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地震前兆

CTS-02J 井下地震计

发布时间:2022年06月28日  浏览次数:142次   来源:原创文章

一、仪器概述

CTS-02J型地震计是采用三分向一体式结构,竖直排布三个分向的拾震器,并使它 们的量方向两两正交,具有灵敏度高,动态范围大的特点。适合于基岩露头有限、人 集地区。同时适合于表面覆盖很厚松散沉积的平原地区的井下地震观测。

CTS-02J采用了电子反馈技术,闭环反馈后的等效自振频率为 0.5Hz,观测频带为 0.5~50Hz。电子反馈技术的使用提高了地震计的动态范围,降低了地震计的非线性失真。 由于使用了自振频率较高 (5Hz) 的机械部分,提高了 CTS-02J 抗倾斜能力。仪器整 ≤5°的情况下不进行调平操作即正常工作;而且无需进行机械部分的现场调节。 新设计的底座可以满足不同地震观测井的需要。

1.2CTS-02J 的主要结

如图 1-1 所示,地震计主要由地震计本体、底座、引向器、定位器、应力解除器、扶正器、密封桶等部件组成。

其中地震计本体部分外形设计一个直径 100mm,高度约 700mm 的圆柱体, 自上而 下依次由固定支架、电路仓、水平摆仓、垂直摆仓和定位底座组装而成

 

二、工作原理

CTS-02J 型仪器为力反馈式速度地震计,整机采用三分向一体式结构,且 EWNS  UD 向的敏感轴方向两两正交,从而构成空间测量坐标系。

CTS-02J 型仪器整机为电子反馈式结构,即各分向均为在一定形式的机械摆体上加装电子反馈线路构成。其系统结构简图如图所示

当地面存在某种运动时,质量块相对于所悬挂的框架产生一个相对运动,导致工 线相对于磁场产生相对运动,从而在工作线圈中产生感生电压,该电压经放大器放大 经反馈网络,并以电流的形式在反馈线圈中产生反馈力矩。同时,从放大器输出的 压经过补偿网络和差分驱动器后,形成地震计的双端输出。

反馈式原理”能够有效地延拓地震计的等效工作周期的机理可以较通俗地解释为: 如图所示,以单摆为例,假设地面存在某特定大小的运动 A,如果没有反馈力矩 作用,则单摆 I 在地动作用下应产生位置 1 的运动,但在反馈力矩的作用下,单摆 I 只 运动到位置 2,即位置 2 是反馈式单摆 I 相对于该地面运动 A 的输出位置。此时的输出 情况等效于纯粹的单摆 II 的情况,即在同样大小的地面运动 A 的作用下,单摆 II 与反 馈式单 I 具有相同的转角输出。显然,纯粹的单摆 II 较纯粹的单摆 I 具有更长的物 理摆,其固有振动周期也更大。这表明,“反馈式原理是通过电子反馈来拓展拾震的折合摆长,从而达到延拓地震计的等效工作周期的目的。

 

三、性能指标

 

序号

标项目

能指标

1

感器类型

三分向一体,电磁换能,力平衡电子反馈

2

测量频带

2s~50Hz

3

测量灵敏

2000V.s/m    双端平衡输出

4

敏度误差

3%

5

动态范围

120dB

6

理尺寸

适宜装井内径  125mm ~160mm    (亦可满足用户特殊要求) 安装于外径为Φ127mm 的地质套管或基岩裸孔内

7

供井底固定装置和安装方位,支持提升至地面回收

8

密封防护

全密封防水,外壳防护等级 IP68  ,耐压≥10MPa

9

抗井斜能力

± 5°

10

电压 9V~ 18V DC  ,功耗约为 0.7W

11

作环境

20~ 60℃ ,10% ~ 98%

12

套电缆

井深提供防酸、防碱、防油和防腐蚀线缆,无应力