现代数字地震仪24页PPT
合集下载
《地动仪》课件
02 03
学校教育
一些学校开始将《地动仪》的制作技艺纳入课程，通过课堂教学的方式 ，让学生了解和学习这一传统技艺。这种方式不仅让学生们学到一门技 艺，还能培养他们对传统文化的兴趣和热爱。
社会传承
社会传承主要通过各种社会活动和公共项目来实现。例如，一些社会团 体和组织会组织培训班、工作坊等活动，邀请专家和传承人向公众传授 《地动仪》的制作技艺。
《地动仪》的外观构造
外观描述
地动仪的外观是一个高约1.7米， 直径约1.4米的铜质球体，表面刻 有精细的纹饰，具有古朴典雅的
美感。
材质
地动仪的主要材质是铜，具有良好 的导热性和耐腐蚀性，能够长期保 持其外观和功能。
颜色
地动仪的颜色呈现为铜绿色，经过 长时间氧化和风化作用，表面形成 了一层保护膜，使仪器更加坚固耐 用。
在古代，由于科学技 术的限制，人们对地 震的预测和防范能力 有限。
古代人们对地震的认知
在古代，人们对地震的认知有限，普 遍认为地震是神灵或天意的干预。
这种认知限制了人们对地震的防范和 应对能力，增加了地震灾害的风险。
虽然有一些古代文献记载了地震的发 生和影性，延长使用寿命。
《地动仪》在未来的应用前景
教育领域
将《地动仪》应用于教育领域，作为地震科普教育的重要工具， 提高公众对地震的认识和防范意识。
防灾减灾
将《地动仪》应用于地震监测和预警系统，为政府和民众提供及时 、准确的地震信息，减少地震灾害损失。
文化传承
将《地动仪》作为中华优秀传统文化的代表，向世界展示中国古代 科技的智慧和魅力，促进文化交流与传承。
《地动仪》的内部结构
内部构造
地动仪内部由多个精密的机械部件组成，包括感应器、传 动机构、指示器等。
地动仪课件
现代地震监测技术
随着科技的发展，现代地震监测 技术已经非常先进，包括地震台
网、遥感技术等。
地动仪的局限性
尽管如此，地动仪仍然具有一定 的应用价值，尤其是在一些偏远 地区或地震台网覆盖不到的地方
。
辅助监测工具
地动仪可以作为辅助监测工具， 与其他地震监测技术相结合，提
高地震监测的准确性和效率。
地动仪在地震预警系统中的价值
地动仪课件
目 录
• 引言 • 地动仪历史与发展 • 地动仪工作原理与结构 • 地动仪应用与价值 • 地动仪文化与传承 • 总结与思考
引言
01
课程背景与目标
课程背景
介绍地震学的历史和现状，以及 地动仪在地震监测中的重要性。
课程目标
让学生了解地动仪的基本原理、 结构和工作方式，以及其在地震 监测中的应用。
地动仪简介
01
02
03
地动仪的发明者
介绍地动仪的发明者张衡 及其背景。
地动仪的结构
详细描述地动仪的结构， 包括外框、感应器、指示 器等部分。
地动仪的工作原理
解释地动仪的工作原理， 包括地震波的传播和地动 仪的感应机制。
地动仪历史与发展
02
地动仪起源与传说
起源
地动仪起源于中国古代，据传最早的地动仪是由东汉时期的 张衡发明的。
04
地动仪在古代地震监测中的作用
古代地震监测工具
地动仪是中国古代的发明，用于 监测地震。
地震预警作用
地动仪能够感知地震波，通过机械 装置和动物行为等反应，提前预警 地震的发生。
历史记录
历史记录表明，地动仪在古代多次 地震中发挥了预警作用，为人们提 供了宝贵的逃生时间。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
微震监测系统PPT课件
况，提供多种显示方法
第22页/共45页
23
4、数据采集、分析软件
微震监测事件定位与统计分析软件-事件选择
微震事件选择
IHMS EventAnalysis软件默认按事件发生的时间的先后顺序选择数据。
通过菜单查看和操作不同的事件
第23页/共45页
24
4、数据采集、分析软件
微震监测事件定位与统计分析软件-事件选择
永久保存微震事件数据，可通过邮件系统远程发 送事件数据 3、短信报警功能，通过GPRS网络可以把监测系统 故障、事故前兆情况或事故发生情况发送到个人 手机上，可自定义震级或震源能量达到多少值时 触发报警信息
