Basalt高动态范围数字地震记录器
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五种地震检波器地震检波器是一种将机械振动转换为电信号的地震勘探专用振动传感器,是槽波地震勘探仪器中接收地震信号的个器件,它的性能会影响地震勘探结果。
煤矿井下地震信号的信噪比较低、波形场复杂、地震勘探条件复杂,因此研制针对于槽波地震勘探的检波器非常重要。
实际勘探中应用为广泛的地震检波器为动圈式地震检波器。
随着技术和方法的不断创新,检波器类型越来越丰富。
我国开展了许多针对地震检波器的应用研究和试验工作,研究了三分量MEMS地震检波器、光学地震检波器、压电式地震检波器、电化学地震检波器等新型检波器。
1、动圈式地震检波器根据资料显示,大部分槽波勘探都是使用动圈式地震检波器,它属于速度型地震检波器。
在使用动圈式地震检波器进行槽波地震探测时,经常检测到一种频率为400Hz 的形似自激振荡或感应干扰的现象。
经研究发现,它是由于两分量速度检波器中检波器芯体的高频谐振引起,术语称之为检波器二次谐振。
速度检波器的二次谐振属于机械谐振范畴,二次谐振现象在各种型号的动圈式地震检波器产品上都存在。
对于精度要求较高的槽波地震勘探而言,这种高频谐振就变得十分有害而不容忽视。
对于检波器的二次谐振现象,可以改用加速度检波器芯体,这样可以从根本上解决这个问题。
2、光学地震检波器光学地震检波器主要是利用光波敏感元件的特性研制的,根据传感机理的不同可以分为强度调制型、光纤光栅型、马赫–曾德尔干涉型、迈克尔逊干涉型、萨格纳克干涉型、法布里珀罗干涉型、光纤激光型以及光栅型等,各种类型的光纤地震检波器研究取得了不少实验室及实际应用成果。
光学检波器具有灵敏度高、安全可靠、频带宽、动态范围大、适应性强等优点。
光学检波器有较强的抗电磁干扰能力,是未来地震检波器有可能采用的主要技术之一。
但光学检波器制作工艺难度大、成本高,目前广泛应用于井下槽波地震勘探尚有难度。
3、电化学地震检波器电化学地震检波器是利用电化学原理,将振动信号转换为电信号的检波器。
近年来,通过技术改进已经成功研制了实用的电化学地震检波器,并实现了产品化。
海洋地震仪OBS简介Ocean Bottom Seismometer主要用途海底地震仪OBS( Ocean Bottom Seismometer )是一种放置于海底的地震数据采集系统,可用于记录天然地震事件和人工地震勘探,广泛应用于油气勘探、地球深部结构探测等领域。
由于仪器位于海底,可以同时接收P波和S波信号,且环境噪音低,实现高信噪比、高分辨率和高精度的海底地震数据采集。
Application :OBS( Ocean Bottom Seismometer )is a seismic data acquisition system which placed in the seabed, able to record the natural earthquake and human seismic exploration, it is widely used for Oil & gas exploration, deep exploration of earth structure and other fields. Since the device is in the seabed, it could receive the signal of P wave and S wave at the same time, with a low noise environment, the data acquisition is realized the high signal to noise ratio, high resolution and high accuracy.主要特点1. 可采集4 分量的地震信号,分辨率高,一致性好;2. 采用宽频带地震计,可适应海底较大的倾斜角,自动调整水平;3. 低功耗运行,连续长期海下工作;4. 万米级工作水深;5. 高精度GPS授时,水面自定位;6. 