地震仪的发展历史及现状综述_陈瑛
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发 展 到 第 四 、第 五 代 的 遥 测 的 磁 带 记 录 改 为 直 接 送 入 计算机进行数据采 集 和 处 理，可 以 由 多 个 采 集 站 构 成一个采集网络，通 过 地 面 主 控 计 算 机 实 施 远 程 控 制 采 集 ．由 于 数 据 的 传 输 全 都 为 数 字 量 ，增 强 了 抗 干 扰的能力．至第五代 摒 弃 了 瞬 时 浮 点 放 大 器 而 采 用 Δ－Σ 技术的２４位 Ａ／Ｄ 直接将模拟信号转换成数据 信 号 ，在 理 论 上 将 地 震 仪 的 动 态 范 围 从 原 先 的７０ｄＢ 提升至 １２０ｄＢ 以 上，极 大 地 提 升 了 地 震 仪 的 性 能． 尽管在实际应用中，其 有 效 动 态 范 围 受 各 种 因 素 的 影响还远远小于理 论 值，因 此 有 一 些 研 究 人 员 也 提 出了程控放大 器 来 使 ２４ 位 Ａ／Ｄ 的 效 用 最 大 化 ， ［３］ 以 提 高 有 效 动 态 范 围 ．并 且 ，随 着 计 算 机 技 术 的 突 飞 猛进，到这一代的地 震 仪 主 控 机 的 数 据 处 理 能 力 和 采 集 规 模 较 上 一 代 已 经 提 高 了 许 多 ．另 外 ，在 数 据 传 输方式上也不再局 限 于 有 线，许 多 产 品 已 经 开 始 向 无线传输过渡，极大 地 简 化 了 仪 器 的 安 装 设 备 和 系 统布局，为 大 规 模、大 范 围 地 震 数 据 采 集 提 供 了 可 能性．
０ 引 言
地震仪作为地球物理研究中的一种监测工具， 其地位和作用随着地球物理科学的影响日益加深而
变得越发重要，在工 程 应 用 中 对 其 性 能 的 要 求 也 不 断 提 高 ．地 球 科 学 发 展 的 基 础 是 观 测 ．现 代 地 球 物 理 观测要求仪 器 设 备 能 够 现 代 化、数 字 化、定 量 化 ． ［１］ 并 且 ，随 着 科 学 技 术 的 不 断 民 用 化 ，地 震 仪 也 不 仅 仅
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓ
ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ， ＳＯＮＧ Ｊｕｎ－ｌｅｉ＊
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
第２８卷 第３期 ２０１３ 年 ６ 月 （页 码 ：１３１１－１３１９）
地 球 物 理 学 进 展
ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＩＮ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．，２０１３
陈 瑛 ，宋 俊 磊 ．地 震 仪 的 发 展 历 史 及 现 状 综 述 ．地 球 物 理 学 进 展 ，２０１３，２８（３）：１３１１－１３１９，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１３０３２４． ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ，ＳＯＮＧ Ｊｕｎ－ｌｅｉ．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｇｅｏｐｈｙｓ． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０１３，２８（３）：１３１１－１３１９，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１３０３２４．
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｋｅｙ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ａｃｑｕｉｒｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｉｇｎａｌｓ ｓｏ ｔｈａｔ ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｉｌｌ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒ，ｉｔ ｉｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｏｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄａｔａ ｔｏ ｍａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｅｉｓｍｏｍｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｓｉｎｃｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｉｓｍｏｍｅｔｅｒ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ａｎｄ ｓｈｏｗｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｂｙ ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｗｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅｉｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｕｓｅ ａｃｔｕａｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｕｐｐｏｓｅｄ ｔｏ ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ ｔｈａｔ ｗｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ．Ｌａｓｅｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉｎｏｉｓｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｈｅｎｃｅ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ ｗｉｔｈ ｌａｓｅｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｌｌ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ，ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｌａｓｅｒ ｄｏｐｐｌｅｒ
２８ 卷
局限于地学勘探和 研 究，更 多 的 地 震 仪 被 运 用 于 油 气 田 勘 探 、工 程 勘 察 和 监 测 、测 井 系 统 以 及 矿 井 安 全 等领域．