第20页/共45页
21
4、数据采集、分析软件
微震数据采集软件
24小时事件记录图
第21页/共45页
设备特点(2)
➢ 实时、连续地采集现场产生的各种触发或连续的信号 数据，并可以将采集到的数据记录、保存15天以上， 允许用户查看并随时重新处理从远程站点采集到的数 据。自动记录、显示并永久保存微震事件数据。
➢ 提供多套微震事件实时拾取算法：包括阈值、窗口比 值、窗口差值等算法
➢ 采用软件的滤波处理器、阈值设定和带宽检波功能等 多种方式，修整事件波形并剔除噪声
微破裂(微震)
微破裂
传感器1
传感器2
传感器3
弹性波
第4页/共45页
4
1、概述
IHMS微震监测系统介绍
我公司在国内率先推出具有完全自主知识产权的微震监测系统，该 系统由传感器、数据采集站、传输光缆、GPS授时同步模块、短信报警 系统、地面数据综合处理主机、无线传输模块、事件数据定位与统计 分析软件等组成，单个采集站主要由数据采集模块（8通道）、网络传输 模块、时间同步模块组成，单个微震采集站可与若干个数据采集站相连 ，整套微震监测系统能控制多达256个数据采集站、2048个通道，最大监 测半径达80千米。系统基本构架采用分布式网络拓扑结构，采用以太网 将采集系统和控制系统连成一体，并可通过无线数据传输模块远程管理 设备系统，最后由地面数据综合处理分析中心完成数据的实时处理。系 统耗低功、高信噪比、安装使用方便。
第22页/共45页
23
4、数据采集、分析软件
微震监测事件定位与统计分析软件-事件选择
微震事件选择
IHMS EventAnalysis软件默认按事件发生的时间的先后顺序选择数据。
通过菜单查看和操作不同的事件
第23页/共45页
24
4、数据采集、分析软件
微震监测事件定位与统计分析软件-事件选择
永久保存微震事件数据，可通过邮件系统远程发 送事件数据 3、短信报警功能，通过GPRS网络可以把监测系统 故障、事故前兆情况或事故发生情况发送到个人 手机上，可自定义震级或震源能量达到多少值时 触发报警信息
第20页/共45页
21
4、数据采集、分析软件
微震数据采集软件
24小时事件记录图
第21页/共45页
设备特点(2)
➢ 实时、连续地采集现场产生的各种触发或连续的信号 数据，并可以将采集到的数据记录、保存15天以上， 允许用户查看并随时重新处理从远程站点采集到的数 据。自动记录、显示并永久保存微震事件数据。
➢ 提供多套微震事件实时拾取算法：包括阈值、窗口比 值、窗口差值等算法
➢ 采用软件的滤波处理器、阈值设定和带宽检波功能等 多种方式，修整事件波形并剔除噪声
微破裂(微震)
微破裂
传感器1
传感器2
传感器3
弹性波
第4页/共45页
4
1、概述
IHMS微震监测系统介绍
我公司在国内率先推出具有完全自主知识产权的微震监测系统，该 系统由传感器、数据采集站、传输光缆、GPS授时同步模块、短信报警 系统、地面数据综合处理主机、无线传输模块、事件数据定位与统计 分析软件等组成，单个采集站主要由数据采集模块（8通道）、网络传输 模块、时间同步模块组成，单个微震采集站可与若干个数据采集站相连 ，整套微震监测系统能控制多达256个数据采集站、2048个通道，最大监 测半径达80千米。系统基本构架采用分布式网络拓扑结构，采用以太网 将采集系统和控制系统连成一体，并可通过无线数据传输模块远程管理 设备系统，最后由地面数据综合处理分析中心完成数据的实时处理。系 统耗低功、高信噪比、安装使用方便。
地震勘探仪器介绍讲义
40GB
128MB
40dB
陷 波 器 ：
72dB/
切 滤 波 器 陡 度 ： 优 于
倍 频 程
截 滤 波 器 陡 度 ： 软 件 滤 波
≥90dB
间 串 音 压 制 ：
20K
入 阻 抗 ：
0 9999ms
时 ：
～
± 0.05%
真
度 ：
±0.01ms
位 一 致 性 ：
±0.2%
度 一 致 性 ：
1μV
第一节 地震仪器主机
集中式逻辑控制型数字地震仪总框图