人机友好交互,方便查看仪器状态;Main Features:1. Get 4 channels seismic signal, high resolution and Good consistency2. Adopt broad band seismic sensor, can adapt to the larger angle of the sea,automatically adjust the level;3. Low-power operation, continuously work underwater in long-terms;4. work depth could reach 10000m;5. High precision GPS timing, self-positioning;6. Man-machine friendly interaction, easy to view the instrument state; 技术参数1. 宽频带长周期四通道海底地震仪:甚宽频带( 120s-50Hz );标准宽频带( 60s-50Hz ;30s-100Hz );部分120s 和60s OBS 为双球体或四球体等,以满足检波器固置空间和海底能源供应的需仪器尺寸:舱球600X 600 X 700 mm;投放尺寸:含沉耦架900 X 900X 1000 mm;耐压水深:6000 m、9000 m、12000m三种规格;通道数:四通道(3分量速度检波器,1通道水听器) 连续工作时长:10 ~ 15个月;最大回收周期:24个月;检波器频带:60 s ~ 50 Hz ,电容换能地震计;可选120 s、60 s和30 s ~ 50Hz 任意带宽;地震计功耗:0.15 w ;水听器频带:0.1 Hz ~ 20k Hz ;动态范围:>120 dB ;整机功耗:0.25 w ;采样率:250,100,50 sps ;内置高精度时钟:OCXO, 0.01 PPM@C;自储存容量:32 GB;仪器状态设置:Wifi接口;地震数据传输:USB2.0标准;仪器重量:65 kg (不含沉耦架);沉耦架重量:25 kg ;1、Broad Band Frequency Long Period Four ChannelOBSBroad Ba nd Freque ncy (120s-50Hz);Standard Frequency (60s-50Hz ;30s-100Hz);part of 120s and 60s OBS is double ball or four ball structure to meet the dema nd of the in built geopho ne space and sea power.OBS Size: 600 X00 >700 mm ;Sink size with dead weight : 900 X900 X000 mm ;Operating depth(Max) : 6000 m、9000 m、12000m three types ;Chann els:Four (3 aixs geopho ne , 1 cha nnel hydroph one);Worki ng time : 10 ~ 15 mon ths ;Max recycling time : 24 month ;Geophone frequency: 60 s ~ 50 Hz, Capacitive energy seismometer ;120 s、60 s & 30 s ~ 50Hz is optional ;Geophone power consumption : 0.15 w ;Hydroph one freque ncy : 0.1 Hz ~ 20k Hz ;Dynamic range : >120 dB ;Overall Power Consumption : 0.25 w ;Sample rate:250, 100, 50 sps;in built Built in high precisi on clock : ocxo, 0.01 PPM@4C;Storage:32 GB ;OBS stateme nt sett ing: Wifi in terface ;Data transmission : USB2.0 StandardOBS Base weight: 65 kg (not include dead weight );Dead