作为 野 外 地 震 数 据 采 集 的 关 键 仪 器，地 震 仪 所 采集的数据是后续科学研究和分析的最主要依据， 所 以 ，其 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 到 数 据 的 准 确 程 度 ．其 次，由于不同厂家生 产 的 仪 器 具 有 不 同 的 性 能 和 应 用范围，是否选用到 合 适 的 仪 器 也 就 影 响 到 实 验 结 果 的 可 靠 性 ．因 此 ，本 文 就 当 前 国 内 外 地 震 仪 的 发 展 历程和现状进行概 述，对 目 前 市 场 上 的 主 流 地 震 仪 的 性 能 进 行 对 比 和 总 结 ，为 工 程 应 用 提 供 参 考 ．
地震仪的发展历史及现状综述
陈 瑛 ， 宋 俊 磊 ＊
（中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，武汉 ４３００７４）
摘 要 地震仪是地震监测中最关键的仪器，负责对 地 震 信 息 进 行 采 集 和 记 录，其 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 监 测 结 果 的可靠与否．因此，了解不同原理地震仪的性能和适 用 环 境，对 于 地 震 数 据 采 集 和 分 析 工 作 都 有 重 要 意 义．本 文 从 不同类型地震仪的原理出发，简要概括了其优缺点，以及当前的研究进展和使用 现 状，以 便 为 相 关 科 学 研 究 和 工 程 应 用 提 供 参 考 ．此 外 ，本 文 还 简 要 介 绍 了 目 前 本 课 题 组 正 在 研 究 的 一 款 激 光 多 普 勒 地 震 仪 的 设 计 原 理 ． 关 键 词 地 震 仪 ，现 状 ，激 光 多 普 勒 ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１３０３２４ 中 图 分 类 号 Ｐ６３１ 文 献 标 识 码 Ａ
２０世纪４０～５０ 年 代 广 泛 使 用 的 ５１ 型 仪 器 便 是模拟光点记录地 震 仪 的 典 型 代 表，其 采 用 光 点 记 录的方式在照相纸上每道记录一个反射地震信号． 但是这种仪器的局 限 性 也 十 分 明 显，对 于 较 弱 的 地 震波难以记录和 读 出，动 态 范 围 小，频 带 窄，记 录 道 数少，难以 克 服 噪 声 的 干 扰，且 不 能 做 多 次 覆 盖 勘 探 ．尽 管 如 此 ，光 点 地 震 仪 还 是 在 当 时 油 气 田 勘 探 上 发挥了很大的作用．
收 稿 日 期 ２０１２－０７－１２； 修 回 日 期 ２０１２－１０－１０． 投 稿 网 址 ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ 基金项目 中 国 地 质 大 学 （武 汉 ）中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 优 秀 青 年 教 师 基 金 项 目 （ＣＵＧＬ１００２２２）和 特 色 学 科 团 队 项 目
（ＣＵＧ１２０１１９）；湖 北 省 自 然 科 学 基 金 项 目 （２０１２ＦＦＢ６４１２）；国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （５１１７７１５１）资 助 ． 作者简介 陈瑛，女，１９８８年生，江苏常州人，中国地质大学（武汉）在读硕士研究生，主要从事激光多普勒地震仪的研究和相关软、硬件的 开
发 ．（Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎ－ｙｉｎｇ０５２０＠１６３．ｃｏｍ） ＊ 通 讯 作 者 宋 俊 磊 ，男 ，硕 士 生 导 师 ，主 要 从 事 激 光 测 量 技 术 、精 密 仪 器 等 相 关 研 究 工 作 ．（Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｕｎｌｅｉｓｏｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ）
１３１２
地 球 物 理 学 进 展 ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ
其后，为 了 解 决 光 点 记 录 的 不 可 重 复 利 用 的 缺 陷而发明的磁带记录仪在一定程度上改善了上一代 地震仪的性能，增大 了 动 态 范 围 和 加 宽 了 记 录 频 带 带宽，利用磁带为记 录 介 质 实 现 了 可 重 复 利 用 和 回 放 的 功 能 ，尽 管 电 路 已 经 由 电 子 管 改 为 晶 体 管 构 成 ， 但是由于没有对电 路 进 行 实 质 性 改 善，其 性 能 依 旧 没有得到很大提高．
０ 引 言
地震仪作为地球物理研究中的一种监测工具， 其地位和作用随着地球物理科学的影响日益加深而
变得越发重要，在工 程 应 用 中 对 其 性 能 的 要 求 也 不 断 提 高 ．地 球 科 学 发 展 的 基 础 是 观 测 ．现 代 地 球 物 理 观测要求仪 器 设 备 能 够 现 代 化、数 字 化、定 量 化 ． ［１］ 并 且 ，随 着 科 学 技 术 的 不 断 民 用 化 ，地 震 仪 也 不 仅 仅
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓ
ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ， ＳＯＮＧ Ｊｕｎ－ｌｅｉ＊
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
第２８卷 第３期 ２０１３ 年 ６ 月 （页 码 ：１３１１－１３１９）
地 球 物 理 学 进 展
ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＩＮ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．，２０１３
陈 瑛 ，宋 俊 磊 ．地 震 仪 的 发 展 历 史 及 现 状 综 述 ．地 球 物 理 学 进 展 ，２０１３，２８（３）：１３１１－１３１９，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１３０３２４． ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ，ＳＯＮＧ Ｊｕｎ－ｌｅｉ．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｇｅｏｐｈｙｓ． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０１３，２８（３）：１３１１－１３１９，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１３０３２４．
