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地震 2020年第3期40卷 167-178页

作者：李静渊杨江李农发余剑锋李震中国地震局地震研究所湖北武汉430071 武汉地震科学仪器研究院有限公司湖北武汉430071

SS-Y伸缩仪在中国地壳形变观测中已安装使用多年,为了保证观测信噪比,伸缩仪基线长度一般在10~30 m之间,过长的基线导致仪器易受环境干扰的影响;同时,由于没有密封设计,长期使用会出现格值误差等问题。针对SS-Y伸缩仪所存在的不足,研制... 详细信息

SS-Y伸缩仪在中国地壳形变观测中已安装使用多年,为了保证观测信噪比,伸缩仪基线长度一般在10~30 m之间,过长的基线导致仪器易受环境干扰的影响;同时,由于没有密封设计,长期使用会出现格值误差等问题。针对SS-Y伸缩仪所存在的不足,研制了一种新型短基线伸缩仪,仪器基线长度为1 m,采用具有较高精度的电容传感器进行位移测量,并设计了全新的整体密封结构,使仪器具备更好的抗干扰能力。线性度、灵敏度等参数测试及观测试验结果表明,该新型短基线伸缩仪具有良好的性能特性和观测信噪比,这为仪器的进一步优化打下了基础。

关键词：短基线伸缩仪环境干扰抗干扰能力信噪比

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伸缩仪频带拓宽关键技术研究

伸缩仪频带拓宽关键技术研究

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作者：李静渊中国地震局地震研究所

学位级别：硕士

近年来,在地震和固体潮的日常观测中,发现有一些伴随强地震的异常震颤波,而SSY伸缩仪等前兆仪器却无法观测到这些高频信息。拓宽伸缩仪的频带,可为地震前兆观测提供全新频段的数据支撑,对地震前兆观测技术和地震预报的发展具有重要的创... 详细信息

近年来,在地震和固体潮的日常观测中,发现有一些伴随强地震的异常震颤波,而SSY伸缩仪等前兆仪器却无法观测到这些高频信息。拓宽伸缩仪的频带,可为地震前兆观测提供全新频段的数据支撑,对地震前兆观测技术和地震预报的发展具有重要的创新性和实际意义。本文着眼于地震前兆观测高频信息的数据需求,深入研究伸缩仪频带拓展需要解决的关键问题,最终提供一种全新短基线伸缩仪的解决方案。通过全新设计拓宽了仪器的观测频带并解决了SS-Y型伸缩仪存在的抗干扰能力较差、格值误差和自校验能力较差等问题,提升了仪器的抗干扰能力和长期稳定性,为仪器数据的可靠性提供了保障。本文的研究目标是将伸缩仪的观测频带从DC至数十秒拓展到DC至100Hz,解决伸缩仪应变观测高频信息缺失的问题。为满足高频观测需求,结合SS-Y伸缩仪所存在的一系列问题,本文对伸缩仪的结构和核心传感器均进行了重新设计。仪器基线长度仅在一米左右,取消了基线吊丝悬挂的结构,采用差动电容传感器进行位移测量,并进行整体密封,实现了仪器的小型化和一体化。通过对仪器的实验室测试,其频带拓宽至DC-200Hz,线性度、格值重复性均小于1%,量程优于1×10,满足设计目标和观测要求;通过实际观测测试,仪器对地震有清晰的同震响应,固体潮观测资料良好,推算的分辨力达到了设计要求和国家地震行业标准。本文提供了一种新型的伸缩仪方案,创新性解决了洞体前兆观测仪器高频信息缺失的问题,实现了仪器的小型化和一体化。

关键词：伸缩仪异常震颤拓宽频带小型化一体化

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