weight: 25 kg ;2、短周期四通道海底地震仪仪器尺寸:舱球600X 600 X 700 mm;投放尺寸:含沉耦架900 X 900X 1000 mm;耐压水深:6000 m、9000m;通道数:四通道(3分量速度检波器,1通道水听器);连续工作时长:10个月;最大回收周期:15个月;检波器频带:0.1 Hz ~ 100 Hz ;可选0.1 Hz、0.2 Hz、0.5 Hz、1 Hz、2 Hz ~ 100 Hz检波器功耗:0.04 w ;水听器频带:0.1 Hz ~ 20k Hz ;动态范围:> 120 dB ;整机功耗:0.15 w ;采样率:500, 250, 100 sps ;内置高精度时钟:OCXO, 0.01 PPM@C ;自储存容量:32 GB ;仪器状态设置:Wifi接口;地震数据传输:USB2.0标准;仪器重量:44 kg (不含沉耦架);沉耦架重量:20 ~ 25 kg ;2.Short Period Four Cha nnel OBSOBS Size: 600 X00 >700 mm ;Sink size with dead weight : 900 X900 X000 mm ;Operating depth(Max) : 6000 m、9000 mChann els:Four (3 aixs geopho ne , 1 cha nnel hydroph one); Work ing time : 10 mon ths; Max recycli ng time : 15 mon ths ;Geophone frequency: 0.1 Hz ~ 100 Hz ;0.1 Hz、0.2 Hz、0.5 Hz、1 Hz、2 Hz ~ 100 Hz are optional; Geophone power consumption : 0.04 w ;Hydroph one freque ncy : 0.1 Hz ~ 20k Hz ;Dynamic range : >120 dB ;Overall Power Consumption : 0.15 w;Sample rate:500, 250, 100 sps;In built Built in high precisi on clock : OCXO, 0.01 PPM@4 °C;Storage:32 GB ; OBS stateme nt sett ing: Wifi in terface ;Data transmission : USB2.0 StandardOBS Base weight: 44kg (not include dead weight);Dead weight: 20 ~ 25 kg3、便携式海底地震仪仪器尺寸:舱球400X 400 X 600 mm;投放尺寸:含沉耦架700 X 700X 800 mm耐压水深:6000 m ;通道数:四通道(3分量速度检波器,1通道水听器);连续工作时长:2个月;最大回收周期:6个月;检波器频带:1 Hz ~ 200 Hz ;可选1 Hz、2 Hz、4.5Hz~ 200 Hz 任意带宽;检波器功耗:0.04 w ;水听器频带:0.1 Hz ~ 20k Hz ;动态范围:> 120 dB ;整机功耗:0.15 w ;采样率:500, 250, 100 sps ;内置高精度时钟:OCXO, 0.01 PPM@C;自储存容量:32 GB;仪器状态设置:Wifi接口;地震数据传输:USB2.0标准;仪器重量:22 kg (不含沉耦架);沉耦架重量:10 ~ 15 kg3.Portable OBSOBS Size: 400 x 400 x 600 mm;Sink size with dead weight : 700 x 700 x 800 mm ;Operating depth(Max) : 6000 mChannels: Four(3 aixs geophone ,1 channel hydrophone);Working time : 2 months;Max recycling time : 6 months ;Geophone frequency: 1 Hz ~ 200 Hz;0 1 Hz、2 Hz 、4.5Hz~ 200 Hz are optional ;Geophone power consumption : 0.04 w;Hydrophone frequency : 0.1 Hz ~ 20k Hz ;Dynamic range: >120 dB;Overall Power Consumption : 0.15 w;Sample rate: 500,250,100 sps;In built Built in high precisi on clock : OCXO, 0.01 PPM@4 °C;Storage:32 GB ;OBS statement setting:Wifi interface ;Data transmission:USB2.0 StandardOBS Base weight :22kg(not include dead weight );Dead weight :10 ~ 15 kg。
地震是一种极具破坏性的自然灾害,对人类社会造成了巨大的影响。
为了更好地了解地震的发生和演化,科学家们研发了各种各样的地震仪器。
其中,trillium nanometrics地震计是一种非常重要的地震仪器,它能够准确地记录地震波的传播情况,为地震预警和研究提供了重要的数据支持。
trillium nanometrics地震计是由加拿大纳米特里克斯公司研制的一种高灵敏度地震仪器。
它采用了三个相互垂直的加速度计,能够同时记录地震波在三个方向上的振动情况。
这种设计使得trillium nanometrics地震计在记录地震波时具有非常高的精度和稳定性,能够准确地反映地震波的传播情况。
trillium nanometrics地震计的灵敏度非常高,能够记录到微弱的地震信号。
它的灵敏度甚至可以达到0.01纳米/秒平方,相当于人类头发丝直径的1/10万。
这种高灵敏度使得trillium nanometrics地震计能够记录到各种不同类型的地震波,包括P波、S波、面波等。
这些数据对于地震预警和研究都具有非常重要的意义。
除了高灵敏度之外,trillium nanometrics地震计还具有非常好的抗干扰能力。
它采用了一种特殊的反馈控制技术,能够自动抵消外界的干扰信号,确保记录到的地震数据是准确可靠的。
这种抗干扰能力使得trillium nanometrics地震计在复杂的地震环境下依然能够正常工作,为地震预警和研究提供了可靠的数据支持。
trillium nanometrics地震计不仅在地震预警和研究方面具有广泛的应用,还在其他领域中发挥着重要的作用。
例如,它可以用于监测建筑物和桥梁的振动情况,帮助工程师更好地设计和维护这些结构;它还可以用于监测火山活动和海啸等自然灾害,提供及时的预警和救援措施。
trillium nanometrics地震计是一种非常重要的地震仪器,它的高灵敏度和抗干扰能力使得它能够记录到微弱的地震信号,为地震预警和研究提供了可靠的数据支持。
槽波地震仪正如前言所述,德国DMT公司研发的新一代防爆槽波地震仪Summit ⅡEx是世界上最先进的槽波地震仪,目前它已销往西班牙、波兰、英国、俄罗斯等欧洲产煤国,并在德国国内得到广泛应用。
我国义马煤业集团和河北煤炭研究院、龙煤集团、中国矿业大学定购了新一代防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex。
在工作面实测验收结果表明,仪器性能先进、轻便、操作简单,工作非常稳定,观测结果理想。
我国定购的防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex均已圆满通过“安标国家矿用产品安全标志中心”和“煤炭工业电气防爆检验站”的安全防爆检测,并已获得“进口矿用产品安全标志证书”。
1.Summit Ⅱ Ex 防爆槽波地震仪包括:中心站(主机)数据采集站中继站双分量水平检波器触发单元触发脉冲单元爆炸机(可选用国内矿用爆炸机)数据传输电缆充电器槽波数据处理和解释软件包现简述如下:1)中心站(主机)外壳和键盘均采用不锈钢金属材料,专为井下勘探设计,具有极高安全系数和防爆功能。
15英寸LED背光彩色显示器,四组镍镉防爆可充电电池。
主机控制整个仪器操作,数据采集、管理和实时显示观测结果。
重22Kg。
配置四组防爆可充电电池。
