events are properly aligned for stacking, As a result, this four-parameter theory leads to an improvement in imaging quality and correlation between the P-waves and converted-waves.     

基于互联网的强震仪监测网络系统的设计与实现

密集布设的MEMS强震仪台网获取的准实时强震观测数据,可以为震后灾情快速判断和平时地震学基础研究提供科学依据。本文阐述了利用3G/4G无线通信和L2TP（Layer Two Tunneling Protocol,第二层通道协议）VPN（Virtual Private Network,虚拟专用网络）技术,基于互联网组建MEMS（Micro Electromechanical System,微机电系统）强震仪监测网络的主要步骤和实现过程,实现了MEMS数据的实时传输。提供了一种简单的组网模式,为建立灵活、实用、覆盖面广,并具有一定安全性的密集监测网络提供参考。     

基于无线网络的构筑物强震监测仪器设计

设计了基于MEMS加速度传感器和无线网络传输的构筑物强震监测仪器,仪器由MEMS传感器、数据采集器、无线网络传输模块及存储模块组成.该强震监测仪器具有体积小、质量轻、功耗低、价格低的优点.测试证明,其性能可以满足强震观测的需要.     

强震动观测仪器面临的机遇和挑战

本文介绍了国内外强震仪、力平衡加速度计、烈度计、MEMS加速度仪等强震动观测仪器的发展历史与现状,概述了强震动记录中典型异常波形产生的原因和力平衡加速度计的仪器响应误差及校正,建议了解决强震仪器缺陷的措施,分析了强震仪在强震动观测发展中面临的机遇和挑战。研究结果如下:① 进行强震动记录异常波形的研究是有针对性改进现有强震仪存在问题的很好途径;② 早期数字强震仪（力平衡加速度计频带范围0至30Hz）获取的强震动记录应进行仪器校正;③ 应跟踪强震动观测新方法和相关领域新技术,发展MEMS加速度仪和光纤加速度仪等新型仪器。     

基于离散时间反馈的闭环MEMS加速度计研究

MEMS加速度计的噪声和线性指标是地震监测应用领域的关键问题,采用闭环力反馈是提高这些性能的有效途径。然而,由于对质量块不需要额外的电极来施加电静力,并且其残余位移会给闭环传递函数带来显著的非线性,从而影响该方法的有效性。因此,本文提出一种基于离散时间反馈的闭环MEMS加速度计,分时完成电容变化检测及静电力反馈,最大程度的减小了反馈信号对检测信号的馈通及耦合。利用开关电容电路中的相关双采样电路噪声消除技术,及电路参数噪声优化,可实现噪声谱密度小于0.5μg/Hz^1/2的微加速度计。     

手机端地震预警研究进展与展望

传统地震预警方法通过在地震频发区域部署高密度地震监测台网,进而构建区域地震预警系统。但此方法所需投资较高,同时还需要政府和不同行业间的密切合作,使得大部分位于地震频发区域的国家和地区无力支撑地震预警系统的建设与运维。随着微机电系统技术的发展以及智能手机的普及,地震预警技术出现了新的研究方向,利用智能手机开展地震预警具有巨大的发展潜力。迄今为止,国内外已研发完成多款诸如MyShake、i-jishin之类的手机端APP地震预警软件。本文详细描述了利用手机端内嵌MEMS芯片开展地震预警的研究进展,较为系统地总结了在手机端进行地震预警时所涉及的处理流程以及相关算法。     

构筑物强震监测无线网络系统设计

以MEMS构筑物强震监测仪器为节点,采用XMesh自组网路由协议,构造了构筑物的强震监测无线网络系统,实现了构筑物强震监测无线组网。设计了无线网络远程监控界面,实现了无、线网络的远程实时监控。测试了点到点时无线网络性能,试验结果表明,在≤50Hz采样率时能实现可靠的实时监测。     

数字地震仪的发展历史及展望

地震仪经历了光点，模拟和数字的变化，数字地震仪本身由16位发展到24位，其附属设备（电缆，检波器）也是到了不同程度的发展。近年来，I／O等公司利用MEMS技术研制了新型地震检波器，这一新的发展对于地震采集尤其是多分量采集带来重要影响。     

准实时地震灾情综合评估系统的研发

震后如何快速获取灾区震情信息、准确评估地震灾情,是震后应急救援的关键问题。本研究从县市地震灾害应急救援需求出发,开发了准实时地震灾情综合评估系统,基于MEMS强震台网的强震观测数据、县域承灾体基础数据和手机终端获取的震后地震现场实时灾情信息,综合采用承灾体地震易损性分析方法和灾情动态修正算法,实现了县市地震灾区灾情准实时评估,为灾区地震应急指挥、救援和辅助决策提供科学依据。