Расширенный поиск
Расширение рабочего диапазона частот короткопериодных сейсмометров на примере СМ-3КВ
Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 60
Номер: 3
Год: 2024
Страницы: 20–39
УДК: 550.34.03
DOI: 10.21455/si2024.3-2
Показать библиографическую ссылку
Беседина А.Н., Кабыченко
Н.В., Волосов
С.Г., Гоев
А.Г., Константиновская
Н.Л., Резниченко
Р.А. Расширение рабочего диапазона частот короткопериодных сейсмометров на примере СМ-3КВ
// Сейсмические приборы. 2024. Т. 60. № 3. С. 20–39. DOI: 10.21455/si2024.3-2
@article{БесединаРасширение2024,
author = "Беседина, А. Н. and Кабыченко,
Н. В. and Волосов,
С. Г. and Гоев,
А. Г. and Константиновская,
Н. Л. and Резниченко
,
Р. А.",
title = "Расширение рабочего диапазона частот короткопериодных сейсмометров на примере СМ-3КВ
",
journal = "Сейсмические приборы",
year = 2024,
volume = "60",
number = "3",
pages = "20–39",
doi = "10.21455/si2024.3-2",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: короткопериодный сейсмометр, амплитудно-частотная характеристика, фазо-частотная характеристика, взрывы, землетрясения, микросейсмический шум, функции приемника
Аннотация: Приводится приборное решение для расширения частотной полосы датчика в область низких частот на примере короткопериодного сейсмометра СМ-3КВ. Схема коррекции построена на двух каскадах интеграторов на операционных усилителях. Проведена апробация разработанного прототипа СМ-3КВ-кор в лабораторных и натурных условиях. Анализ записей взрывов и землетрясений показал, что разработанную схему можно использовать при проведении сейсмического мониторинга на частотах выше 0.06 Гц при условии превышения уровнем сигнала уровня инструментального шума канала. При сопоставлении с данными широкополосного сейсмометра показано, что СМ-3КВ-кор подходит для восстановления кинематических особенностей земной коры вблизи места установки сейсмической станции методом функций приемника. При анализе суммарных записей обменных волн P-S (PRF) была выявлена фаза от нижней границы зоны фазовых переходов верхней мантии на глубине около 660 км, что позволяет предположить возможность использования датчика СМ-3КВ-кор также и для анализа особенностей зоны фазовых переходов методом PRF.
Список литературы: Беседина А.Н., Кабыченко Н.В., Павлов Д.В., Волосов С.Г. Инструментальные методы расширения амплитудно-частотной характеристики геофона // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 3. C.5–23. https://doi.org/10.21455/si2019.3-1
Беседина А.Н., Кабыченко Н.В., Волосов С.Г., Королев С.А. Инструментальная схема расширения частотных характеристик короткопериодных датчиков на примере сейсмометра СМ-3КВ // Сейсмические приборы. 2020. Т. 56, № 4. C.29–42. https://doi.org/10.21455/si2020.4-2
Винник Л.П. Сейсмология приемных функций // Физика Земли. 2019. № 1. С.16–27. https://doi.org/10.31857/S0002-33372019116-27
Землетрясения России в 2021 году / Гл. ред. А.А. Маловичко. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2023. 224 с.
Кабыченко Н.В., Беседина А.Н., Волосов С.Г., Королев С.А., Кочарян Г.Г. Короткопериодные сейсмометры в сейсмологии // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 1. С.44 65. https://doi.org/10.21455/si2017.1-4
Кочарян Г.Г., Локтев Д.Н., Ряховский И.А., Санина И.А. Уникальная научная установка “Среднеширотный комплекс геофизических наблюдений “Михнево” // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13, № 2. Ст. 0590. 6 с. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2-0590
Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.
Структура и динамика литосферы по сейсмическим данным / Отв. ред. И.Л. Нерсесов. М.: Наука, 1988. 221 с.
Al-Alaoui M.A. Low-frequency differentiators and integrators for biomedical and seismic signals // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications. 2001. V. 48, Iss. 8. P.1006–1011. https://doi.org/10.1109/81.940191
Birkey A., Ford H.A., Dabney P., Goldhagen G. The lithospheric architecture of Australia from seismic receiver functions // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2021. V. 126, Iss. 4. Art. e2020JB020999. 25 p. https://doi.org/10.1029/2020JB020999
Bissig F., Khan A., Tauzin B., Sossi P.A., Munch F.D., Giardini D. Multifrequency inversion of Ps and Sp receiver functions: Methodology and application to USArray data // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2021. V. 126, Iss. 2. Art. e2020JB020350. 30 p. https://doi.org/10.1029/2020JB020350
Boulaenko M.E. Novel tools for research and education in seismology: MS Thesis. Bergen: University of Bergen, 2002. 114 p.
