WZG-48工程地震仪简介.pdf

展品功能与技术方案说明
其中展项包括： （一）地震模拟器 （二）镇江市地震背景 （三）地震次生灾害避险自救（北通道）
（四） 地震自救知识学习
地震平台体验
地震模拟器是通过振动平台发生模拟装置，真 实再现地震 “可怕场景”，模拟各级地震和震 中就在脚下时的直下型地震体验(伺服电机)等各 类地震，让体验者从直接体验地震中，提高体 验者防灾减灾意识。让参观者在体验“地震” 时地动山摇、前后左右晃动、人站立不稳的同 时，感受到“地震”发生时的视觉冲击，真实 地再现地震过程并使体验者如身临其境般感受 及了解地震。
遇到次生灾害怎么办
• • • • • • • • • • 在室内遇到次生灾害怎么办 火灾 ——趴在地上，用湿毛巾捂住口、鼻； ——地震停止后向安全地方转移，必要时要匍匐前行； ——设法隔断火源。 毒气泄漏 ——用湿毛巾捂住口、鼻； ——千万不要使用明火； ——不要慌乱拥挤； ——待地震停止后再设法转移。
现代模拟地震仪
目
录
• • • • • •
序言 展品功能与技术方案说明 设备解析 设备效果图 设备性能介绍 自救相关知识
序 言
本展馆以防震减灾自救 为核心主题，采用主题 展开的方式，以地震知 识科技普及和防震避险 体验训练内容为主线进 行全方位的设计，融地 震科普、防震减灾、避 震自救为一体，变观众 客观被动观看为主动参 与。全景式全方位、多 角度宣传地震知识，使 观众减少对地震的恐惧 、树立地震来临时与其 做斗争的信心。
三.在地震时的应急防震工作室内应急防震行动 • 防地震伤害主要是防震坏建筑物及震落物品的砸伤。如果有临震预报，就可按政府通 告行动，离开建筑物。但在多数情况下，地震是突然发生的。在12秒钟之内通过自己 的应急行动，要得到最好的防护效果。其办法是：一旦发生地震，如在家里，应立即 关闭煤气和电闸，将炉火扑灭。若住在平房，且离门很近，则应冲出门外。如住在楼 房，可以躲到结实的床、桌下，或躲进跨度较小的房间，如卫生间或厨房，或设支撑 三角形空间(可参考第三课中的室内防护动作)。要注意保护头部，以防异物砸伤；要用 口罩捂住嘴和鼻子，身体取低位。注意千万不要跳楼、跳宙，以免摔伤或被玻璃扎伤 ；不要上阳台，不要去乘电梯，不要下楼梯，不要到处跑，不要随人流拥挤，这些地 方容易崩塌垮掉、发生挤压踩伤。特别是对于有感地震，尤其要防止盲目行动，听从 指挥，否则会造成更大的损失。所有室内人员在初震过后，都要尽快撤出，在广场、 公园等地，以避余震。在地下商场时一定要听从现场工作人员的指挥，千万不要慌乱 拥挤，应避开人流，防止摔倒；并要把双手交叉放在胸前，保护自己，用肩和背承受 外部压力。随人流行动时，要避免被挤到墙壁或栅栏处；要解开衣领，保持呼吸畅通 。也可躲在柜台、框架物中，蹲在内墙角及柱子边，护住头部。

地震仪参数测定
童汪练
2003.10.20
内容
一．地震仪参数测定方法 1.参数测定内容：灵敏度、传递函数、噪声 2.振动台测定(一级校准) 3.电动式测定
二．参数测定(电动式)与传递函数特性 1.稳态正弦标定(二级校准)－灵敏度、幅频 2.脉冲(阶跃)标定－二阶传递函数 3.数据采集器－传递函数(FIR数字滤器) 4.系统辨识－系统传递函数 5.传递函特性 6.噪声测试

bn s n amsm
bn1sn1 b1s b0 am1sm1 a1s a0
地震计二阶传递函数(主导零极点)
H
(
s)

S
2

S2
2hS


2
=2f – 地震计自振周期；h – 阻尼系数
时域法和频域法：
时域测定地震计周期和阻尼
H (s)

S2

S2
2hS
二阶传递函数小结
二阶传递函数测定－实质 １．测定地震计的自振周期和阻尼 ２．测定方法：
B.标定参数：地震计标定灵敏度(m/s2)/A *[单一参数] 地震计标定灵敏度(v/m/s)/A* 地震计折合摆长、转动惯量
地震计标定灵敏度(v/m/s)/A* 地震计摆锤质量(g) 注：带 * 号的均由振动台校准
二．参数测定(电动式)与传递函数特性
1.稳态正弦标定(二级校准)－灵敏度、幅频
幅频和静态灵敏度： A. 求等效地动速度Xv(μm/s)－力激励产生－正弦波 B.测量力激励响应输出值Yc(counts)－A/D数采输出 C. 计算地震仪速度响应灵敏度Sv(counts/μ m/s) D. 计算地震计速度输出电压灵敏度Ss(v·s/m)
连续的(S域)、离散的(Z域)

详细WZG系列介绍工程地震仪
QC44--WZG-24A、48A、96A工程地震仪是在QC44-WZG-24、48工程地震仪基础上研制，并继承其所有优点，采用进口箱体及触摸屏技术，美观、牢固、操作极为便捷。