如SN338、DFS-V和MDS-10等
第一节 地震仪器主机
集中式数控地震仪框图
第一节 地震仪器主机
分布式遥测型数字地震仪
第一节 地震仪器主机
SK-1004遥测地震记录系统框图
第一节 地震仪器主机
分布式遥测系统布置模拟
第一节 地震仪器主机
10. 间 隔： 声波采样 ：2.5μs～32000μs (以0.5μs为增量可选)。
1. 探测介质
1. 探测深度： 自动探测为100m以内，用户自定义探测深度不限。
2. 探测层数：≤5层；
2. 电 源
1. 供 电：内含有高能锂电池，可连续工作4小时以上；
2. 数据保持：掉电情况下，可保证数据1000小时不丢失；
5℃-+40℃
267×457×533.4mm
● 几 何 尺 寸 ： 。过 冲 击 和 振 动 试 验 ；。 全 封 闭 结 构 ， 小 雨 中 可 工 作 ，● 工 作 环 境 ： 启 动 温 度 ， 工 作 温待 时 消 耗 电 为 ， 外 接 电 源 供 电 ；● 电 源 ： ， 采 集 时 每 道 增 加 ，控 制 触 发 门 槛 值 ；● 触 发 ： 正 ， 负 触 发 或 接 触 式 闭 路 ， 软括和英寸的连续热敏打印机；●绘图仪：可驱动各种兼容的打印机，或；接口存入磁带记录，数据格式有，●数据存储：数据存储在内置硬盘上或通外接各道的数据采集；的软件控制本机各道和●软件：平台操作系统，采，和格式；●数据格式：标准格式，同时具备户需要设计检测结果显示方式；●本机检测：内置或外带检测系统，根据置；，测量检波器故障同时指出大线短路或短路●大线测试：实时监测排列上检波器的噪动覆盖；●滚动：全部工作道可通过软件实现辅助道或数据道；● 辅 助 道 ： 可 以 通 过 程 序 设 置 任 意 工 作 道● 延 迟 ： 至 一 步 到 位 ；源 ；● 智 能 型 自 触 发 ： 可 供 天 然 地 震 观 察 和 可● 延 时 触 发 ： 最 大 样 点 ；样 点 ；● 记 录 长 度 ： 标 准 样 点 ， 也 可 选先 导 相 关 器 ；器 ， 还 可 选 用 于 伪 随 机 震 源 （ ）相 关 器 ： 内 置 用 于 可 控 震 源 的 高 速 硬 件 相
地震仪
零 点 0 0
极 点 -0.012342±j0.012342 -266.57±j266.57 -333.80±j89.440 -244.36±j244.36 -89.440±j333.80
根据线性动态系统传递函数计算频率特性
已知系统的传递函数H(s)可以直接令s=jω代入H(s)来计算频率特性：
H ( j ) H ( s) s j
标准术语和定义
• 强震动加速度仪：记录地震产生强地面运动的加速度的仪 器。 • 微震仪：用于记录微、小地震的仪器。 • 井下地震仪：将地震计或将地震计和数据采集器安装在地 下钻井中进行地震观测的专用地震仪。 • 流动地震仪：用于地震现场考察等监测前震和/或余震以 及震群等活动，或为某个特定的、临时性的地震观测而使 用的轻便型地震仪器设备。
k b z k k a z k k 0 k 0 N
M
传递函数的零极点表达： H ( z ) A
1 ( 1 c z k ) 1 ( 1 d z k ) k 1 k 1 N
M
离散时间线性时不变系统的传递函数完全由它的零点、 极点及常数A来决定。对于一个稳定系统，其极点应全部位 于z平面单位圆内部。
光杠杆放大
机械杠杆放大 电流计放大
观 测 量 与 观 测 频 带
自振频率
观测地面运动加速度 观测地面运动位移
机械摆对地面运动的响应
电流计放大地震仪仍然记录地面运动位移
电流计
动圈换能地震计 阻尼0.7 阻尼2.1
地震计 自振频率 电流计 自振频率
电流计+地震计
积分特性
观测量
• 位移
– 机械放大地震仪 – DD-1短周期地震仪（记录器中有积分电路）
SUMMUT地震仪组成-(1)PPT课件
所示，结合钻井资料解释后的地质断面如图11所示。可见
矿体在深部呈层状展布并被次级断裂切割。
2021/3/12
22
Tiefe [m] Geschwindigkeit [m/s]
