[實用新型]微型高頻構造活動信息遙測儀

有效

• 申請號: 201220394324.4
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN202693806U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 張詩笛;劉力強;陳國強;劉培洵;陳順云
• 申請（專利權）人: 中國地震局地質研究所
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/22
• 代理公司: 北京萬慧達知識產權代理有限公司 11111
• 代理人: 于淼;楊穎

技術領域

本實用新型涉及構造活動監測領域，尤其是一種微型高頻構造活動信息遙測儀。

背景技術

現代構造運動（modern?tectonic?movement）是新構造運動的一部分，指人類歷史時期所發生的或正在發生的地殼運動。它對人類經濟活動有較大的影響。除用地貌研究法等以外，還可以用各種方法和儀器進行觀測，得出現代構造運動的相關性質。地殼處于不斷的運動之中，運動以各種形式的構造活動表現出來，地震（Earthquake）僅僅是其中的一種表現形式，地震預報應當建立在全面的構造活動觀測之上。

近年來，地震前兆觀測技術得到很大改進，實現了數字化、自動化、高精度與寬頻帶記錄。但是，目前我們國家現有的測震臺站，采樣時間間隔較長、臺站間距較大，相對于我國廣袤的疆土，這些臺站遠遠不能滿足對前兆監測的要求。面對臺站數量少、類型不全、成本高、覆蓋密度低等現狀，如何對構造活動進行多參數、高密度監測是長期以來有待解決的問題。

此外，能被人們所感知的地震（頻率在幾赫茲到幾百赫茲）是從地殼內部的微破裂（破裂尺度在毫米級，頻率在幾百赫茲至上千赫茲，甚至更高）開始，并由許多個這樣的微破裂通過疊加、貫通逐漸形成大尺度（幾百米到上百公里）、低頻率的破裂帶。在一些地震前，人們可以清楚的聽到如汽車奔馳時發出的嗚嗚聲等聲音，這些聲音由地殼內部巖石破裂所產生，頻率一般在幾千赫茲左右。

不同破裂尺度的構造活動，產生的信號屬于不同的頻率范圍。一般認為，天然地震（Earthquake）的破裂尺度為幾百米到上百千米，所產生的信號頻率幾赫茲；微地震（MicroEarthquake）的破裂尺度為幾米到一千米，所產生的信號頻率幾十赫茲到幾百赫茲；地聲（GeoPhone）的破裂尺度為幾毫米到上百米，所產生的信號頻率為幾千赫茲；聲發射信號（Acoustic?Emission）目前多由實驗室觀測記錄，其破裂尺度在毫米級，所產生的信號頻率可達到幾萬赫茲。

對地殼內部高頻信號的觀測是有必要且有意義的。通過對高頻信號的觀測，可能發現中強震甚至大地震前地殼運動頻率的異常，從而更需要增加對高頻信號領域，這一可能的地震前兆信號的分析與研究。

我國現有的構造活動研究觀測主要基于地電觀測臺網、地形變臺網、全國測震臺網、首都圈測震臺網、地下水觀測網、GPS（Global?Positioning?System，全球定位系統）觀測網絡以及野外地質調查等研究觀測手段。這些觀測手段中，普遍存在著采樣時間間隔不夠密集和空間上測點間距較大的問題。由采樣定理容易知道，要抓取瞬間的信號變化，采集速度必須比信號要快；要量到細微的物體，必須用比物體還要小的尺子。同樣，想要全面的觀測構造產生的信號，需要更高采樣頻率、更高分辨率的觀測儀器。從觀測手段上來說，高密度的覆蓋小型觀測臺站，是解決目前臺站測點間距過大引起采樣分辨率不高這個問題的途徑之一。

不同類型的觀測儀器采集信號的分辨率的范圍。地震儀的采樣率為幾十秒一個樣點至每秒鐘幾百個樣點；地形變觀測儀器的采樣率為幾天一個樣點至每秒鐘幾千個樣點；電磁觀測儀器的采樣率為幾分鐘一個樣點至每秒鐘幾百個樣點；地下流體、地溫觀測儀器的采樣率為幾天一個樣點至每秒鐘幾個樣點。

目前在小型、高頻率的觀測構造活動信號這一領域還有所缺失，不能滿足對構造活動的在時間和空間上的全面監測。對于一些頻率較高的信號——如地聲，或者是頻率成分豐富的信號——如電磁信號；需要用分辨率高的高速采樣儀器才能滿足觀測要求，否則會導致高頻成分信號的缺失以及采集信號的失真等問題，致使對觀測數據的分析和研究出現偏差甚至誤判。目前的觀測臺站，從時間分辨率上來說，采樣頻率較低，對于構造活動高頻信息的觀測采集有所缺失；從空間分辨率上來說，現有的單個臺站占地面積一般達到幾百平方米，人口聚居區不利于大密度布設，但是受到臺站需要有人值守的限制，在非人口聚居區的條件惡劣地區實現大密度布設也有困難。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種微型高頻構造活動信息遙測儀，以解決對地殼運動產生的構造活動進行監測上在高頻信號采集方面的問題，以填補或擴展對地殼運動產生的高頻信號的觀測和數據采集的能力。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種微型高頻構造活動信息遙測儀，該微型高頻構造活動信息遙測儀與遠程服務器相耦接，其特征在于，包括：傳感器單元、數據采集單元、3G模塊和控制單元；其中，