仪器利用锤击、电火花或爆炸等作为激发震源，勘探深度从几米到数百米，也可使用延时功能，获取更深部地层的地震资料。

非常适用于反射、折射、面波勘探、桩基检测、地脉动测量、地震映象、震动测量及波速（剪切波）测试等方面的地震工作，广泛应用于水利、电力、铁路、桥梁、城建、交通等领域工程地质勘探方面，也能用于石油、煤田、铀矿及地下水等领域资源勘探方面。

主要特点及功能
一、主要功能
瞬态多点瑞雷波勘探
浅层反射测量
浅层折射测量
波速（剪切波）测量
多波高密度地震映像
桩基检测
土建工程质量检测
场地常时微动测量
震动爆破测量
二、应用范围
1.地基、路基与基础工程检测
地基、路基空洞调查和溶岩勘探
第四系覆盖层分层
地基土类型划分和病害地质体调查。

张恒的地震仪应用了什么原理1. 引言地震是地球上常见的自然灾害之一，会给人们的生命财产安全造成严重威胁。

为了准确预测和监测地震活动，科学家们开发了各种地震仪器。

本文将介绍张恒设计的一种地震仪，探讨该地震仪应用了什么原理。

2. 地震仪的工作原理地震仪是一种用于监测地震活动的仪器。

它能够感知到地球的震动并将其转化为可观测的信号。

张恒的地震仪利用了以下原理进行工作：2.1 重力引力原理地震仪首先利用重力引力原理来测量地震的水平运动。

它包含一个重锤和一根悬挂的绳子。

当地震发生时，地面的震动会引起重锤在绳子上摆动。

根据重锤的摆动情况，我们可以推断出地震的水平运动。

2.2 斯特雷纳现象地震仪还应用了斯特雷纳现象来检测地震的垂直运动。

斯特雷纳现象是指在地震发生时，地面上的岩石会发生蠕动，使浅层地下水的含气量发生变化。

这种变化会导致水中的气泡数量和大小发生变化，进而影响水面上的光线。

地震仪利用光学传感器来监测这种光线变化，从而获取地震的垂直运动信息。

3. 地震仪的构造和工作流程3.1 构造张恒的地震仪由以下几个主要组成部分构成：•传感器：包括重锤和悬挂绳子的传感器用于测量地震的水平运动，光学传感器用于监测地震的垂直运动。

