力平衡反馈技术在石英水平摆倾斜仪中的应用研究

石英水平摆倾斜仪在前兆地震观测中得到了广泛的应用,取得了较好的观测数据,但是仍然存在一些不足,如灵敏度未知、频率特性不理想等.为解决这些问题,本文提出一种基于力平衡反馈技术的石英水平摆倾斜仪设计方法.该方法通过差动式电容换能器检测摆锤的位置信息,将其转换成电信号输出;同时通过电子线路将输出电压信号处理后反馈给摆锤,该反馈电压在摆锤上产生一静电力.根据该设计方法,我们研制了原理样机并进行了测试,结果表明,样机的灵敏度为16801V/(m·s^(-2)),样机的幅度响应在从DC到5s都是平坦的.

力平衡反馈式地震计反馈力系数动态测试研究

力平衡反馈式地震计反馈力系数为多物理量复合的技术参数,对地震计的灵敏度和仪器响应起到至关重要的作用.现有的测量反馈力系数的方法通过测量磁缸磁感应强度、线圈长度和摆锤质量来进行静态计算测量,该方法频带窄,处于固有频率以内,且受摆的机械特性影响较大.本文提出一种在高于固有频率的频带上,利用不同频点上的相关物理量计算反馈力系数的动态测试方法,实现了测试过程与机械摆解耦,且其标定与摆的机械特性无关.实验测试表明,该方法在6倍固有频率以内测量结果稳定,相对精度为4%,绝对精度为0.29 m.s^(-2)·A^(-1).与传统方法相比,该方法频带更宽,动态范围更大,测量过程操作简单,对地震计灵敏度自检具有重要意义.

力平衡反馈石英水平摆倾斜仪传递函数测试方法研究

基于力平衡反馈技术,利用阶跃电压信号和正弦波电压信号作为标定信号,提出了一种石英水平摆倾斜仪传递函数的动态测试方法.本文研究了标定电压信号的引入方法,推导了力平衡反馈石英水平摆倾斜仪对输入标定电压信号的传递函数及其输出表达式,并进行了测试试验,得到倾斜仪的正弦标定输出响应和阶跃标定输出响应;在此基础上,应用推导的理论公式,对正弦标定输出响应和阶跃标定输出响应分别进行非线性拟合,得到力平衡反馈石英水平摆倾斜仪的周期和阻尼.试验测试结果显示,正弦波标定测试得到的周期和阻尼与阶跃标定测试得到的周期和阻尼一致性较好,验证了本文所提出测试方法的有效性.

基于力平衡负反馈的电化学地震检波器

提出了一种基于力平衡负反馈系统的电化学微震检波器。通过力平衡负反馈系统与频率补偿电路相结合,使电化学微震检波器的工作带宽从7~20 Hz拓展至0. 1~50 Hz,灵敏度为3 227 V/m/s,为相同频率下动圈式地震检波器的161. 4倍,为资源勘探、桥梁、大坝以及其他建筑物的震动信号监测应用提供了技术基础。

用于深部探测的地震检波器低频拓展技术

利用地震探测的方法获得地球深部精细构造,从而增强深部资源勘探和重大地质灾害预测能力,是目前地球物理学研究的热点之一.本文简要回顾了国内外深部地震探测研究的历史,分析和解释了在精确深部地震探测中保护低频地震信号的重要性和必要性.在此基础上进一步阐述了地震检波器的低频特性对获取高质量深部地震数据的意义,重点归纳总结了如何利用伺服技术、闭环极点补偿技术以及力平衡反馈技术实现地震检波器的低频拓展,并以典型深部地震探测项目为例介绍了低频检波器在深部探测中的应用及主要取得的成果.最后,结合新型材料和新型加工技术,指出了未来深部地震检波器发展的主要方向.