Dziewonski A.M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // J. Geophys. Res. 1981. V. 86, Iss. B4. Р.2825–2852. https://doi.org/10.1029/JB086iB04p02825
Ekström G., Nettles M., Dziewoński A.M. The global CMT project 2004–2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes // Phys. Earth Planet Inter. 2012. V. 200–201. Р.1–9. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2012.04.002
Havskov J., Alguacil G. Instrumentation in Earthquake Seismology. Springer Academic Publishers, 2002. 313 p.
Kennett B.L.N., Engdahl E.R. Traveltimes for global earthquake location and phase identification // Geophys. J. Int. 1991. V. 105, Iss. 2. Р.429–465. https://doi.org/10.1111/j.1365 246X.1991.tb06724.x
Kerr R.A. Geophysical exploration linking deep earth and backyard geology // Science. 2013. V. 340, N 6138. P.1283–1285. https://doi.org/10.1126/science.340.6138.1283
Ma K., Wu J., Ma Y., Xu B., Qi Sh., Jiang X. An effective method for improving low-frequency response of geophone // Sensors. 2023. V. 23, Iss. 6. Art. 3082. 18 p. https://doi.org/10.3390/s23063082
Makushkina A., Tauzin B., Tkalčić H., Thybo H. The mantle transition zone in Fennoscandia: Enigmatic high topography without deep mantle thermal anomaly // Geophys. Res. Lett. 2019. V. 46, Iss. 7. P.3652–3662. https://doi.org/10.1029/2018GL081742
McNamara D.E., Buland R.P. Ambient noise levels in the continental United States // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2004. V. 94, N 4. P.1517–1527. https://doi.org/10.1785/012003001
Murdie R.E., Yuan H., O’Donnell J.P., Johnson S.P., Ebrahimi R., Rashidifard M. WA array: A high-resolution passive-source seismic survey to image the West Australian lithosphere // Seismol. Res. Lett. 2024. V. 95, N 5. P.3093–3108. https://doi.org/10.1785/0220230415
Peterson J. Observations and Modeling of Seismic Background Noise: USGS Open-File Report 93-322. Albuquerque, NM: USGS, 1993. 94 p. https://doi.org/10.3133/ofr93322
Romeo G., Spinelli G. Extending a Lippmann style seismometer’s dynamic range by using a non-linear feedback circuit // Adv. Geosci. 2013. V. 36. P.27–30. https://doi.org/10.5194/adgeo-36-27-2013
Thybo H., Bulut N., Grund M., Mauerberger A., Makushkina A., Artemieva I.M., Balling N., Gudmundsson O., Maupin V., Ottemøller L., Ritter J., Tilmann F. ScanArray – A broadband seismological experiment in the Baltic Shield // Seismol. Res. Lett. 2021. V. 92, N 5. P. 2811–2823. https://doi.org/10.1785/0220210015
Ulmann B. Overdamping geophones using negative impedances. 2005. 7 p. URL: http://www.
vaxman.de/publications/teach_gp.pdf
Zhu L., Kanamori H. Moho depth variation in southern California from teleseismic receiver functions // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, Iss. B2. P.2969–2980. https://doi.org/10.1029/1999JB900322
Беседина А.Н., Кабыченко Н.В., Волосов С.Г., Королев С.А. Инструментальная схема расширения частотных характеристик короткопериодных датчиков на примере сейсмометра СМ-3КВ // Сейсмические приборы. 2020. Т. 56, № 4. C.29–42. https://doi.org/10.21455/si2020.4-2
Винник Л.П. Сейсмология приемных функций // Физика Земли. 2019. № 1. С.16–27. https://doi.org/10.31857/S0002-33372019116-27
Землетрясения России в 2021 году / Гл. ред. А.А. Маловичко. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2023. 224 с.
Кабыченко Н.В., Беседина А.Н., Волосов С.Г., Королев С.А., Кочарян Г.Г. Короткопериодные сейсмометры в сейсмологии // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 1. С.44 65. https://doi.org/10.21455/si2017.1-4
Кочарян Г.Г., Локтев Д.Н., Ряховский И.А., Санина И.А. Уникальная научная установка “Среднеширотный комплекс геофизических наблюдений “Михнево” // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13, № 2. Ст. 0590. 6 с. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2-0590
Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.