•数据记录器：用于记录和存储地震仪采集到的数据。

•控制模块：用于控制地震仪的运行和与数据记录器进行通信。

3.2 工作流程地震仪的工作流程概括如下：1.初始化：地震仪启动时进行自检，确保传感器正常工作。

2.采集数据：地震仪开始采集地震活动的数据。

重锤传感器记录地震的水平运动，光学传感器记录地震的垂直运动。

3.数据处理：采集到的数据传输到数据记录器，并经过一系列算法进行处理和分析。

4.结果输出：处理后的地震信息可以通过显示屏或其他输出设备显示出来，供科学家和相关人员分析和应对地震活动。

4. 地震仪的应用张恒的地震仪应用了上述原理和构造，具有以下主要应用方面：4.1 地震预警系统地震仪的主要应用之一是地震预警系统。

第一章SK-MWD 仪器概述1.1 前言SK-MWD随钻测斜仪是神开公司研发的新一代测斜仪，测量精度高，可靠性好，操作简单，使用寿命长，维修方便。

井下仪器由脉冲发生器、电池筒、伽玛探管、定向探管及扶正器等组成。

地面软件操作简便，数据显示直观，适合现场工作需要，具有显示、储存和打印功能。

井下仪器为模块状并具有柔性，能满足短半径造斜需要。

仪器能耗低，电池寿命长。

整套井下仪器可打捞，避免卡钻引起的仪器落井损失。

1.2 SK-MWD 随钻测斜仪系统组成SK-MWD随钻测斜仪由地面设备和井下测量仪器两部分组成。

地面设备包括：立管压力传感器、悬重压力传感器、绞车传感器、地面控制箱、司钻显示器、计算机及有关连接电缆等。

井下测量仪器主要由伽玛探管、定向探管、脉冲发生器、电池筒、扶正器、打捞头以及安装仪器用的专用短节组成，总体结构框图如图1所示。

SK-MWD随钻测斜仪各部件间采用拥有专利技术的旋转插接方式，仪器使用方便可靠，同时能大大减少仪器在现场安装时出现损坏。

SK-MWD随钻测斜仪的定向探管采用高精度的固态传感器、高可靠性的外围电路，通过高水平的装配，专业的调校，使测量的准确性与可靠性得到保证。

同时也可选配伽玛探管，为随钻测量伽玛值提供解决方案。

SK-MWD随钻测斜仪的伽玛探管采用进口伽玛传感器，结合合理的编码方式，将地层的伽玛值准确的输出。

SK-MWD随钻测斜仪的脉冲发生器采用成熟的技术，利用正脉冲传输信号。

通过多重的检验，确保其正常工作于高温、高压、高振动的环境。

SK-MWD随钻测斜仪的电池筒采用高温锂电池，作为驱动仪器工作的动力源，在保证工作可靠的同时，还注重于提高更换与检测的操作性能，以及使用的安全性。

SK-MWD随钻测斜仪的扶正器采用可换式翼片结构，不需特殊工具就能更换替代，操作便捷。

媲美于其它类型扶正器的使用性能，翼片式扶正器使用成本远低于其它类型扶正器。

SK-MWD随钻测斜仪装配打捞头，方便井下仪器的装入或卸出，也可在在井下出现卡钻、落鱼等故障时，及时将井下仪器打捞出来，减小损失。

仪器野外设备简介
仪器中心
目录
一、仪器主机 二、采集站、电源站、交叉站部分 三、电缆及辅助部分 四、检波器部分
地球物理勘探设备 地震数据采集设备 地震仪器
采集设备
辅助设备 机械（震源）设备
中央记录系统 仪器
野外设备 (传输和采集)
爆炸机系统的编/译码器、震源 的扫描发生器/电子箱体
仪器车
大线、电台/检波器、采集站、 交差站
采集站的基本原理
• 前放
（放大模拟地震信号，提高抗干扰能力）、
前放增益：地震信号强度很弱，检波器输出的电信号一般为微伏级至
毫伏级左右，若这一信号直接送至A/D 转换，其结果将带来以下几个 问题： 由于信号幅度小、A/D转换精度低。 由于信号整体幅度较小，势必使A/D转换器的高位均为0，不能充分利用 24位A/D 转换器(实用20 位)资源。 也将损失相当部分的小信号，降低了信号的动态范围 采用线性提升整个信号幅度的方法，使A/D 转换器输入信号的最大幅度略 小于满标称幅度范围(目前仪器A/D转换器的参考电压一般为2.5V4.5V)。最大限度地提高信号的转换精度和最大限度地保证所记录信号 的动态范围。 注意：一方面由于地震信号很微弱，在送到A/D转换以前，必须进行放大， 以满足仪器的最小输入，从仪器本身的噪声中提取出来；另一方面， 一些干扰波的幅度很大，当上面附加有有效信号时，如果放大的倍数 太大，则会超出A/D的最大值导致溢出。因此选择前放增益需要考虑 当时的施工情况。 另外为防止野外可能出现的雷击破坏情况，在前置放大器前端信号入口 处加入电压抑制放电管、共模滤波器等电路以保护采集电路。
地震数据采集流程 地震数据的采集过程从时序上看是一个开环链路数据 接力传输流程 ,即从炮点能量激发开始仪器便进入采集状 态 ,此时地震波经检波器输入到采集站 ,地震数据就经由每 一个相关环节源源不断地传到主机并记录磁带直到完成整 个记录长度 ,其基本流程关系如图1 所示。

40GB
128MB
40dB
陷 波 器 ：
72dB/
切 滤 波 器 陡 度 ： 优 于
倍 频 程
截 滤 波 器 陡 度 ： 软 件 滤 波
≥90dB
间 串 音 压 制 ：
20K
入 阻 抗 ：
0 9999ms
时 ：
～
± 0.05%
真
度 ：
±0.01ms
位 一 致 性 ：
±0.2%
度 一 致 性 ：
1μV
第一节 地震仪器主机
集中式逻辑控制型数字地震仪总框图
如SN338、DFS-V和MDS-10等
第一节 地震仪器主机
集中式数控地震仪框图
第一节 地震仪器主机
分布式遥测型数字地震仪
第一节 地震仪器主机
SK-1004遥测地震记录系统框图
第一节 地震仪器主机
分布式遥测系统布置模拟
第一节 地震仪器主机
10. 间 隔： 声波采样 ：2.5μs～32000μs (以0.5μs为增量可选)。
1. 探测介质
1. 探测深度： 自动探测为100m以内，用户自定义探测深度不限。
2. 探测层数：≤5层；
2. 电 源
1. 供 电：内含有高能锂电池，可连续工作4小时以上；
2. 数据保持：掉电情况下，可保证数据1000小时不丢失；
5℃-+40℃
267×457×533.4mm
● 几 何 尺 寸 ： 。过 冲 击 和 振 动 试 验 ；。 全 封 闭 结 构 ， 小 雨 中 可 工 作 ，● 工 作 环 境 ： 启 动 温 度 ， 工 作 温待 时 消 耗 电 为 ， 外 接 电 源 供 电 ；● 电 源 ： ， 采 集 时 每 道 增 加 ，控 制 触 发 门 槛 值 ；● 触 发 ： 正 ， 负 触 发 或 接 触 式 闭 路 ， 软括和英寸的连续热敏打印机；●绘图仪：可驱动各种兼容的打印机，或；接口存入磁带记录，数据格式有，●数据存储：数据存储在内置硬盘上或通外接各道的数据采集；的软件控制本机各道和●软件：平台操作系统，采，和格式；●数据格式：标准格式，同时具备户需要设计检测结果显示方式；●本机检测：内置或外带检测系统，根据置；，测量检波器故障同时指出大线短路或短路●大线测试：实时监测排列上检波器的噪动覆盖；●滚动：全部工作道可通过软件实现辅助道或数据道；● 辅 助 道 ： 可 以 通 过 程 序 设 置 任 意 工 作 道● 延 迟 ： 至 一 步 到 位 ；源 ；● 智 能 型 自 触 发 ： 可 供 天 然 地 震 观 察 和 可● 延 时 触 发 ： 最 大 样 点 ；样 点 ；● 记 录 长 度 ： 标 准 样 点 ， 也 可 选先 导 相 关 器 ；器 ， 还 可 选 用 于 伪 随 机 震 源 （ ）相 关 器 ： 内 置 用 于 可 控 震 源 的 高 速 硬 件 相

