地震观测技术与仪器PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　传感器 2

1.2　记录器 4

1.3　台站与台网 6

1.4　台阵 6

1.5　仪器校正与标定 6

2　地震传感器 8

2.1　标准的惯性地震计 8

2.2　地震计频率响应 10

2.3　地震计频率响应——另一解决方案 13

2.4　速度换能器 14

2.4.1　电磁阻尼 15

2.4.2　极性约定 16

2.5　仪器响应曲线的不同表现形式 16

2.6　传感器对瞬时信号的响应 18

2.7　阻尼常数 19

2.8　地震传感器的结构 21

2.8.1　伍德—安德森短周期扭转传感器 22

2.8.2　长周期传感器 22

2.8.3　花园门式传感器 23

2.8.4　倒立摆 23

2.8.5　拉科斯特弹簧结构 25

2.9　传感器标定线圈 27

2.10　有源传感器 28

2.11　加速度计 29

2.12　速度型宽频带传感器 29

2.13　扩展频率响应——反滤波与反馈 31

2.14　有源传感器的理论问题 32

2.14.1　反馈系统的一般响应 32

2.14.2　基本的力平衡加速度计 33

2.14.3　宽频带反馈地震计 35

2.14.4　其他反馈技术 36

2.15　传感器固有噪声 37

2.16　与放大器耦合的无源传感器中的噪声——理论问题 41

2.17　地震传感器的某些新趋势 45

2.17.1　具有电化学换能器的地震计 45

2.17.2　微型机加工加速度计和地震计 46

2.18　传感器参数 47

2.18.1　频率响应 47

2.18.2　灵敏度 48

2.18.3　传感器动态范围 48

2.18.4　传感器线性度 49

2.18.5　传感器交叉轴灵敏度 49

2.18.6　传感器增益与输出 50

2.19　传感器举例 50

2.19.1　勘探型4.5Hz地震检波器 50

2.19.2　短周期传感器——L4-C 51

2.19.3　加速度计——Kinemetrics EpiSensor 51

2.19.4　宽带传感器——Streckeisen的STS-1和STS-2及Güralp的CMG-3T 51

2.19.5　负反馈传感器——Lennarts LE-3D 52

2.19.6　井下传感器 54

2.20　传感器技术指标概述 54

2.21　传感器的选择 56

3　地震噪声 59

3.1　噪声的观测 59

3.2　噪声谱 60

3.3　功率谱与振幅测量值的关联 60

3.4　地震噪声源 65

4　模数转换器 66

4.1　一个简单的模数转换器——闪速ADC 67

4.2　模数转换器的基本特性 68

4.3　一种典型的模数转换器——斜坡ADC 70

4.4　多道模数转换器 71

4.5　更大动态范围的数字转换器 71

4.6　用于改善动态范围的过采样技术 72

4.7　∑-△模数转换器——SDADC 74

4.8　假频信号 78

4.9　去假频滤波器 79

4.10　数字转换器举例 82

5　地震记录器 85

5.1　模拟放大器 85

5.2　模拟滤波器 86

5.3　模拟记录 88

5.4　数字记录器入门 92

5.5　数字化 93

5.6　数据的时间标记 93

5.7　存储介质与环型缓存区记录 95

5.8　地震触发器 96

5.9　触发器参数及其设置值概述 99

5.10　通信与数据检索 102

5.11　公共域数据采集系统 103

5.12　在用的地震记录器 104

5.13　下一代记录器 104

5.14　记录器举例 106

5.15　记录器的选择 112

6　仪器响应校正 114

6.1　线性系统 115

6.2　频谱分析与傅里叶变换 118

6.3　噪声功率谱 123

6.4　频率域与时间域的一般仪器校正 124

6.5　频率响应函数的一般表达形式 125

6.6　去假频滤波器 128

6.7　仪器校正与极性 128

6.8　组合响应曲线 129

6.9　给出响应信息的常用方式 132

6.9.1　GSE 133

6.9.2　SEED 133

6.9.3　SEISAN 136

7　地震台站 137

7.1　地震台站的地理位置 137

7.2　台址选择与地震噪声测量 138

7.3　地震台站的安装 140

7.4　传感器的安装 141

7.4.1　宽带传感器安装 142

7.4.2　井下安装 145

7.4.3　什么是好的VLP台站 146

7.5　地震台站的临时性安装 146

7.6　雷电与过压保护 148

7.7　电源 149

7.7.1　依靠交流供电的台站 149

7.7.2　电池 150

7.8　其他能源 153

7.8.1　太阳能电池 153

7.8.2　风力发电机 155

7.8.3　燃料电池 156

8　地震台网 157

8.1　地震台网的目的 158

8.2　台网的几何布局 158

8.3　台网构成——物理台网与虚拟台网 161

8.4　物理地震台网 162

8.5　虚拟地震台网 166

8.6　物理与虚拟地震台网之间的选择 169

8.7　地震数据传输 169

8.8　模拟数据传输 170

8.9　无线电链路 171

8.9.1　单工—双工 171

8.9.2　点到点或点到多点无线电网络 172

8.9.3　扩频 172

8.9.4　无线电链路的构成与设备 172

8.9.5　带有中继站的无线电链路 175

8.10　电话与卫星 177

8.11　数字数据传输协议及其应用举例 178

8.11.1　串行数据 179

8.11.2　TCP/IP通信 181

8.11.3　数字数据压缩 183

8.11.4　用于地震信号的纠错方法 183

8.11.5　地震数据传输与计时 184

8.11.6　通信与图形 184

8.12　地震台网举例 185

8.13　地震台网的运行 186

8.13.1　物理运行 188

8.13.2　数据处理 188

8.14　如何建立自己的台网 190

9　地震台阵 192

9.1　台阵基本参数 193

9.2　台阵传递函数 197

9.3　仪器特性 198

9.4　野外布设 200

9.5　一个流动台阵实例 204

10　标定与测试 206

10.1　测试设备与测试信号的记录 206

10.2　传感器 207

10.2.1　传感器固有周期 207

10.2.2　地震计阻尼 209

10.2.3　确定标定线圈的电动常数 211

10.2.4　极性与传感器取向 211

10.2.5　使用简谐波驱动法测定频率响应 213

10.2.6　利萨如图形 215

10.3　传感器绝对标定方法 217

10.3.1　振动台 217

10.3.2　以地面作为振动台 217

10.3.3　通过按步移动进行标定 218

10.3.4　通过倾斜测定加速度计灵敏度 219

10.4　标定脉冲的利用 221

10.5　记录器 224

10.6　仪器固有噪声的测量 227

附录：电子学基础 230

参考文献 251

公司参考信息 255

索引 259