[發(fā)明專利]一種地震觀測(cè)系統(tǒng)及生成地震傳遞函數(shù)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710618988.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107247288A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王翠芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川省地震局
• 主分類號(hào): G01V1/18
• 分類號(hào): G01V1/18
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙)51224
• 代理人: 趙正寅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種地震觀測(cè)系統(tǒng)及生成地震傳遞函數(shù)的方法。

背景技術(shù)

地震常常造成嚴(yán)重人員傷亡，能引起火災(zāi)、水災(zāi)、有毒氣體泄漏、細(xì)菌及放射性物質(zhì)擴(kuò)散，還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等災(zāi)害。因此，加強(qiáng)地震觀測(cè)是非常必要的。

目前，國(guó)內(nèi)外數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)主要是由反饋地震計(jì)和地震數(shù)據(jù)采集器的傳遞函數(shù)合成，地震觀測(cè)系統(tǒng)中的“主導(dǎo)二階極點(diǎn)”(表征地震計(jì)的工作周期和工作阻尼)是由反饋地震計(jì)中的模擬元器件和機(jī)械擺體共同生成，在寬溫范圍內(nèi)和長(zhǎng)期連續(xù)工作中很難保證其高精度和高穩(wěn)定性。而地震數(shù)據(jù)采集器對(duì)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的貢獻(xiàn)主要是高階低通濾波函數(shù)，對(duì)觀測(cè)精度貢獻(xiàn)不大。因此，目前的數(shù)字地震觀測(cè)系統(tǒng)存在的觀測(cè)精度低的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種地震觀測(cè)系統(tǒng)及生成地震傳遞函數(shù)的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中地震觀測(cè)系統(tǒng)的觀測(cè)精度低的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了為地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的技術(shù)效果。

第一方面，提供一種地震觀測(cè)系統(tǒng)，包括反饋地震計(jì)和地震數(shù)據(jù)采集器，其中，所述反饋地震計(jì)為無(wú)主導(dǎo)二階極點(diǎn)速度傳感反饋地震計(jì)，用于生成無(wú)主導(dǎo)二階極點(diǎn)的第一模擬電壓波形，包括：第一機(jī)械擺，與所述第一機(jī)械擺連接的速度傳感器，與所述速度傳感器相連接的第一環(huán)路濾波器，分別與所述的第一環(huán)路濾波器和所述第一機(jī)械擺連接的第一電機(jī)換能器；所述第一機(jī)械擺與所述速度傳感器、所述的第一環(huán)路濾波器、所述第一電機(jī)換能器形成第一反饋環(huán)；所述地震數(shù)據(jù)采集器為速度型主導(dǎo)二階極點(diǎn)地震數(shù)據(jù)采集器，用于基于所述第一模擬電壓波形生成所述主導(dǎo)二階極點(diǎn)，并轉(zhuǎn)換生成第一數(shù)字地震波形。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)施方式中，所述速度傳感器的傳感線圈與所述電機(jī)換能器的反饋線圈相互獨(dú)立。

結(jié)合第一方面，第一方面的第二種可能的實(shí)施方式中，所述無(wú)主導(dǎo)二階極點(diǎn)速度傳感反饋地震計(jì)還包括第一校正模塊，用于校正所述第一反饋環(huán)產(chǎn)生的反饋誤差。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，第一方面的第三種可能的實(shí)施方式中，所述第一機(jī)械擺為第一強(qiáng)阻尼直線擺。

結(jié)合第一方面，第一方面的第四種可能的實(shí)施方式中，所述反饋地震計(jì)為無(wú)主導(dǎo)二階極點(diǎn)位移傳感反饋地震計(jì)，用于生成無(wú)主導(dǎo)二階極點(diǎn)的第二模擬電壓波形，包括：第二機(jī)械擺，與所述第二機(jī)械擺連接的位移傳感器，與所述位移傳感器相連接的第二環(huán)路濾波器，分別與所述第二環(huán)路濾波器和所述第二機(jī)械擺連接的第二電機(jī)換能器；所述第二機(jī)械擺與所述位移傳感器、所述第二環(huán)路濾波器、所述第二電機(jī)換能器形成第二反饋環(huán)；所述地震數(shù)據(jù)采集器為位移型主導(dǎo)二階極點(diǎn)地震數(shù)據(jù)采集器，用于基于所述第二模擬電壓波形生成所述主導(dǎo)二階極點(diǎn)，并轉(zhuǎn)換生成第二數(shù)字地震波形。

結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，第一方面的第五種可能的實(shí)施方式中，所述第二電機(jī)換能器與所述位移傳感器分置于所述第二機(jī)械擺兩端。

結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，第一方面的第六種可能的實(shí)施方式中，所述第二機(jī)械擺為第二強(qiáng)阻尼直線擺。

結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，第一方面的第七種可能的實(shí)施方式中，所述位移傳感器為差動(dòng)電容位移傳感器。

第二方面，提供一種生成地震傳遞函數(shù)的方法，應(yīng)用于地震觀測(cè)系統(tǒng)，所述地震系統(tǒng)包括反饋地震計(jì)和地震數(shù)據(jù)采集器，所述方法包括：接收地面震動(dòng)并生成機(jī)械振動(dòng)；剝離所述反饋地震計(jì)中的主導(dǎo)二階極點(diǎn)并生成模擬電壓波形；基于所述模擬電壓波形生成所述主導(dǎo)二階極點(diǎn)并轉(zhuǎn)換生成數(shù)字地震波形。

結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實(shí)施方式中，所述剝離主導(dǎo)二階極點(diǎn)具體為：增大形成所述機(jī)械振動(dòng)的第一機(jī)械擺的阻尼，基于所述阻尼通過(guò)第一反饋方式將所述主導(dǎo)二階極點(diǎn)分解為兩個(gè)獨(dú)立的一階實(shí)數(shù)極點(diǎn)，其中一個(gè)被移至通頻帶的高端帶外，另一個(gè)則被移至所述通頻帶的低端帶外；或，增大形成所述機(jī)械振動(dòng)的第二機(jī)械擺的阻尼和所述第二機(jī)械擺的彈簧的剛度，通過(guò)第二反饋方式將所述主導(dǎo)二階極點(diǎn)分解為兩個(gè)獨(dú)立的一階實(shí)數(shù)極點(diǎn)，將所述兩個(gè)獨(dú)立的一階實(shí)數(shù)極點(diǎn)一起推出所述通頻帶的高端帶外。

本發(fā)明實(shí)施例中，由于將原分配給反饋地震計(jì)用模擬方法實(shí)現(xiàn)的主導(dǎo)二階極點(diǎn)任務(wù)轉(zhuǎn)交給地震數(shù)據(jù)采集器用數(shù)字算法去完成，地震計(jì)不再擔(dān)負(fù)工作周期和工作阻尼生成任務(wù)。由此一來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)主體全部用數(shù)字算法生成，精度得以大幅度提高，且不受環(huán)境條件變化和時(shí)間推移的影響。