24/48 1024 16384 1M
USB
2048
PIII 500MHz
200μs 500μs 1ms
4096 8192
KDZ1114-3型便携式矿井地质探测仪
• • • •
•
第一节 地震仪器主机
● 显 示： 采用640×200大屏幕图形点阵液晶显示器； ● 打 印： 标准并行接口，可外接常用打印机； ● 键 盘： 64键，由数字键、功能键和子母键等； ● 操作界面： 全中文界面，有字符、专(通)用库、拼音、五笔等输入法；
第一节 地震仪器主机
地震勘探仪器发展史
• 公元132年，东汉时期杰出的自然科学家张衡就创造了世 界上第一台观测地震的仪器—候风地动仪(seismoscope)。 • 第一阶段为“模拟光点”记录阶段(1927~1952)，采用电 子管元件，把波变成光点的摆动，记录在照像纸上。克拉 玛依油田、大庆油田、胜利油田、玉门油田等 • 第二阶段为“模拟磁带”记录阶段(1953～1963)，这时把 磁带录音技术用于地震勘探，它由晶体管元件组装而成， 把接收的地震波录制在磁带上，在室内可以用模拟电子计 算机(基地回收仪)，对资料进行处理，得到地震时间剖面， 使资料整理工作实现了半自动化，工作效率和精度也得到 了提高，资料也便于保存。大港油田、辽河油田、南阳油 田、中原油田和江苏油田等。
第一节 地震仪器主机
第一节 地震仪器主机
新型的数字地震仪器介绍
第一节 地震仪器主机
地面三维地震SN388仪器
第一节 地震仪器主机
矿井巷道超前探仪配套设备 TSP203隧道地质超前预报系统硬件组成
第一节 地震仪器主机
WZG-24A、48A工程地震仪
• • • • • • 256M U SEG-2 -10℃ 50℃ 90 RH -20℃ 60℃ DC12V 4A 48 5.5A 12Kg WZG-24A /15Kg WZG-48A 400mm×310mm×180mm 128MB 40GB 800×600 VGA TFT 体 重 电 储 工 数 移标接输显光硬内主 高 低 道 输 延 失 相 幅 噪 通 动 信 地 采 地样采 通 主 存 作 据 动准 入示 切截间入 位度 态号 脉 样 脉点样 道 要 机 真 频 、 转 一一 范 迭 动 、 动、点 技 积 量 源 温 温 格 存口口设屏驱盘存（ 陷 滤 滤 串 阻 率测 数数术 时 音 度 度 式 储 备 波 波 音 抗 致 致 度 带围加换测 ：：： ： ：：：：工 波 ：量 ：：指 ： ： ： ： ： ： 双： 内不 器器压： ：性性 ：：增器量 器 业 标 强 ： 为、、 串触 置小 控 ： 陡 陡 制 ～ ： ： 全 频 样 ： 于 制 度度： 一摸 样点 （ 状 屏 ： ： 并 点 样道 ～～ 电 级 位 态 ～ ～ 优软 、输 位 、、 若 点 微 于件 下 （ ＋ ＋ 子 双入点 干 、 机 为 阵 、 滤 盘 档 ） 道 精 波 ： ）时 多 、 口致 样 倍 档 为 ％ 、小液 点 频 可 鼠键晶 、 程 选 显 盘 标 （ ） 、 口、示 屏 光 、 样 键电（ 点 盘鼠 、 、 口标 ） 等 真 彩 、 ） 50Hz 40dB 10μs 25μs 50μs 100μs 2ms 5ms 10ms 20ms 1ms 200ms A/D 24 32 144dB 0.1Hz • • • • • • • • • • • • • • • ±0.2% ±0.01ms ± 0.05% 0 9999ms 20K ≥90dB 4000Hz 1μV 72dB/ • • • •

DZQ48/24D/12A高分辨率地震仪（浅层地震仪）DZQ48,24D,12A高分辨率地震仪（浅层地震仪）地震仪f浅层地震仪第7卷第5期36DZ048/24D/12A高分辨率地震仪（浅层地震仪）DzQ48高分辨率地震仪是重庆地质仪器厂在DZQ24地震仪（获2002年国家科技进步三等奖）的基础上,结合我国国情研制的新一代全中文WinXP系统下工作的真24位数字地震仪器.它既融入了该厂多年设计制造地震仪器的宝贵经验,又吸纳了当今国内外先进电子技术和设计理念,集多功能,高精度,高速度,高可靠性，良好的人机界面功能及可扩展性于一身的国内领先的地震仪.仪器可利用锤击，电火花或爆炸等作为激发震源,勘探深度从几米到上千米,也可使用延时功能获取地下更深部地层的地震资料,适用方法有:反射,折射,面波勘探,桩基检测,地脉动测量,高密度地震映象,震动测量及剪切波测试等地震勘探方法,广泛应用于水利，电力,铁路,桥梁,城建,交通等领域工程地质勘探,也适用于石油,煤田,铀矿及地下水等领域资源勘探.技术指标：模拟道数：48道（1,2,3,4,6,12,24,48道工作模式可选）;9采样率:10S,31.25s,62.5uS,125S,250S,500US,ImS,2mS,4ms,8ms,16ms,32ms到400InS若干档;?采样点数：512,1024,2048,4096,8192,16384等,最大记录长达32768;?前放增益:每六道为一组，由软件可选64倍（36dB）,16倍（24dB）,4倍（12dB）,1倍；?A/D转换:采用最新,超高速?一?24位A/D转换器；去假频滤波器：随采样率自动跟踪；在采样率的0.216倍处为一3dB,下至120dB.并配有各种数字滤波器,截频点（一3dB处）根据需要人为设置；频响范围：0.1HZ,4kHZ;噪音:全频状态下小于IV;采样延时：0,999mS;幅度一致性:优于?0.02%;相位一致性:优于?0.O1mS;?动态范围：优于144dB;信号迭加增强：32位；操作系统:WinXP;数据格式:SEG—2;处理软件:浅折射处理软件包（WindoWS界面）；折射处理软件包（WindOWS界面）；面波处理软件包（WindOWS界面）；爆破,脉动采集处理软件；剪切波处理软件包（WindOWS界面）；高密度地震映像采集处理软件；触发：内，外触发可用锤击开关,爆破，电火花触发,也可断线或接通触发；？时钟:年度计时钟,文件记录的时间数随参数存入文件；电源：12V?20%蓄电池供电；整机耗电:小于4安培（48道,1cD超亮度工作时为5安培）；仪器使用环境温度:-10,+55?;?仪器储藏温度:一20,+60?;湿度:90%RH.。

