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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 们的测量方向两两正交，具有灵敏度高，动态范围大的特点。适合于基岩露头有限、人 口密集地区。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。仪器整机 在井斜≤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。 全新设计的底座可以满足不同地震观测井的需要。
1.2CTS-02J 的主要结构
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、井盖、扶正器、密封桶等部件组成。
其中地震计本体部分外形设计为一个直径 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 EW、NS 和 UD 分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，导致工作 线圈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 后流经反馈网络，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 电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，如果没有反馈力矩的 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 馈式单摆 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 理摆长，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器的折合摆长，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 | 指标项目 | 性能指标 |
1 | 传感器类型 | 三分向一体，电磁换能，力平衡电子反馈。 |
2 | 测量频带 | 2s~50Hz |
3 | 测量灵敏度 | 2000V.s/m 双端平衡输出 |
4 | 灵敏度误差 | ≤3% |
5 | 动态范围 | ＞120dB |
6 | 物理尺寸 | 适宜安装井内径 125mm ~160mm (亦可满足用户特殊要求) 可安装于外径为Φ127mm 的地质套管或基岩裸孔内 |
7 | 安装 | 提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 | 供电 | 电压 9V~ 18V DC ，功耗约为 0.7W |
11 | 工作环境 | －20℃ ~ 60℃ ，10% ~ 98% |
12 | 配套电缆 | 根据井深提供防酸、防碱、防油和防腐蚀线缆，无应力 |
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