检测检波器是否接好 设置参2
20
金属矿勘探实例
Summit Ⅱ Plus 地震仪
2021/3/12
21
实例1
爱尔兰的Navan铅锌矿赋存于深650m的灰岩之中，为探测
深至1000m的控矿构造和矿产发育情况，采用Summit地
震仪进行了详细的反射法地震勘探。地震反射剖面如图10
9
USB接口卡
在USB接口的上面有一个电源/数据线接口（母的）和三 个状态指示灯：
2021/3/12
10
USB接口卡
在USB接口的前面有4个与触发相关的BNC插头
一 在收到从主机发出的触发允许信号后，将输出一个正脉 冲（3.3v,1ms）
二 在收到来自主机的触发信号或者来自触发单元（TU）的触发信号或触发
2021/3/12
5
Summit II plus地震仪
采集软件
2021/3/12
6
Summit II plus地震仪
采集软件
2021/3/12
7
一 二
USB接口卡的作用
转换信号的作用 启动触发的作用
2021/3/12
8
Summit II plus地震仪
USB接口卡
USB接口卡把笔记本电脑和地震排列连成 完整的野外观测系统。它很小，重仅0.5 Kg，尺寸14×13.5×5.5cm
触发脉冲单元内部是由线圈组成，在大电 流通过线圈的时候，触发脉冲单元会感应 一个信号并送给触发单元，启动触发。
地震仪器基础检波器ppt课件
线圈通过弹簧片于软铁外壳相连，线圈又处于磁钢于软体 外壳的缝隙磁场中，工作时，软体外壳受到地震波的作用 而运动时，线圈则相对磁钢做相对运动。根据电磁感应原 理，线圈和磁钢做相对运动切割磁力线，线圈中将产生感 应电动势，且电动势的大小与相对运动速度成正比，此感 应电动势即为地震检波器的输出信号。
.
海上勘探事业部
的有效动态范围已达到120dB以上(理论值140dB)，想在仪器本身提高勘探质 量难度已很大，而与之配套的地震检波器其动态范围。
• 检波器动态范围一览表
动态范围(dB) 53.97 60 66.02 73.98 80 失真度（％） 0.2 0.1 0.05 0.02 0.01 目前，国内检波器的失真指标要求在0.2%以下，其动态范围小于60dB，不及 仪器动态范围的一半。 可见，如何提高检波器自身的动态范围，已成为提高地震勘探质量的瓶颈， 虽然对提高检波器的动态范围到底对地震勘探质量的能提高多少，目前没有 量的概念，但是，检波器的动态范围越大，其地震数据就越能真实的反应地 质概貌，这是物探专家们的共识。所以说，低失真的检波器是勘探业内一直 追求的检波器。这是本系列检波器要解决的目标之一。
.
海上勘探事业部
一、地震检波器定义 1、地震检波器是把传到地面和水面的地震波转换成电信号的装置，它是地震仪
器野外数据采集的关键部件。 2、地震检波器串：将一组检波器以串联、并联或串并联方式连接在一起，称为
检波器串。 4、三分量（3-C）检波器：同时可接收水平、侧向和上下三个方向振动的检波器。 5、双检（2-C）：由水检（压电检波器）和陆检（动圈式检波器）组成。可同时
.
海上勘探事业部
• 地震勘探中实际的地震信号可以从μV级到1V以上，其动态范围大于120dB。
.
海上勘探事业部
的有效动态范围已达到120dB以上(理论值140dB)，想在仪器本身提高勘探质 量难度已很大，而与之配套的地震检波器其动态范围。
• 检波器动态范围一览表
动态范围(dB) 53.97 60 66.02 73.98 80 失真度（％） 0.2 0.1 0.05 0.02 0.01 目前，国内检波器的失真指标要求在0.2%以下，其动态范围小于60dB，不及 仪器动态范围的一半。 可见，如何提高检波器自身的动态范围，已成为提高地震勘探质量的瓶颈， 虽然对提高检波器的动态范围到底对地震勘探质量的能提高多少，目前没有 量的概念，但是，检波器的动态范围越大，其地震数据就越能真实的反应地 质概貌，这是物探专家们的共识。所以说，低失真的检波器是勘探业内一直 追求的检波器。这是本系列检波器要解决的目标之一。
.