振动传感器及二次仪表
传感器系列
CD 系列 磁电式速度传感器 ◆ 灵敏度从 200~6000mV/cm.s-1; ◆ 频响范围从 0.5~1000Hz; ◆ 可配 CZ 系列磁座使用
YD 系列 压电式加速度传感器 ◆ 灵敏度从 0.1~12pC/m.s-2，4~400pC/N;1~15pC/g; ◆ 频响范围从 0.5~1000Hz; ◆ 可配 CZ 系列磁座使用
我们的愿景
远东测振将以客户为导向不断加强与客户的沟通，开拓创新具有国际竞争力的产品，提高客户服务能力， 成为设备“0”故障解决方案提供商和工业计量仪器专业制造商。
远东测振（北京）系统工程技术有限公司
电话：010-63521882/63523654/4006116098 传真：010-84252170 网址：/
电话：010-63521882/63523654/4006116098 传真：010-84252170 网址：/
振动传感器及二次仪表
CD-721 系列 超低频传感器 ◆ 低频低端频率 0.2Hz(-3dB); ◆ 灵敏度 20mV/mm.s-1( 速度 )、8mV/μm( 位移 )
远东测振（北京）系统工程技术有限公司 （ 原北京测振仪器厂 ） 北京中航机电研究所
地址：北京市东城区安定门外大街 136 号皇城国际中心 A 座 A610 室 邮编：100011 电话：010-63521882 / 63523654 / 83556144 / 82313380 传真：010-84252170 邮箱：vmif@
GZ-4C 型 便携式振动测量仪 ◆ 测量速度、加速度和位移，连接 CD-1 速度传感器 ; ◆ 测量范围：速度 0.03~10cm/s; 加速度 0.3~50m/s2; 位移 0.3μm~1mm; ◆ 频率范围：10-500Hz; ◆便携式设计，适合巡检

仪器设备参数1、WZG-96A工程地震仪（生产厂家：重庆奔腾数控技术研究所）WZG-96A工程地震仪是在WZG-24、48工程地震仪基础上研制，并继承其所有优点，采用进口箱体及触摸屏技术，美观、牢固、操作极为便捷。

仪器利用锤击、电火花或爆炸等作为激发震源，勘探深度从几米到数百米，也可使用延时功能，获取更深部地层的地震资料。

非常适用于反射、折射、面波勘探、桩基检测、地脉动测量、地震映象、震动测量及波速（剪切波）测试等方面的地震工作，广泛应用于水利、电力、铁路、桥梁、城建、交通等领域工程地质勘探方面，也能用于石油、煤田、铀矿及地下水等领域资源勘探方面。

一、主要功能瞬态多点瑞雷波勘探、浅层反射测量、浅层折射测量、波速（剪切波）测量、多波高密度地震映像、桩基检测、土建工程质量检测、场地常时微动测量、震动爆破测量二、应用范围1.地基、路基与基础工程检测2.隧道工程检测3.大中型水库的运行观测4.桥梁工程检测5.环境与地质灾害检测与评价三、主要技术指标:通道数：24/48/96道采样点数：1024样点、2048样点、4096样点、8192样点、16384样点地脉动测量1M样点若干档采样率：10μs、25μs、50μs、100μs、200μs、500μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms地脉动测量为1ms～200ms多档可选A/D 转换器：24位信号迭加增强：32位动态范围：144dB通频带：0.1Hz～4000Hz噪音：全频状态下为1μV幅度一致性：±0.2%相位一致性：±0.01ms失真度：±0.05%延时：0～9999ms输入阻抗：20K道间串音压制：≥90dB低截滤波器陡度：软件滤波高切滤波器陡度：优于72dB/倍频程50Hz陷波器：40dB主机（工业控制级微机）：P(M) 600MHz(相当于英特尔赛扬1.8GHz)内存：不小于256MB硬盘：不小于40GB显示屏：800×600点阵VGA液晶显示屏（TFT真彩）输入设备：触摸屏输入、精致小键盘、光电鼠标接口：双串一并、双USB口、鼠标口、键盘口等标准口移动存储：1GB电子U盘数据格式：SEG-2处理软件（选配）：浅反处理软件包瑞利面波处理软件包地脉动采集处理软件高密度高分辨剖面测量处理软件工作温度：-10℃～＋50℃90％RH储存温度：-20℃～＋60℃电源：DC12V 8A（96道）重量：27Kg（WZG-96A）体积：624mm×490mm×302mm（WZG-96A）2、WTEM-1/GPS瞬变电磁系统（生产厂家：重庆奔腾数控技术研究所）该瞬变电磁系统是集国内外同类瞬变电磁系统之所长，具有大发射功率、快速关断、高可靠性、超强抗干扰（天电、50或60Hz工频）能力、轻便、低耗电。