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｋｅｙ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ａｃｑｕｉｒｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｉｇｎａｌｓ ｓｏ ｔｈａｔ ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｉｌｌ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒ，ｉｔ ｉｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｏｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄａｔａ ｔｏ ｍａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｅｉｓｍｏｍｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｓｉｎｃｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｉｓｍｏｍｅｔｅｒ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ａｎｄ ｓｈｏｗｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｂｙ ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｗｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅｉｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｕｓｅ ａｃｔｕａｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｕｐｐｏｓｅｄ ｔｏ ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ ｔｈａｔ ｗｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ．Ｌａｓｅｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉｎｏｉｓｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｈｅｎｃｅ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ ｗｉｔｈ ｌａｓｅｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｌｌ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｐｈ，ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｌａｓｅｒ ｄｏｐｐｌｅｒ
２８ 卷
局限于地学勘探和 研 究，更 多 的 地 震 仪 被 运 用 于 油 气 田 勘 探 、工 程 勘 察 和 监 测 、测 井 系 统 以 及 矿 井 安 全 等领域．
作为 野 外 地 震 数 据 采 集 的 关 键 仪 器，地 震 仪 所 采集的数据是后续科学研究和分析的最主要依据， 所 以 ，其 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 到 数 据 的 准 确 程 度 ．其 次，由于不同厂家生 产 的 仪 器 具 有 不 同 的 性 能 和 应 用范围，是否选用到 合 适 的 仪 器 也 就 影 响 到 实 验 结 果 的 可 靠 性 ．因 此 ，本 文 就 当 前 国 内 外 地 震 仪 的 发 展 历程和现状进行概 述，对 目 前 市 场 上 的 主 流 地 震 仪 的 性 能 进 行 对 比 和 总 结 ，为 工 程 应 用 提 供 参 考 ．
地震仪的发展历史及现状综述
陈 瑛 ， 宋 俊 磊 ＊
（中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，武汉 ４３００７４）
摘 要 地震仪是地震监测中最关键的仪器，负责对 地 震 信 息 进 行 采 集 和 记 录，其 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 监 测 结 果 的可靠与否．因此，了解不同原理地震仪的性能和适 用 环 境，对 于 地 震 数 据 采 集 和 分 析 工 作 都 有 重 要 意 义．本 文 从 不同类型地震仪的原理出发，简要概括了其优缺点，以及当前的研究进展和使用 现 状，以 便 为 相 关 科 学 研 究 和 工 程 应 用 提 供 参 考 ．此 外 ，本 文 还 简 要 介 绍 了 目 前 本 课 题 组 正 在 研 究 的 一 款 激 光 多 普 勒 地 震 仪 的 设 计 原 理 ． 关 键 词 地 震 仪 ，现 状 ，激 光 多 普 勒 ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１３０３２４ 中 图 分 类 号 Ｐ６３１ 文 献 标 识 码 Ａ
２０世纪４０～５０ 年 代 广 泛 使 用 的 ５１ 型 仪 器 便 是模拟光点记录地 震 仪 的 典 型 代 表，其 采 用 光 点 记 录的方式在照相纸上每道记录一个反射地震信号． 但是这种仪器的局 限 性 也 十 分 明 显，对 于 较 弱 的 地 震波难以记录和 读 出，动 态 范 围 小，频 带 窄，记 录 道 数少，难以 克 服 噪 声 的 干 扰，且 不 能 做 多 次 覆 盖 勘 探 ．尽 管 如 此 ，光 点 地 震 仪 还 是 在 当 时 油 气 田 勘 探 上 发挥了很大的作用．
收 稿 日 期 ２０１２－０７－１２； 修 回 日 期 ２０１２－１０－１０． 投 稿 网 址 ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ 基金项目 中 国 地 质 大 学 （武 汉 ）中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 优 秀 青 年 教 师 基 金 项 目 （ＣＵＧＬ１００２２２）和 特 色 学 科 团 队 项 目
（ＣＵＧ１２０１１９）；湖 北 省 自 然 科 学 基 金 项 目 （２０１２ＦＦＢ６４１２）；国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （５１１７７１５１）资 助 ． 作者简介 陈瑛，女，１９８８年生，江苏常州人，中国地质大学（武汉）在读硕士研究生，主要从事激光多普勒地震仪的研究和相关软、硬件的 开
发 ．（Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎ－ｙｉｎｇ０５２０＠１６３．ｃｏｍ） ＊ 通 讯 作 者 宋 俊 磊 ，男 ，硕 士 生 导 师 ，主 要 从 事 激 光 测 量 技 术 、精 密 仪 器 等 相 关 研 究 工 作 ．（Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｕｎｌｅｉｓｏｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ）
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地 球 物 理 学 进 展 ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ
其后，为 了 解 决 光 点 记 录 的 不 可 重 复 利 用 的 缺 陷而发明的磁带记录仪在一定程度上改善了上一代 地震仪的性能，增大 了 动 态 范 围 和 加 宽 了 记 录 频 带 带宽，利用磁带为记 录 介 质 实 现 了 可 重 复 利 用 和 回 放 的 功 能 ，尽 管 电 路 已 经 由 电 子 管 改 为 晶 体 管 构 成 ， 但是由于没有对电 路 进 行 实 质 性 改 善，其 性 能 依 旧 没有得到很大提高．