2)数据采集站采集站外壳为导电塑料材质,具极高防爆功能,有2个状态指示灯LED指示采集站工作状态,重2.7Kg。
3)中继站中继站外壳以导电塑料材料。
每250m长测线接一个中继站,用来增强信号信号幅度。
状态指示灯LED代表中继站工作状态。
重2.7kg。
4)双分量水平检波器检波器互为垂直的双分量水平检波器,直径为55mm 。
检波器插入煤层中的孔洞后,用气筒给检波器胶囊充气使其膨胀,以便检波器紧紧的贴在巷道壁上。
在移出检波器时,只需轻轻按下阀门便可释放橡胶囊内部气体。
重3.3Kg 。
5)触发单元当触发单元接收到爆炸信号后,便立即触发数据采集单元和中继站开始记录,重 2.7Kg主机中内置的 USB 接口也具有触发功能,可以代替触发单元。
地震勘探仪器的原理与新技术地震记录仪是地震勘探中最基本的仪器之一、它的作用是记录地震波在地下传播时的振动情况。
地震记录仪由一组传感器、放大器和数据采集系统组成。
传感器通常采用压电陶瓷传感器或气流传感器,用于转换地震波的压力波动为电信号。
放大器则用于放大传感器产生的微弱电信号,以便进一步处理和分析。
数据采集系统则负责将放大后的信号数字化,并存储在计算机中,供后续处理。
地震传感器是地震记录仪中的关键部件,也是测量地震波传播的速度、方向和振幅的重要工具。
地震传感器的原理是利用传感器内部的物理效应来测量地震波的振幅和频率。
常用的地震传感器有三轴加速度计和压电传感器。
三轴加速度计可以同时测量三个方向上的加速度,从而确定地震波的传播速度和方向。
压电传感器则使用压电效应将地震波的压力波动转化为电信号。
地震源是地震勘探中的另一个核心部分。
地震源是通过施加力或释放能量来产生地震波的装置。
常见的地震源包括震源车、爆破和振动器。
震源车是一种装有震动源的车辆,通过车辆行驶产生地震波。
爆破则是利用爆炸产生的冲击波来生成地震波。
振动器则是通过振动设备产生地震波。
除了传统的地震勘探仪器,还有一些新技术被应用于地震勘探中。
其中之一是地震反演技术。
地震反演是利用地震波的传播特征来推断地下物质的属性和结构的方法。
它基于波动理论和数值模拟,通过对地震波的观测数据进行反演分析,得到地下介质的速度、密度和衰减等物理属性。
另一个新技术是多次反射地震勘探。
多次反射地震勘探是利用地震波在地下遇到不同介质界面反射产生多次反射波的原理来获取地下信息的方法。
它通过分析不同反射波的时间延迟和振幅变化,可以推断出地下结构的层次和反射界面的位置。
此外,地震勘探中还有其他一些技术和仪器,如地震井探测技术、地震电磁法和地形扫描仪等。
这些新技术和仪器的不断发展,不仅提高了地震勘探的精度和效率,也促进了地球科学的发展和地下资源的开发利用。
综上所述,地震勘探仪器是研究地球内部结构和地下地质构造的重要工具。
地震仪参数地震仪是一种用于测量地震活动的仪器,它可以记录地震的震源、震级、震中等信息。
地震仪的参数是指在测量和记录过程中所使用的各种参数,包括传感器灵敏度、采样率、频率响应等。
本文将介绍地震仪的常见参数及其影响。
1. 传感器灵敏度传感器灵敏度是指地震仪对地面振动的检测能力。
一般来说,传感器灵敏度越高,地震仪对微弱的振动信号就越敏感。
传感器灵敏度通常以电压输出或位移输出来表示,单位为V/m/s或m/V。
在选购地震仪时,需要根据需要选择合适的传感器灵敏度。
如果需要监测小幅度的地壳运动或近场地震活动,应选择高灵敏度的地震仪;而对于远场大型地震活动,则可以选择较低灵敏度的地震仪。
2. 采样率采样率是指地震仪每秒钟采集数据的次数。
较高的采样率可以提供更多细节的地震波形信息,但也会增加数据存储和处理的负担。
采样率一般以赫兹(Hz)为单位。
在选择地震仪的采样率时,需要考虑到所监测地震活动的频率范围。
根据奈奎斯特定理,采样率应至少为被测信号最高频率的两倍。
例如,如果需要监测10 Hz以下的地震活动,则采样率应至少为20 Hz。
3. 频率响应频率响应是指地震仪对不同频率地震波形的响应情况。
它描述了地震仪在不同频段内是否存在放大或衰减现象。
频率响应通常以分贝(dB)为单位。
在选择地震仪时,需要根据监测需求选择合适的频率响应范围。
如果需要监测较低频段(如0.1 Hz以下)或较高频段(如100 Hz以上)的地震活动,则需要选择相应范围内具有平坦或适当放大/衰减特性的地震仪。