• A/D转换—
将14个差2倍二进制权值电压依次与子样电压比较，大于为1，反之为0。每个一个地震
子样是由主放和A/D完成输出。由4位阶码和15位尾数构成的浮点数。
• 写寄存器、读寄存器、逻辑控制器、极性
检测器、格式编排。 • 以及转发器等构成。
408采集站工作原理
• ΔΣ技术就是 24 位A/D 转换的
采集站的基本原理
• 滤波、多路转换开关
样，
（在一个采样间隔依次对每道采一次样） ，采样间隔，采样定理，过采
• 主放
（瞬时浮点放大IFP）--放大的是已经离散化的地震子样，最高位码权值4096MV，最低位码权值0。5MV，主放都能选择一个
四进制三位码表示的增益把子样放大到A/D转换的满量的16%--87%之间。这就是对子样的规范化，大大提高记录精度。他是在指令对增益 控制电路、增益比较器电路完成的。
Tests
• Dat a scessing • Removal of sampling skew • Implementation of different filter characteristics
LAU
408采集站工作原理
• 采集站主要由六大功能电路组成：
（1）传输电路（ To Line Plug （2）电源电路(POWER SUPPLY) T1 T4 ） FDU （3）模数转换电路 (SIG DEL) 电 （4）采集站接口电路(FDU INT) 源 INT （5）采集站数据通讯电路(FDU 电 COM)（6）EEPROM
T3 FDU COM
T2
路
检波器接入口
仪器主机
地震数据采集系统的核心就是地震勘探仪器 ,这里就以遥测 数字地震仪器为例简要介绍其结构、电路组成和关键技术 等。遥测数字地震仪器由硬件和软件两大部分构成 ,硬件 是完成数据采集的执行部件 ,软件是完成数据采集等的控 制程序。软件一般包括采集程序、监控程序、诊断程序、 现场处理程序和其它服务程序等 ,它们分别用来控制和管 理地震数据的采集、系统的协调工作、故障的检测、采集 质量的监视和其它服务工作等。硬件设备主要包括采集站、 交叉站、电源站、电缆、中继站和主机等 ,它们依次完成 地震信号从模拟到数字的采集、排列的管理、排列的供电、 模拟信号的输入和数字信号的传送、数字信号与命令或状 态整形和接力以及数据的整编与记录。

地震勘探仪器的发展、 时代划分及其技术特征
王文良
（东方地球物理勘探有限公司物资装备事业部 摘 河北 涿州）
要：随着电子技术、 计算机技术、 信息通信技术的飞速发展， 以及地震勘探的实际需要， 地震勘探仪器也在不断更
新和发展。文章论述地震勘探仪器的发展、 时代划分及各代仪器的主要技术特征、 性能等， 重点介绍新一代全数字遥测 地震仪的基本结构、 性能和特点。 关 键 词：地震勘探仪器；时代划分；技术特征；全数字遥测地震仪 中图法分类号：!"#$ % & ’ # 文献标识码：( 文章编号：$))&*+$#& （,))&） )$*)))$*)-
石 油 仪 器 第 $- 卷 第 $ 期 ・$・ !01234056 78912560819 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ・ 综 述 ・
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地震勘探仪器时代划分
划பைடு நூலகம்原则
第一作者简介：王文良， 男， 高级工程师， 现在东方地球物理勘探有限公司物资装备事业部特种装 $+&. 年生， $+"+ 年毕业于北京地质学院物探系， 备勘探处工作。邮编： )/,/.$
石 油 仪 器 !""’ 年 "! 月 ・!・ 5607896:; <=>07:;6=0> ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 器发展历史上是时间比较短的一代。主要标志是采用 因来自浅层和深层的地震波能量相差十分悬殊， 分立半导体器件和模拟磁带记录。 第三代： 集成电路地震仪， 即数字磁带记录地震 仪， 也叫常规数字仪。 从 !" 世纪 #" 年代初期至 $" 年代初期， 主要标志 是采用中小规模集成电路、 逻辑控制、 模拟 % 数字转换 和数字磁带记录。 第四代： 大规模集成电路地震仪， 即遥测地震仪。 在这里定义为早期遥测地震仪。 从 !" 世纪 $" 年代初期至 &" 年代初期， 主要标志 是采用大规模集成电路、 计算机控制， 将采集电路部分 （模拟电路和模 % 数转换电路） 做成采集站与控制和记 录系统 （主机系统） 分离， 并把采集站分散布置到外线 排列中， 所以这类仪器也被称为分布式数据采集系统。 第五代： 超大规模集成电路地震仪。在这里定义 为 !’ 位遥测地震仪。 这一代地震仪是从 !" 世纪 &" 年代初到现在， 已 经经历了 (" 年。主要标志是采用超大规模集成电路、 多计算机控制和 ! ) " !’ 位 *+, （模数转换） 技术。 第六代： 全数字遥测地震仪。 从 !( 世纪初 （!""! 年） 开始。主要标志是采用微 机械电子技术成功制造数字地震传感器， 从而从技术 上解决了多年来传统模拟地震检波器制约地震勘探发 展的瓶颈问题。 可达到 (" 万倍 （("" ./） ， 为了能在同一张记录上记录 或者显示来自不同深度的地震波， 要求地震仪器具有 自动增益控制的功能， 自动将大信号压缩， 小信号放 大。 !#% 多道接收 为了提高生产效率， 要求在施工测线上大量的物 理点同时观测地震波。就是说， 地震仪器应该具有多 道接收能力。 !#& 地震道一致性 地震勘探是用各道地震波的到达时间和波形差异 识别波的类型， 进行资料和地质解释。因此， 要求各地 震道对同一地震波的响应应该是相同的。也就是说， 要求仪器的所有地震道在信号接收时间、 接收信号的 幅度和相位方面具有高度的一致性。 施工期间， 要求每天对地震仪器作日检， 如采集站 和检波器的脉冲响应一致性测试， 就是对同一炮内所 有地震道的幅度特性和相位特性的一致性检查， 而遥 爆系统 0/ 延迟时间的测试， 本质上是一台仪器对放 的所有炮的时间的一致性检查。 !#’ 频率选择作用 地震波包含有效波和各种干扰波， 一般它们的频 率特性是有差别的， 比如在石油地震勘探中， 面波在 而反射波在 (" 12 3 ("" 12 !"12 以下的频率范围内， 范围内。因此， 要求地震勘探仪器的记录系统和回放 系统具有选频滤波作用。在有效波频率范围内没有畸 变， 而对干扰波频率应有最小的放大。这就涉及到仪 器的通频带、 低切滤波器、 高切滤波器、 4" 12 工业交 流电陷波滤波器等技术性能和指标要求。 !#( 分辨能力 地下不同地层反射的地震波可能接连而来， 但仪 器系统 （包括检波器） 的固有特性决定它总是存在固有 振动。当仪器的固有振动延续时间不大于相邻界面地

