鉍酸鈉

[拼音]：dizhen yiqi

[英文]：seismic instrumentation

記錄地面振動的儀器。地面運動是由質點的移動向量的3個分量和繞質點3個轉動量來確定的。在離震源較遠處，當地震波通過時，由於波長比質點運動的振幅大得多，故轉動量很小。因此到目前為止，通常僅記錄移動的3個分量，而在震源附近，則除記錄移動的3個分量外，尚需記錄3個轉動量。由最弱到最強的天然地震，以及各種人工爆炸和其他干擾所引起的地面運動，其頻率範圍約在 0.0003～100赫之間，振幅變化範圍可達 109 。因此需要設計不同型別的地震儀，以滿足各方面的需要。就基本原理而言，目前廣泛使用的是擺式地震儀。

儀器原理

擺式地震儀用來測量大地和一個同大地鬆耦合的慣性質量間的相對運動。為記錄這種相對運動，在低倍率或低靈敏度的地震儀中，常採用簡單的機械槓桿或光槓杆放大。在高倍率或高靈敏度地震儀中，則利用換能器（動圈式、電容式、磁阻式等）將機械量轉換成電量後，採用電流計放大或電子放大器放大。

目前在中國的基準地震臺上，廣泛使用帶動圈換能器的擺式地震儀。一個裝在擺上的線圈，可在與機架（固定於地面）相連結的磁系統所形成的氣隙磁場內運動。產生的電動勢，或推動一個帶鏡片的電流計線圈，而後用光學的方法將線圈的偏轉量記錄在照相紙上，或輸入電子放大器內進行電壓的功率放大，以推動記錄裝置進行熱敏記錄或墨水記錄。

擺式地震儀的運動方程是

式中x為擺的位移；z為地面位移；ε0為擺的阻尼常數；ω0為擺的固有頻率。若已知地面位移z，則當給定擺的引數後，即可由上式算出擺的位移x。反之，可由擺的位移x求得z。例如，設z=Asinωt，A為最大振幅，ω為地面作穩態正弦運動的圓頻率，於是就可得到擺式地震儀的振幅頻率特性

和相位頻率特性

，

選擇不同的ε0和ω0， 就可得到各種所需的振幅頻率特性和相位頻率特性。例如，若取ε0≈0.7ω0，則在ω大於ω0的頻率範圍內，U≈1，該地震計為位移計。在ω小於ω0的頻率範圍內，U將隨ω2而增大，該地震計稱為加速度計。若取ε0=10ω0，則在ω為0.1ω0至10ω0的頻率範圍內，U將隨ω 而增大，該地震計稱為速度計。

地震儀的型別

由於地面運動的頻率範圍很寬，振幅變化範圍也很大，大地常時振動(干擾和脈動)的振幅也隨頻率而異，故不可能用一個地震儀將所有的地面運動都記錄下來。為此就需選用各種不同的記錄頻率、不同的靈敏度或放大倍數的地震儀（見圖）

。低放大倍數的加速度計可用於在震源區記錄強震。高放大倍數的短週期地震儀可用於在地震活動區內記錄微震。放大倍數在千、百倍級的寬頻帶中週期地震儀可用於記錄近震。千倍級的長週期地震儀用於記錄遠震。超長週期地震儀用於記錄地球的自由振盪。在鬆軟的沉積層覆蓋很厚的地區，在大工業城市附近，地面上短週期（小於 1秒）干擾很大，但隨深度衰減很快。因此在這類地區，為觀測微震，就需選用高放大倍數的井下短週期地震儀。

新技術在地震儀中的應用

從20世紀60年代中期開始，在地震儀中引入了許多新技術，從而提高了地震儀的各項效能指標。採用電子放大和負反饋相結合的技術，構成一個成閉環的反饋地震儀，不僅能很方便地改變地震儀的各項引數，並能在很大程度上提高這些引數對周圍環境變化的穩定性，擴大了能保證有一定記錄精度的動態範圍。例如在加速度計的擺上安裝差分電容換能器，其輸出經電子放大後反饋到裝在同一擺上的動圈換能器，產生“電彈簧”效應，提高了擺的固有頻率，擴大了記錄頻帶。同時由於負反饋，使擺的零位的變化範圍很小，故提高了線性度和記錄精度。又如採用電子放大將裝在短週期或中週期擺上的動圈換能器的輸出放大後，經微分電路反饋至另一個動圈換能器，這樣就能增長擺的固有周期，延伸了記錄頻帶的長週期部分，同時也避免了在長週期地震儀中所常遇到的零位漂移問題。

70年代以來發展起來一套地震臺陣和地震臺網所使用的新技術。這套技術是採用有線或無線(包括衛星)通訊方法，將臺網內無人值守觀測點上的地震儀所拾取的模擬地震訊號，經放大或轉換成數字，再經調製後傳輸到一個記錄處理中心，進行模擬可見記錄和磁帶記錄，並送入電子計算機進行自動實時處理或離線處理，來提取所需要的資訊。它為地震學的研究提供了大量的基本資料。

在流動地震儀、地震勘探用地震儀和各種海底地震儀（自浮式、拋錨式和電纜式等）中，廣泛使用微處理機、自動調節量程和數字磁帶記錄技術。用微處理機來判別和檢測地震事件並控制數字磁帶機的啟停，將有用的地震訊號經模數轉換器轉換成數字訊號，按電子計算機所要求的編排格式記錄在磁帶上，可提高磁帶的利用率，節省儲存磁帶的空間和維護費用。自動增益調節和數字磁帶記錄大大地超過了以往各種記錄裝置的記錄精度和動態範圍，同時也為進一步輸入電子計算機處理提供了很大的方便。（參見彩圖）