Структура и динамика литосферы по сейсмическим данным / Отв. ред. И.Л. Нерсесов. М.: Наука, 1988. 221 с.
Al-Alaoui M.A. Low-frequency differentiators and integrators for biomedical and seismic signals // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications. 2001. V. 48, Iss. 8. P.1006–1011. https://doi.org/10.1109/81.940191
Birkey A., Ford H.A., Dabney P., Goldhagen G. The lithospheric architecture of Australia from seismic receiver functions // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2021. V. 126, Iss. 4. Art. e2020JB020999. 25 p. https://doi.org/10.1029/2020JB020999
Bissig F., Khan A., Tauzin B., Sossi P.A., Munch F.D., Giardini D. Multifrequency inversion of Ps and Sp receiver functions: Methodology and application to USArray data // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2021. V. 126, Iss. 2. Art. e2020JB020350. 30 p. https://doi.org/10.1029/2020JB020350
Boulaenko M.E. Novel tools for research and education in seismology: MS Thesis. Bergen: University of Bergen, 2002. 114 p.
Dziewonski A.M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // J. Geophys. Res. 1981. V. 86, Iss. B4. Р.2825–2852. https://doi.org/10.1029/JB086iB04p02825
Ekström G., Nettles M., Dziewoński A.M. The global CMT project 2004–2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes // Phys. Earth Planet Inter. 2012. V. 200–201. Р.1–9. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2012.04.002
Havskov J., Alguacil G. Instrumentation in Earthquake Seismology. Springer Academic Publishers, 2002. 313 p.
Kennett B.L.N., Engdahl E.R. Traveltimes for global earthquake location and phase identification // Geophys. J. Int. 1991. V. 105, Iss. 2. Р.429–465. https://doi.org/10.1111/j.1365 246X.1991.tb06724.x
Kerr R.A. Geophysical exploration linking deep earth and backyard geology // Science. 2013. V. 340, N 6138. P.1283–1285. https://doi.org/10.1126/science.340.6138.1283
Ma K., Wu J., Ma Y., Xu B., Qi Sh., Jiang X. An effective method for improving low-frequency response of geophone // Sensors. 2023. V. 23, Iss. 6. Art. 3082. 18 p. https://doi.org/10.3390/s23063082
Makushkina A., Tauzin B., Tkalčić H., Thybo H. The mantle transition zone in Fennoscandia: Enigmatic high topography without deep mantle thermal anomaly // Geophys. Res. Lett. 2019. V. 46, Iss. 7. P.3652–3662. https://doi.org/10.1029/2018GL081742
McNamara D.E., Buland R.P. Ambient noise levels in the continental United States // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2004. V. 94, N 4. P.1517–1527. https://doi.org/10.1785/012003001
Murdie R.E., Yuan H., O’Donnell J.P., Johnson S.P., Ebrahimi R., Rashidifard M. WA array: A high-resolution passive-source seismic survey to image the West Australian lithosphere // Seismol. Res. Lett. 2024. V. 95, N 5. P.3093–3108. https://doi.org/10.1785/0220230415
Peterson J. Observations and Modeling of Seismic Background Noise: USGS Open-File Report 93-322. Albuquerque, NM: USGS, 1993. 94 p. https://doi.org/10.3133/ofr93322
Romeo G., Spinelli G. Extending a Lippmann style seismometer’s dynamic range by using a non-linear feedback circuit // Adv. Geosci. 2013. V. 36. P.27–30. https://doi.org/10.5194/adgeo-36-27-2013
Thybo H., Bulut N., Grund M., Mauerberger A., Makushkina A., Artemieva I.M., Balling N., Gudmundsson O., Maupin V., Ottemøller L., Ritter J., Tilmann F. ScanArray – A broadband seismological experiment in the Baltic Shield // Seismol. Res. Lett. 2021. V. 92, N 5. P. 2811–2823. https://doi.org/10.1785/0220210015
Ulmann B. Overdamping geophones using negative impedances. 2005. 7 p. URL: http://www.
vaxman.de/publications/teach_gp.pdf
Zhu L., Kanamori H. Moho depth variation in southern California from teleseismic receiver functions // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, Iss. B2. P.2969–2980. https://doi.org/10.1029/1999JB900322