仪器设备在地质探测中的应用随着科技的不断发展进步，各行各业都在加速向数字化、智能化方向迈进，地质探测领域也不例外。

仪器设备的应用已经成为现代地质探测工作中不可或缺的一部分。

本文将介绍几种常见的仪器设备及其在地质探测中的应用。

一、地震仪地震仪是一种用于监测地球动力学活动的仪器设备。

它能够记录地震波的传播情况和特征，帮助地震学家们更好地了解地球内部结构和板块活动。

地震仪主要包括传感器、放大器和记录仪等组成部分。

在地质探测中，地震仪被广泛应用于地质灾害预警、勘探勘测和地震监测等方面。

通过地震仪的数据分析和处理，可以有效地提前预警地震发生的可能性，为地质工作者和公众提供宝贵的时间用于灾害应对和救援工作。

二、全站仪全站仪是一种测量仪器，广泛应用于测绘、土木工程和地质勘测等领域。

它能够实时记录并测量地面或建筑物的坐标、角度和高度等参数。

全站仪主要由测距仪、角度测量装置和数据处理系统等组成。

在地质探测中，全站仪常被用于地层勘测、地下水位测量和地下管网布设等任务。

通过全站仪的高精度测量，地质工作者可以更加准确地掌握地下地质情况，为工程设计和施工提供可靠的数据支持。

三、地磁仪地磁仪是一种用于测量地球磁场的仪器设备。

地球磁场是地质探测中重要的一部分，它不仅在导航和定位系统中起到关键作用，同时也能提供有关磁场变化和地质构造的信息。

地磁仪主要由传感器、信号处理器和数据记录器等部分组成。

在地质探测中，地磁仪常被用于磁性地质勘测、矿产资源探测和地磁环境监测等领域。

通过地磁仪的测量和记录，地质学家们可以更好地理解地球内部的磁场分布和演化规律，为资源勘探和地质灾害预防提供科学依据。

四、激光扫描仪激光扫描仪是一种高精度的三维测量系统，通过激光束扫描目标物体，获取其准确的三维坐标信息。

激光扫描仪广泛应用于地质工程中的地质调查、岩层分析和洞穴探测等任务。

它能够快速获取地质构造的准确数据，帮助地质学家们进行精细的地质分析和模拟。

激光扫描仪的应用使得地质探测工作更加高效、准确，为地质学研究提供了强有力的技术支持。

1/4, 1/2, 12 90Hz 等 300Hz 等 1, 2, 4ms 0.5-4000Hz 20 通频带内可调 0.5-4000Hz 通频带内可调 30s-2ms 138dB 大于 66dB
DHR-2400
美国 I/O 公司
24 122dB
北京水电物探 SWS-2 * 研 究 所 1-48
浮点大于 138dB
浮点 放大器
AUX
逻辑控制 自动增益 图 1.3.1 数字地震仪的方框图
回 放 系 统
打 印 CRT 显示
3.1.2 常用仪器及性能指标 常用于浅层及中浅层地震勘探和工程检测的仪器性能指标见表 1.3.1。表中所列仪器为 外国厂家生产的主流仪器和部分国产仪器， 从实际勘探考虑， 目前对地震仪的要求主要有下 述几点： ①可选择、可扩展的仪器道数和激发方式。 ②较宽的通频带以及灵活多样的滤波方式。 ③采用瞬时浮点增益放大器的主放，前置放大倍数可选。 ④较大的动态范围，A/D 转换器最好在 12 位以上，并具有信号增强功能。 ⑤范围较广的采样率，即从 s 级→ms 级。 ⑥灵活多样的存储、记录和显示方式。 ⑦带微机或微处理器及实时处理系统。 ⑧具有一机多用的性能。 表 1.3.1 中的主要参数说明如下： ①增益：即以分贝数表示的输出信号和输入信号的振幅之比。其表达式为： A K (dB) 20 lg 2 （1.3.1） A1 式中：A2 为输出信号的振幅，A1 为输入信号的振幅。 在主放中主要有两种增益形式， 其一为固定增益， 其增益值不能随信号的强弱自动跟踪 变化，只能手动预置；其二为瞬时自动增益，它克服了固定增益的弱点，对强弱信号自动给 予最佳的增益进行放大。 ②A/D 转换器： 它是一个将来自放大系统的模拟信号转换为数字信号的装置。 其输出为一系列用二进制

