【高斯摩分享】什么是地震仪？

地震仪（Seismograph）详解

地震仪是用于检测和记录地面运动（如地震波、振动）的仪器，能够将地震引起的地壳震动转换为电信号或图形记录，是地震监测、地质研究和工程安全评估的核心设备。

1. 基本结构与类型

（1）核心组件

• 传感器（拾震器）：

• 机械式：摆锤系统（垂直摆/水平摆），通过惯性原理检测地面位移。

• 电子式：基于压电效应、电容或MEMS（微机电系统）的加速度计。

• 记录系统：

• 传统模拟记录（笔绘纸带或光记录）。

• 现代数字化记录（ADC转换+存储/传输）。

• 信号处理单元：滤波、放大、时间同步（GPS授时）。

（2）主要类型

2. 工作原理

地震发生时，地面震动导致地震仪传感器（如摆锤）相对于支架产生位移：

• 机械式地震仪：摆锤惯性运动通过杠杆放大，驱动记录笔在旋转纸带上绘制波形。

• 电子式地震仪：

• 摆锤位移引起电容/电感变化→转换为电压信号。

• 加速度计直接输出与地面加速度成正比的电信号。

• 数据记录：

• 数字化信号经滤波、时间戳标记后存储或远程传输。

• 关键公式：地震波振幅

$A=\frac{V_{\text{输出}}}{S}$（$S$ 为灵敏度）。

3. 关键性能参数

4. 应用场景

• 地震监测预警：实时监测地震波（P波、S波），为预警系统提供数据。

• 地质勘探：通过人工震源分析地下结构（石油、矿产探测）。

• 工程安全：监测建筑、桥梁、大坝的振动与结构健康。

• 火山活动研究：捕捉火山微震预测喷发风险。

• 核试验监测：检测地下核爆炸产生的地震波。

5. 选型与安装要点

（1）选型参数

• 检测目标：天然地震（低频）、工业振动（高频）、爆破（瞬时冲击）。

• 环境噪声：城市区域需高动态范围设备抑制背景干扰。

• 部署方式：

• 固定台站：深井安装以减少地表噪声。

• 移动式：便携设计，适合野外勘探。

（2）安装要求

• 避震基岩：直接安装在稳定基岩上，避免土壤干扰。

• 温度控制：深井或恒温箱减少温度漂移。

• 电磁屏蔽：远离高压线、变电站等干扰源。