海上勘探事业部
一、地震检波器定义 1、地震检波器是把传到地面和水面的地震波转换成电信号的装置，它是地震仪
器野外数据采集的关键部件。 2、地震检波器串：将一组检波器以串联、并联或串并联方式连接在一起，称为
检波器串。 4、三分量（3-C）检波器：同时可接收水平、侧向和上下三个方向振动的检波器。 5、双检（2-C）：由水检（压电检波器）和陆检（动圈式检波器）组成。可同时
.
海上勘探事业部
• 地震勘探中实际的地震信号可以从μV级到1V以上，其动态范围大于120dB。
地震仪器设备简介 PPT课件
11
采集站的基本原理
• 滤波、多路转换开关（在一个采样间隔依次对每道采一次样） ，采样间隔，采样定理，过采 样，
• 主放（瞬时浮点放大IFP）--放大的是已经离散化的地震子样，最高位码权值4096MV，最低位码权值0。5MV，主放都能选择一个 四进制三位码表示的增益把子样放大到A/D转换的满量的16%--87%之间。这就是对子样的规范化，大大提高记录精度。他是在指令对增益 控制电路、增益比较器电路完成的。
3
仪器主机
4
地震数据采集系统的核心就是地震勘探仪器 ,这里就以遥测 数字地震仪器为例简要介绍其结构、电路组成和关键技术 等。遥测数字地震仪器由硬件和软件两大部分构成 ,硬件 是完成数据采集的执行部件 ,软件是完成数据采集等的控 制程序。软件一般包括采集程序、监控程序、诊断程序、 现场处理程序和其它服务程序等 ,它们分别用来控制和管 理地震数据的采集、系统的协调工作、故障的检测、采集 质量的监视和其它服务工作等。硬件设备主要包括采集站、 交叉站、电源站、电缆、中继站和主机等 ,它们依次完成 地震信号从模拟到数字的采集、排列的管理、排列的供电、 模拟信号的输入和数字信号的传送、数字信号与命令或状 态整形和接力以及数据的整编与记录。
上电缆）。
• 数传电缆：就是采集的地震信号以数字的形式，在采集站之间及采集站与仪
器之间进行传输。如SN388（陆地）、SYSTEM-II（陆地）、408USL（海 上）。
• 1、模拟电缆的特点：是每个地震道占用一对导线传送地震信号，传送的是模
拟信号。导线越长，模拟信号衰减得越厉害。导线的芯数根据采集站所接收 的道数决定的。每对芯线绞合前行，目的是获得相应长度的工作电容。
经数据通讯电路整理，最后将数字信号经采集站接口电路
采集站的基本原理
• 滤波、多路转换开关（在一个采样间隔依次对每道采一次样） ，采样间隔，采样定理，过采 样，
• 主放（瞬时浮点放大IFP）--放大的是已经离散化的地震子样，最高位码权值4096MV，最低位码权值0。5MV，主放都能选择一个 四进制三位码表示的增益把子样放大到A/D转换的满量的16%--87%之间。这就是对子样的规范化，大大提高记录精度。他是在指令对增益 控制电路、增益比较器电路完成的。
3
仪器主机
4
地震数据采集系统的核心就是地震勘探仪器 ,这里就以遥测 数字地震仪器为例简要介绍其结构、电路组成和关键技术 等。遥测数字地震仪器由硬件和软件两大部分构成 ,硬件 是完成数据采集的执行部件 ,软件是完成数据采集等的控 制程序。软件一般包括采集程序、监控程序、诊断程序、 现场处理程序和其它服务程序等 ,它们分别用来控制和管 理地震数据的采集、系统的协调工作、故障的检测、采集 质量的监视和其它服务工作等。硬件设备主要包括采集站、 交叉站、电源站、电缆、中继站和主机等 ,它们依次完成 地震信号从模拟到数字的采集、排列的管理、排列的供电、 模拟信号的输入和数字信号的传送、数字信号与命令或状 态整形和接力以及数据的整编与记录。
上电缆）。
• 数传电缆：就是采集的地震信号以数字的形式，在采集站之间及采集站与仪
器之间进行传输。如SN388（陆地）、SYSTEM-II（陆地）、408USL（海 上）。
• 1、模拟电缆的特点：是每个地震道占用一对导线传送地震信号，传送的是模
拟信号。导线越长，模拟信号衰减得越厉害。导线的芯数根据采集站所接收 的道数决定的。每对芯线绞合前行，目的是获得相应长度的工作电容。
经数据通讯电路整理，最后将数字信号经采集站接口电路