4. 动态范围动态范围是指地震仪能够记录和处理的信号幅度范围。
较大的动态范围可以记录较大幅度的地震波形,但也会增加数据存储和处理的难度。
动态范围通常以分贝(dB)为单位。
在选择地震仪的动态范围时,需要考虑到所监测地震活动的幅度范围。
一般来说,地震仪的动态范围应能够覆盖预计监测到的最大地震活动幅度。
5. 噪声水平噪声水平是指地震仪在没有地震活动时所记录到的背景噪声水平。
地震仪参数摘要:一、地震仪参数简介1.地震仪的作用2.地震仪的分类二、地震仪的主要参数1.灵敏度2.频响范围3.动态范围4.分辨率5.精度三、地震仪参数对测量结果的影响1.灵敏度对测量结果的影响2.频响范围对测量结果的影响3.动态范围对测量结果的影响4.分辨率对测量结果的影响5.精度对测量结果的影响四、如何选择合适的地震仪参数1.根据测量目的选择参数2.平衡各参数的优缺点3.参考行业标准和实际需求五、总结正文:地震仪是一种用于检测、记录和测量地震波的仪器。
地震仪参数是衡量地震仪性能的重要指标,主要包括灵敏度、频响范围、动态范围、分辨率和精度等。
地震仪的灵敏度是指地震仪能够检测到的最小地震信号强度。
灵敏度过低会导致地震信号被忽略,而过高则容易产生误报。
因此,在选择地震仪时,需要根据实际应用场景选择合适的灵敏度。
频响范围是指地震仪能够检测的地震信号频率范围。
地震信号通常包含多种频率成分,因此地震仪需要具备较宽的频响范围以满足信号检测需求。
频响范围过窄会导致部分地震信号无法被检测到,从而影响测量结果。
动态范围是指地震仪能够同时检测到的最大和最小地震信号强度之比。
动态范围越大,地震仪对信号的检测能力越强。
然而,动态范围过大可能导致信号检测的稳定性下降,因此需要在实际应用中权衡。
分辨率是指地震仪能够分辨的两个相邻地震信号之间的最小强度差。
分辨率越高,地震仪对地震信号的检测和测量越精确。
在选择地震仪时,需要根据实际需求选择合适的分辨率。
精度是指地震仪测量结果与实际值之间的误差。
地震仪的精度直接影响到测量结果的可靠性。
在选择地震仪时,应尽量选择精度较高的产品,以保证测量结果的准确性。
总之,地震仪参数对测量结果具有重要影响。
在选择地震仪时,需要根据测量目的和实际需求,综合考虑各参数的优缺点,并参考行业标准,选择合适的地震仪参数。
64世 界 地 震 译 丛2011年第2期海底地震监测的低功率高分辨率数据记录仪G Fertitta A D Stefano G Fiscelli G C G iaconia摘要 介绍了用于海底地震监测的数字波形记录仪的设计、实施及其特征。
该套系统能够同时采集4个高分辨率信号,并且能够登录闪存库。
由于非常精细的体系结构的设计和利用强大的数字信号处理技术,两个相互冲突的主要问题已经得到解决:通过使用转换器获得高能量,同时获得优于120dB的高动态范围和低至250m W的功耗,因此可以很轻松地将海底地震仪在海底监测时间提高到3个月。
关键词:嵌入式系统 高分辨率数据采集 低功率 地震记录 数字滤波引言研究地壳动力学最先进、最有意义的一个方法是调查研究海底地震现象。
特别是,由于所有有关地震现象的很大一部分都发生在水下,所以要在洋底凭借所谓的海底地震仪(OBS)去接收和记录准确的地震数据(Kasahar a,2004),看起来是很自然的事,但是做起来却很困难。
由于特殊的环境特点(即很高的水平压力、湿度、温度等),这项工作却是一个难以操纵的任务。
然而,海洋底部接收站的人为噪声源(无论机械的还是电磁的)却大大降低,因此微弱信号的检测变为可能,例如微震或远震事件。
通过把精确时间和参考地点与这些事件联系起来,可以得到很多关于地震事件本身以及周围位置的地质特征。
海底地震仪也可以用来研究地震事件和海啸之间的相关性。
海底地震仪的主要任务是在测量活动期间探测所有地震事件并记录相关数据,通常持续时间为一周到数月不等。
一般情况下,海底站点是由一套复杂机械、电子和电气设备组成的自发系统,并能够执行命令,一但从海洋科考船中释放降落到原定的海底,便可长期进行记录,最后通过释放信号使海底地震仪启动自发程序返回到海平面并用船只回收。
在海底地震仪活动期间(海底),人们对该系统既不需要监控也不需要监视,因为部署任何类型的通讯工具都不切实际或太昂贵,因此它在整个监测阶段都必须可靠地运行。