地震勘探仪器原理与结构5.1地震勘探对仪器的根本要求5.1.1地震波运动学特征对仪器的要求为了利用地震波的运动学特征来推测地下反射界面的位置和形态，就要求记录多道地震信号，以便进行波的比照，识别同相轴；记录震源激发信号作为计算反射时间的起点；记录计时信号作为计算反射时间的标尺；在采用炸药震源时还要记录井口信号，以测定地震波从炮井井底的炸药爆炸点传到炮井井口的时间—τ值，进而依据的炮井深度h来推算表层的速度v＝h/τ，为今后地震资料处理时进行静校正提供依据。

除地震信号以外的这些需要记录的信号统称为辅助信号。

通常所说的地震仪记录道数指的是地震道的道数，辅助道不包括在内。

地震仪对地震信号的数据采集过程从震源激发时刻开始，一直持续到最深目的层反射信号完全到达时为止。

采集过程的持续时间称为记录长度，采用炸药等冲激震源时，记录长度T为:T=2h/v式中h---勘探目的层最大深度；v地震波的平均速度。

在地震勘探中，有意义的最大反射界面的深度很少超过10km，而到达这样深度的平均地震波速度，至少是3500m／s。

因此，通常要求的记录长度为6s。

深钻、地质解释和地震信号穿透力等项技术改良后，需要的记录时间还可能增加。

反射时间的标记是根据磁带上记录的计时信号进行的，如果计时信号本身不精确的话，依据它测出的反射时间也就不精确，由此推测出的反射界面的位置也就不准确，因此，一般要求计时信号的可重复性和绝对准确度都应保持在0 .05％的容许范围内。

5.1.2地震波动力学特征对仪器的要求为了能利用地震波的动力学持征来推测地下岩性，甚至直接找油找气，就要求地震仪高保真、高信噪比、高分辨宰地把地震波记录下来。

具体来说，应满足以下几项根本要求：〔1〕地震仪允许输入的幅度范围(简称仪器的动态范围)必须大于需要记录的地震信号的动态范围。

需要记录的地震信号的最大幅度是从震源到最近的检波点的直达波幅度，它与偏移距的大小有关；需要记录的地震信号的最小幅度是最深目的层反射波传到地表时的幅度，由勘探深度要求决定。

瞬时浮点放大器的弊端
• 随后人们开始认识到瞬时浮点放大器 的弊端，既是对在低频大信号上叠加 的高频小信号起平滑作用而不利于高 频信号的采集。恰好在这个时候微电 子器件中 Δ—Σ 过采样模数转换器 问世，从而使此问题迎刃而解。Δ— Σ 模数转换器的理论在七十年代就已 提出.
• 这种模数转换技术可以使用易于制造的 宽容限模拟元件，但需要快速和非常复 杂的数字信号处理。仅仅由于应用了与 微处理机芯片同步发展的微电子超大规 模计算芯片才使 Δ—Σ 模数转换器得 以投入使用。动态达 120dB 的Δ—Σ 模数转换器使仪器研制者彻底停用了瞬 时浮点放大器这一模拟部件，也去除了 繁琐的各种模拟滤波器
• 这种传统模数转换所用的线路包括电压 码生成、子样保持、以及比较等均为模 拟线路，而模拟线路的精度要靠复杂严 格的制造工艺来有限度地保证，而且受 时效和温度变化的影响很大，例如产生 标准电压码所用衰减电路的精密电阻， 选用材料苛刻，且需极为复杂严格的工 艺制造。因此传统的十六位模数转化器 最优线性度只能达到万分之一，畸变最 好指标也不过是万分之五，动态范围大 约 80dB 左右。
遥测地震仪快速发展
• 二十世纪后八年的遥测地震仪的发展， 更加现代化，更加快速，更加全球化， 日本、德国、俄罗斯和我国也都各自 造出了技术水平较高的 24 位遥测地 震仪，无线遥测仪器则有 OPSEISEAGLE 和 BOX，而 BOX 仪器 的新技 术应用和制造工艺更是表现得极为优 秀。
数字地震仪三次更新换代
微电子工业和计算机工业最新技术
• 二十世纪六十年代初到九十年代初的三十 年中，地震勘探数字化取得了惊人的进展， 微电子工业和计算机工业中飞速发展的高 新技术作出了突出贡献，令人叹为观止的 新型仪器层出不穷。从起初的 24 道发展 到了千道以上，数字计算机控制、数据传 输和数据实时分析处理都体现出了当时的 最新技术。