TY系列高精度体应变仪研制及映震能力分析与应用

P315.72+7%P716+.8; 文章综述了钻孔体应变仪的发展历程,针对体应变仪目前存在的稳定性和带宽不足、标定精度低等问题,创新与改进液压传感器、控制电路、标定方法等技术,研制出TY-2B型钻孔体积应变仪.改进的液压传感器提高了仪器精度,缩小了仪器体积;改善了控制电路,提高了仪器采样率、带宽及稳定性;创新的压电陶瓷标定技术提高了监测数据可靠性.测试结果表明改进型的TY-2B型体应变仪功耗低,小于 3W;长期稳定性好;灵敏度高,分辨率达到 10-11ε;高频特性和低频特性好,采样率 10～100 Hz,可采集完整地震应变波波形,固体潮波形清晰稳定;体积小重量轻,外径缩小至Φ89 mm,适用...

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Published in地质力学学报 Vol. 29; no. 3; pp. 324 - 338
Main Authors 孙尧, 彭华, 姜景捷, 马秀敏, 郝飞, 张斌
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081 01.06.2023
北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081
自然资源部北京地壳应力应变野外科学观测研究站,北京 100081
自然资源部活动构造与地质安全重点实验室,北京 100081%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081
自然资源部活动构造与地质安全重点实验室,北京 100081
中国地质大学(武汉)地质调查研究院,湖北武汉 430074
Subjects
钻孔体应变仪
seismic refletion capability
映震能力
地壳变形
broad-frequency strain seismograph
earthquake
地震
crustal deformation
borehole volumetric strain gauge
宽频应变地震仪
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ISSN1006-6616
DOI10.12090/j.issn.1006-6616.20232903

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Abstract P315.72+7%P716+.8; 文章综述了钻孔体应变仪的发展历程,针对体应变仪目前存在的稳定性和带宽不足、标定精度低等问题,创新与改进液压传感器、控制电路、标定方法等技术,研制出TY-2B型钻孔体积应变仪.改进的液压传感器提高了仪器精度,缩小了仪器体积;改善了控制电路,提高了仪器采样率、带宽及稳定性;创新的压电陶瓷标定技术提高了监测数据可靠性.测试结果表明改进型的TY-2B型体应变仪功耗低,小于 3W;长期稳定性好;灵敏度高,分辨率达到 10-11ε;高频特性和低频特性好,采样率 10～100 Hz,可采集完整地震应变波波形,固体潮波形清晰稳定;体积小重量轻,外径缩小至Φ89 mm,适用于Φ100 mm钻孔,长度 1300 mm,重量 45 kg,运输和安装方便.经室内检验、野外台站 15年的测试,获取了良好的监测数据,体现了高灵敏的映震能力,龙门山北段体应变台站对 2010年玉树地震及 2023年土耳其地震的观测响应表明TY系列高精度体应变仪不仅是静态应变仪,还是宽频应变地震仪,具有动-静态标定能力,且相对于摆式地震仪有着极宽响应频带的独特优势,既可以观测地壳长期缓慢变形及其积累的特征,还可观测地壳破裂变形的瞬态细微特征.汶川地震以来青川—汉中地区体应变台站及 2021年以来广州台站获取的监测曲线长期变化趋势与地震、构造地质等资料所反映的区域地质特征相符,表明TY-2B型体应变仪可在地球动力学研究、地质灾害预测预警等领域推广使用.
AbstractList P315.72+7%P716+.8; 文章综述了钻孔体应变仪的发展历程,针对体应变仪目前存在的稳定性和带宽不足、标定精度低等问题,创新与改进液压传感器、控制电路、标定方法等技术,研制出TY-2B型钻孔体积应变仪.改进的液压传感器提高了仪器精度,缩小了仪器体积;改善了控制电路,提高了仪器采样率、带宽及稳定性;创新的压电陶瓷标定技术提高了监测数据可靠性.测试结果表明改进型的TY-2B型体应变仪功耗低,小于 3W;长期稳定性好;灵敏度高,分辨率达到 10-11ε;高频特性和低频特性好,采样率 10～100 Hz,可采集完整地震应变波波形,固体潮波形清晰稳定;体积小重量轻,外径缩小至Φ89 mm,适用于Φ100 mm钻孔,长度 1300 mm,重量 45 kg,运输和安装方便.经室内检验、野外台站 15年的测试,获取了良好的监测数据,体现了高灵敏的映震能力,龙门山北段体应变台站对 2010年玉树地震及 2023年土耳其地震的观测响应表明TY系列高精度体应变仪不仅是静态应变仪,还是宽频应变地震仪,具有动-静态标定能力,且相对于摆式地震仪有着极宽响应频带的独特优势,既可以观测地壳长期缓慢变形及其积累的特征,还可观测地壳破裂变形的瞬态细微特征.汶川地震以来青川—汉中地区体应变台站及 2021年以来广州台站获取的监测曲线长期变化趋势与地震、构造地质等资料所反映的区域地质特征相符,表明TY-2B型体应变仪可在地球动力学研究、地质灾害预测预警等领域推广使用.
Author 马秀敏
彭华
姜景捷
郝飞
孙尧
张斌
AuthorAffiliation 中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081;自然资源部北京地壳应力应变野外科学观测研究站,北京 100081;自然资源部活动构造与地质安全重点实验室,北京 100081%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081;自然资源部北京地壳应力应变野外科学观测研究站,北京 100081;自然资源部活动构造与地质安全重点实验室,北京 100081;北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081;自然资源部北京地壳应力应变野外科学观测研究站,北京 100081;中国地质大学(武汉)地质调查研究院,湖北武汉 430074
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ZHANG Bin
JIANG Jingjie
HAO Fei
PENG Hua
SUN Yao
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Issue 3
Keywords 钻孔体应变仪
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Publisher 中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081
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